一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，属于环境监测领域。本系统色谱分析仪内部定量环一与大气采样总管连通，色谱柱一与定量环一连通，FID火焰离子化检测仪一与色谱柱一连通；色谱分析仪还包括定量环二与大气采样总管连通，色谱柱二与定量环二连通，催化管为内置催化剂的加热管，一端与色谱柱二连通另一端与FID火焰离子化检测仪二连通；催化管用于将苯系物催化分解为甲烷；色谱柱一用于分离输送样气中的甲烷；色谱柱二用于分离输送样气中的苯系物。本系统的色谱分析仪中一路监测甲烷的浓度，另一路通过催化管将苯系物催化分解为甲烷进行监测分析，提高了本系统对厂界VOCs的可检测性及监测分析精度，适用于多工况。

An on-line VOCs monitoring system for multi working conditions

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统
本技术属于环境监测领域，更具体地说，涉及一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统。
技术介绍
挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)是指常温下饱和蒸汽压大于133.32Pa、常压下沸点在50～260℃以下的有机化合物，或在常温常压下能挥发的有机固体或液体。VOCs是石油化工、制药、印刷、制鞋和喷漆等行业排放的最常见的污染物。这些物质主要有硫化氢、硫醇类、氨、胺类、硝基化合物、烃类、脂肪酸类、醇类、酚类、酯类以及有机卤系衍生物等。这些有机物大多具有毒性，部分已被列为致癌物，如氯乙烯、苯、多环芳烃等。多数VOCs易燃易爆，对生产企业的安全造成威胁；部分VOCs对臭氧层具有破坏作用，如氯氟烃(CFCls)和含氢氯氟烃(HCFCls)。VOCs是产生臭氧污染和光化学污染的主要污染源，环保部已将其列为细颗粒物之外最大的空气污染元凶，它也是导致灰霾天气的重要前体物之一。挥发性有机物可直接对人体产生危害，还可间接参与光化学反应生成二次污染物，是形成PM.的主要来源之一。故我国已将VOCs与颗粒物、二氧化硫、氮氧化物列为同等重要的大气污染物，国家和地方都在完善相关的排放标准和估算方法等体系，力求全面减少其排放总量，改善大气环境。因此专门针对污染源烟道和厂界空气中挥发性有机物的浓度监测也成为重中之重的问题。厂界空气中挥发性有机物的检测主要是针对非甲烷总烃及苯系物，由于厂界中挥发性有机物浓度低，通常适用与质谱类监测系统，但是此类系统成本较高，不适合企业中推广使用，因此目前主要研究方向是采用色谱法系统监测厂界空气中的挥发性有机物，色谱分析仪中的FID火焰离子化检测仪对厂界中非甲烷总烃可以直接检测，但是对于厂界中很低的苯系物浓度，FID火焰离子化检测仪无法直接检测，因此，目前主流方法是在监测系统中加设富集装置对采集样气中的苯系物富集后再由FID火焰离子化检测仪检测，虽可以使FID火焰离子化检测仪检测到苯系物浓度，但是富集装置富集需要时间，增大了苯系物检测周期，且苯系物中一些组分沸点高溶解度低含碳多，FID火焰离子化检测仪对其响应性不太好，因此检测精度受到限制。经检索，中国专利公开号：CN107045033A，公开日：2017年8月15日，公开了一种空气中苯系物在线监测气象色谱仪，包括载气气源，氢气气源和空气气源，除烃净化系统，吸附解析系统，十通阀，色谱柱，检测器和载体流量控制系统；所述载气气源依次连接第一除烃净化系统和所述载气流量控制系统，载气流量控制系统与所述十通阀连接并依次连接所述色谱柱和检测器；所述氢气气源和空气气源分别通过第二除烃净化系统和第三除烃净化系统与所述检测器连通；所述吸附解析系统的两端与所述十通阀连通。该申请案通过气象色谱仪中加设的吸附解析系统，对样气中的苯系物进行富集，使色谱仪可以检测到样气中苯系物的浓度，但是该申请案，对苯系物的富集依靠吸附解析系统执行，通过吸附解析系统中的填料，对样气中的苯系物进行吸附，吸附一定时间后，进行热解析，将吸附富集的苯系物析出，检测器对析出的富集气体进行监测，这一过程需要消耗一定时间，增加了样品的分析周期，同时，在吸附解析过程中会有苯系物的消耗，苯系物附着、未完全析出等情况，影响了分析结果的准确性，综上，该申请案无法准确实时的进行厂界环境中低浓度苯系物的在线监测分析。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术中，色谱类监测系统无法有效监测厂界VOCs的问题，本技术提供一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，本系统的色谱分析仪中一路监测分析甲烷的浓度，另一路通过催化管将苯系物催化分解为甲烷进行监测分析，提高了本系统对厂界VOCs的可检测性及监测分析精度。