[发明专利]一种挥发性有机物在线监测系统及分析方法

说明书

技术领域

本发明属于挥发性有机物监测技术领域，具体涉及一种挥发性有机物在线监测系统及分析方法。

背景技术

挥发性有机物常用VOCs表示，VOCs是Volatile Organic Compounds三个词第一个字母的缩写，按照世界卫生组织的定义，挥发性有机物是指沸点在50℃～250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按照化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他，主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃。

VOCs的主要来源：在室外，主要来自燃料燃烧和交通运输产生的工业废气、汽车尾气、光化学污染等；在室内，主要来自燃煤和天然气等燃烧产物，例如吸烟、采暖和烹调等的烟雾，建筑和装饰材料、家具、家用电器、清洁剂和人体本身的排放等。VOCs的危害很明显，当居室中VOCs浓度超过一定浓度时，在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力，严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退，VOCs还会伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统，具有较宽的极性和浓度范围，在一定的浓度下对人体有致癌、致畸、致突变以及引发白血病的危险。VOCs是光化学烟雾的决定性前体物，也是PM2.5的主要前体物。

可靠的VOCs测量数据是研究其对环境和人类健康影响的基础。由于监测到的VOCs受源变化、化学反应过程以及采样时间和持续时间等因素的影响，只有通过长期连续的监测才能揭示出VOCs浓度水平变化的特征和一般趋势，为环境控制提供科学依据。目前应用最广泛的VOCs采样方法为不锈钢罐采样、吸附剂采样、气袋采样以及低温冷凝法采样，不锈钢罐采样方式使用的采样罐需要送回实验室后进行吸附剂浓缩或低温预浓缩处理，这种方式需要进行多次分析，设备的清洗较繁琐；吸附剂采样和低温冷凝法采样在采样的同时，可以完成样品的预浓缩，但是需要低温运输、存放，极为不方便；气袋采样由于内壁存在吸附和解析效应，现已很少使用。采样的样品必须经过固相萃取、溶剂解析、低温预浓缩热解析等方法进行预处理，预处理过程繁琐，而且预处理过程中容易对样品造成人为的污染，测量误差较大。样品分析主要依靠气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱、荧光分光光度法等。

随着人类生活的环境污染越来越严重，环保部要求对排放污染物的工业企业，尤其是喷涂、石化生产、印刷等行业排放的挥发性有机物进行在线监测，监测的因子包括非甲烷总烃、苯系物(苯、甲苯、二甲苯等)，由于政策出台时间短，该在线监测系统需要的技术要求高，国内目前基本没有能够实现在线监测的色谱仪，主要产品依赖于进口。其产品主要测量原理为FID(氢离子火焰)，由于国内与国外现场工况差别较大，国内工业现场环境恶劣，现场存在大量的具有腐蚀性的气体存在，加上处理工艺落后，烟气往往存在低温、高湿、高尘和存在大量油质类物质，国外设备目前在国内主要存在三个问题：一是，适应不了国内的工业环境，系统配套设施运行稳定性差，故障率高，企业设备维护成本较高；二是，采样装置中的被测气体溶解损失较大，样气输送过程中样气成分容易损失，造成测量不准确，误差较大；三是，测量效果不稳定。

发明内容

基于上述背景技术中提出的技术问题，本发明提供了一种挥发性有机物在线监测系统及分析方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种挥发性有机物在线监测系统，包括数据采集传输控制系统、烟气采样系统、样气传输管、烟气预处理调制系统、气体分析系统、温压流测量系统，所述数据采集传输控制系统包括PLC控制器、PLC数据采集模块和工控机，所述工控机内安装有监测组态软件和SQLServer数据库。

所述烟气采样系统与烟气预处理调制系统通过样气传输管连接，所述样气传输管为电伴热型恒功率采样管、且采用聚四氟乙烯材料，所述的烟气采样系统包括并列设置的治理前样气采样装置、治理后样气采样装置，所述的治理前样气采样装置、治理后样气采样装置均包括烟气传输过滤管和位于烟道内的采样探针，所述采样探针内设有螺旋式电加热器，所述烟气传输过滤管内设有第一精密过滤器，所述采样探针与样气传输管通过烟气传输过滤管连接。