针对固定污染源排放挥发性有机物的特点

针对固定污染源排放挥发性有机物的特点，研制了一套基于色谱技术的固定污染源挥发性有机物在线监测系统，该系统采用全程高温预处理技术和高温色谱技术。本文详细描述了该系统主要组成结构、技术特点、性能参数和现场应用测试。测试结果表明，所研制的固定污染源挥发性有机物在线监测系统具有测量精度高、线性范围宽、现场适性强等特点，满足固定污染源排放烟气中挥发性有机物的在线监测要求。
按照世界卫生组织（WHO）的定义，挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）是指沸点范围在50——260℃之间，室温下饱和蒸汽压超过1 . 2Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其化学结构可进一步分为8类：烷烃类、芳烃类、烯烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物。
VOCs对人体健康和自然环境的影响主要表现在以下三方面：(1) VOCs 一般具有较强的刺激性和毒性，部分具有致畸、致突变致癌作用。（2）VOCs的成分极为复杂，有些化学活性很强，在光照作用下，和NOX发生光化学反应，易引起光化学烟雾污染。（ ）卤代烃类VOCs能分解臭氧，破坏臭氧层，引起温室效应等全球性环境问题[2]。据统计，城市中的VOCs 主要来源于固定污染源废气排放，约占整个人为排放源的55. 5%。产生VOCs 的固定污染源主要包括石油化工、电子、喷涂、皮革、印刷等工业源。
目前国内固定污染源监测对象主要为非甲烷总烃和挥发性有机物特征组分，欧盟和美国的监测对象则以总有机碳（TOC）为主，但监测分析方法均以离子火焰分析为主。
针对固定污染源VOCs排放监测现场手工采样，实验室离线分析方法花费的时间长、数据不及时，且外界的干扰因素（人员、环境、运输）影响较大。在欧美等发达国家，已经逐步应用在线仪器对固定污染源废气进行实时监测。目前国内的固定污染源挥发性有机物在线监测设备大部分依赖进口，但进口设备价格昂贵、维护成本高，严重阻碍了固定污染源VOCs在线监测技术在国内的普及，因此研制具有完全自主知识产权的挥发性有机物在线监测系统已刻不容缓。
聚光科技研制出了CEMS-2000 B VOC型固定污染源VOCs在线监测系统，该系统主要由采样预处理子系统、VOCs气态污染物监测子系统、烟气参数子系统及数据采集与处理子系统组成。
采样预处理子系统：主要由采样探头、伴热管线、预处理单元、电控单元组成。烟气由机柜内的真空泵抽取，经由采样探头、高温伴热管线后通入VOCs分析仪进行测量，样气全程保持高温。
VOCs 气态污染物监测子系统：主要有非甲烷总烃在线分析仪、苯系物在线分析仪等。根据生产工艺及具体特征污染物的排放管控要求，可定制特征因子污染物分析仪器。
烟气参数监测子系统：烟气参数监测子系统主要用来监测烟气温度、压力、流量、湿度等，用于污染物排放总量的核算和相关浓度的折算，将监测结果转换为标准状况下的数据。
数据采集与处理子系统：采集烟气参数数据、汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，同时生成报表、存储数据、记录历史数据、与环保部门和客户的DCS联网通信等功能。
系统采样结构组成如图2所示，系统从取样口抽取样品，经高温采样探头除尘后，通过高温伴热管进入在线气相色谱（GC）进行分析。色谱仪内置加热箱，样品经过的管路全部保持高温。样品经色谱分离后进入高灵敏度的氢火焰离子化检测器（FID）进行检测分析。
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