[发明专利]一种VOCs浓度在线测量装置

说明书

本发明提供一种VOCs浓度的在线测量装置，主要由测量单元、计算单元、显示和报警单元组成；所述测量单元用于测量化学反应前后样气的温度和采样气体的压力；所述计算单元用于根据测量中心测量的数据进行样气浓度的计算；所述显示和报警单元用于显示所述样气浓度，并在样气浓度超过设定阈值时进行报警。本发明在VOCs浓度的在线测量装置，该装置结构简单、安全可靠，测量范围大。

技术领域

本发明涉及一种测量挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)浓度的在线测量装置，属于易燃易爆气体浓度测量技术领域。

背景技术

VOCs是指那些沸点等于或小于250℃的有机化学物质，一般来源于燃料的燃烧、建筑材料(如人造板、泡沫隔热材料)、有机溶剂等。随着经济的迅猛发展，VOCs气体排放源不断增加，VOCs排放规模也呈逐年增加的趋势。其不仅严重威胁人体健康，诱发人体病变；还直接威胁自然环境，导致光化学污染，进入高空的VOCs还可以与臭氧反应，使臭氧层受到破坏。因此，对集中排放源的VOCs进行治理成了环保工作的重点内容之一。目前，在潜在的VOCs排放企业，均要求安装VOCs后处理设备，只有达到规定排放标准的工业废气才能进行排空。

在VOCs的集中治理过程中，含高浓度VOCs气体的废气被收集，造成局部可燃气体浓度较高，在经过催化燃烧或其它吸附处理时，很容易引起点火风险，造成严重的生产事故。为避免爆炸事故发生，保障安全生产，需要构建VOCs气体浓度报警系统对可燃气体聚集状态进行监测，以对爆炸风险进行有效地控制。在正常运行工况下，VOCs气体后处理装置内呈现高温、压力波动等特点，因此目标物质浓度的测量具有很大的难度。

目前，VOCs浓度测量装置主要是基于光离子化检测器(PID)和色谱分析法。PID使用了一个紫外灯光源将有机物打成可被检测器检测到的正负离子(离子化)，检测器测量离子化了的气体的电荷并将其转化为电流信号，电流被放大并显示出浓度值，在被检测后，离子重新复合成为原来的气体和蒸气，PID是一种非破坏性检测器，它不会“燃烧”或永久性改变待测气体，这样一来，经过PID检测的气体仍可被收集作进一步的测定。PID检测器可以检出低浓度0.1-2000ppm的VOCs。色谱分析法则是基于火焰离子化检测器(FID)。FID用氢气作为燃烧气，其中掺有氦气，氮气等洗脱剂，在一个圆筒状的电极里的喷嘴处燃烧，喷嘴与电极间电压高达几百伏，当含碳溶质在喷嘴处燃烧时，产生的电子/离子对被喷嘴和电极处收集起来产生电流，该电流被放大并传送到记录仪或电脑数据采集系统的模数转换器处，分析待测物浓度。FID检测器特点是测量超低浓度VOCs，可以精确分析出具体分子种类及浓度。PID和FID检测器都有用来研发厂区环境或公共环境VOCs浓度测量的经验，然而，由于基于以上两种检测器的监测设备需要复杂的预处理设备，不便操作，作为工业过程控制产品使用时不利于现场工人使用。维护周期短，需要频繁测试传感器工作状态，传感器易损，很难在恶劣的生产线上维持长久的寿命。此外，以上两种检测器成本较高，维护费用更是不菲。

综上，PID和FID检测器测量方法具有较多技术短板，无法对VOCs集中处理管线中的可燃气体浓度进行在线连续的测量，不仅成本高，而且运行稳定性差。因此，VOCs气体集中治理管线在线浓度监测装置急需稳定可靠、成本低VOCs监测设备，以增加管线运行的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在VOCs浓度的在线测量装置，该装置结构简单、安全可靠，测量范围大。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种VOCs浓度的在线测量装置，主要由测量单元、计算单元、显示和报警单元组成；

所述测量单元用于测量化学反应前后样气的温度和采样气体的压力；

所述计算单元用于根据测量中心测量的数据进行样气浓度的计算；

所述显示和报警单元用于显示所述样气浓度，并在样气浓度超过设定阈值时进行报警。