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，包括，大气采样总管，其用于采集大气厂界中的样气；色谱分析仪，其与大气采样总管连通，所述色谱分析仪内部置有定量环一、色谱柱一和FID火焰离子化检测仪一，所述定量环一与大气采样总管连通，色谱柱一与定量环一连通，FID火焰离子化检测仪一与色谱柱一连通；气源单元，其包括氢气发生器、氮气发生器和零气发生器，分别向色谱分析仪传输氢气、氮气和零气；所述色谱分析仪还包括定量环二、色谱柱二、催化管和FID火焰离子化检测仪二，所述定量环二与大气采样总管连通，色谱柱二与定量环二连通，催化管为内置催化剂的加热管，其一端与色谱柱二连通，另一端与FID火焰离子化检测仪二连通；所述催化管用于将苯系物催化分解为甲烷；所述色谱柱一用于分离输送样气中的甲烷；所述色谱柱二用于分离输送样气中的苯系物。气采样总管采集厂界中的气体作为样气，传输到色谱分析仪中，色谱分析仪自带的一路通过定量环一定量传输一部分样气至色谱柱一上，色谱分析仪中接入了氮气作为载气，带动色谱分析仪中的样气沿气路传输，色谱柱一将甲烷分离出来传输到FID火焰离子化检测仪一中，其余样气则排出至室外，FID火焰离子化检测仪一检测出样气中甲烷总烃的相关电信号传递到现有的数据终端分析测算出对应的厂界中甲烷的实时数据，根据色谱分析仪中自带的总烃检测路检测的总烃结果，即可测算出厂界冲非甲烷总烃的实时数据；色谱分析仪的另一路通过定量环二定量传输样气至色谱柱二，色谱柱二分离出样气中的苯系物送往催化管，其余样气排出至室外，苯系物进入催化管后，在催化管中催化剂环境下，催化管进行加热，催化管中的苯系物分解为甲烷与不影响后续检测的气体物质，伴随氮气进入FID火焰离子化检测仪二，在FID火焰离子化检测仪二中甲烷成分燃烧，仪器捕捉浓度电流信号进行分析，相比FID火焰离子化检测仪二直接对苯系物进行检测，对甲烷进行检测时，相当于将待测物的浓度进行了成倍的提升，峰面积成倍增加，增加了可检测性，且催化分解过程耗时极短，检测结果同步性高，FID火焰离子化检测仪二对甲烷的响应好，检测精度大大提升。进一步地，所述的催化剂为过渡元素贵金属催化剂。选用贵金属催化剂，少量的苯系物通过催化剂，短时间停留，予以一定温度的加热后，苯系物可分解为甲烷。进一步地，还包括富集装置，其用于富集样气中的苯系物，所述富集装置上设有采集进口与富集气体出口，所述采集进口与大气采样总管连通，所述富集气体出口与色谱分析仪连通；所述色谱分析仪还包括FID火焰离子化检测仪三，FID火焰离子化检测仪三与富集气体出口连通。进一步地，所述富集装置与色谱分析仪通过富集气体传输管路连通，所述富集气体传输管路外壁包裹有保温棉。经富集装置富集后的气体温度过低时容易结露，从而影响色谱分析仪的监测分析结果，因此，本方案在富集气体传输管路外壁包裹有保温棉，将通过管路的富集气体保温至40℃以上即可避免结露，保证对苯系物成分检测的准确性。进一步地，所述色谱分析仪通过相互连通的样气传输管路和A路支管与大气采样总管连通；所述富集装置通过相互连通的样气传输管路和B路支管与大气采样总管连通；所述A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，包括，/n大气采样总管(1)，其用于采集大气厂界中的样气；/n色谱分析仪(2)，其与大气采样总管(1)连通，所述色谱分析仪(2)内部置有定量环一(2000)、色谱柱一(2003)和FID火焰离子化检测仪一(2006)，所述定量环一(2000)与大气采样总管(1)连通，色谱柱一(2003)与定量环一(2000)连通，FID火焰离子化检测仪一(2006)与色谱柱一(2003)连通；/n气源单元，其包括氢气发生器(4)、氮气发生器(5)和零气发生器(6)，分别向色谱分析仪(2)传输氢气、氮气和零气；/n其特征在于：/n所述色谱分析仪(2)还包括定量环二(2001)、色谱柱二(2004)、催化管(2005)和FID火焰离子化检测仪二(2007)，所述定量环二(2001)与大气采样总管(1)连通，色谱柱二(2004)与定量环二(2001)连通，催化管(2005)为内置催化剂的加热管，其一端与色谱柱二(2004)连通，另一端与FID火焰离子化检测仪二(2007)连通；/n所述催化管(2005)用于将苯系物催化分解为甲烷；/n所述色谱柱一(2003)用于分离输送样气中的甲烷；/n所述色谱柱二(2004)用于分离输送样气中的苯系物。/n...

【技术特征摘要】
1.一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，包括，
大气采样总管(1)，其用于采集大气厂界中的样气；
色谱分析仪(2)，其与大气采样总管(1)连通，所述色谱分析仪(2)内部置有定量环一(2000)、色谱柱一(2003)和FID火焰离子化检测仪一(2006)，所述定量环一(2000)与大气采样总管(1)连通，色谱柱一(2003)与定量环一(2000)连通，FID火焰离子化检测仪一(2006)与色谱柱一(2003)连通；
气源单元，其包括氢气发生器(4)、氮气发生器(5)和零气发生器(6)，分别向色谱分析仪(2)传输氢气、氮气和零气；
其特征在于：
所述色谱分析仪(2)还包括定量环二(2001)、色谱柱二(2004)、催化管(2005)和FID火焰离子化检测仪二(2007)，所述定量环二(2001)与大气采样总管(1)连通，色谱柱二(2004)与定量环二(2001)连通，催化管(2005)为内置催化剂的加热管，其一端与色谱柱二(2004)连通，另一端与FID火焰离子化检测仪二(2007)连通；
所述催化管(2005)用于将苯系物催化分解为甲烷；
所述色谱柱一(2003)用于分离输送样气中的甲烷；
所述色谱柱二(2004)用于分离输送样气中的苯系物。


2.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，其特征在于：所述的催化剂为过渡元素贵金属催化剂。


3.根据权利要求1所述的一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，其特征在于：
还包括富集装置(3)，其用于富集样气中的苯系物，所述富集装置(3)上设有采集进口(30)与富集气体出口(32)，所述采集进口(30)与大气采样总管(1)连通，所述富集气体出口(32)与色谱分析仪(2)连通；
所述色谱分析仪(2)还包括FID火焰离子化检测仪三(2008)，FID火焰离子化检测仪三(2008)与富集气体出口(32)连通。


4.根据权利要求3所述的一种适用于多工况的厂界VOCs在线监测系统，其特征在于：所述富集装置(3)与色谱分析仪(2)通过富集气体传输管路(103)连通，所述富集气体传输管路(103)外壁包裹有保...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慎，储岳喜，储岳海，孙明，王迅，刘泽明，王智慧，朱传亮，张娟，
申请(专利权)人：马鞍山市桓泰环保设备有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34