關(guān)于煙氣VOC監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

萬(wàn)婧

摘 要：文章通過(guò)介紹國(guó)內(nèi)外VOC的探究技術(shù) ，不同企業(yè)的儀器對(duì)比以及國(guó)內(nèi)外研究標(biāo)準(zhǔn)的比較研究，掌握了國(guó)內(nèi)外分析狀況，設(shè)備功能要求與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)，并制定了煙氣VOC線上監(jiān)測(cè)科技方案，包含系統(tǒng)硬件計(jì)劃以及煙氣采樣平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，其中包含了載氣系統(tǒng)、色譜柱系統(tǒng)、FID檢測(cè)器系統(tǒng)以數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，煙氣采樣系統(tǒng)包含低溫富集、高溫?zé)岱治觥⒎创狄约傲髁抗芾淼认到y(tǒng)，為VOC線上監(jiān)測(cè)分析打好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煙氣;VOC來(lái)源;線上監(jiān)測(cè)法;運(yùn)用分析

經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，不僅提高了人民的物質(zhì)生活質(zhì)量，還帶來(lái)了諸多污染物，極大影響到生態(tài)環(huán)境，而且還產(chǎn)生了生態(tài)污染事故。當(dāng)前，人類(lèi)感受到了生態(tài)污染給自身帶來(lái)的影響，由此越來(lái)越注重環(huán)保，需要相關(guān)單位加大環(huán)境監(jiān)測(cè)力度。

“十二五”階段，政府主要?jiǎng)?chuàng)建國(guó)家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，主體是大氣環(huán)境監(jiān)控、污染源監(jiān)控和水質(zhì)監(jiān)察，并且成為國(guó)家環(huán)境監(jiān)控的基礎(chǔ)體系?！笆濉庇?jì)劃建議中已確定“以提升環(huán)境質(zhì)量為重點(diǎn)”，就當(dāng)前環(huán)保單位開(kāi)展的“氣、水、土三個(gè)戰(zhàn)略”的初步成效來(lái)說(shuō)，下一步針對(duì)環(huán)境質(zhì)量的優(yōu)化就是檢驗(yàn)現(xiàn)行的治理設(shè)備及方法。而針對(duì)三個(gè)方面處理效果的檢查，基于全面科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

1、國(guó)內(nèi)外對(duì)于煙氣VOC的探究現(xiàn)況

1.1概述

在《空氣污染物整體排放規(guī)范》（GB16297-1996）上確定污染源主要指排放空氣污染物的設(shè)備和排放空氣污染物的工程結(jié)構(gòu)，像車(chē)間等。污染源根據(jù)排放形式差別能分成固定污染源與流動(dòng)污染源。前者是指煙道、煙囪和排氣筒等位置不變，且排放可靠的源頭。固定污染源VOCs的源頭是各式各樣的工廠，而且其具有一定的特征，如具有多種污染物、排出強(qiáng)度很大、持續(xù)周期較長(zhǎng)且具有很大濃度等，會(huì)極大影響到周邊環(huán)境[1]。為全面掌握固定污染源的情況，對(duì)其實(shí)現(xiàn)線上監(jiān)測(cè)，如此可以掌握其排放物是否合格，而且還可以準(zhǔn)確掌握公司凈化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況及性能。此外，有關(guān)防范污染所采用的措施獲得了何種效果也能得到監(jiān)測(cè)，進(jìn)而更好評(píng)價(jià)與控制空氣質(zhì)量。

1.2固定污染源測(cè)控因子

根據(jù)國(guó)標(biāo)、美國(guó)CTM-028規(guī)范和國(guó)內(nèi)各行各業(yè)規(guī)定監(jiān)測(cè)需求，歸納的固定污染源測(cè)控因子有，常見(jiàn)的有機(jī)溶劑和各領(lǐng)域生產(chǎn)材料，總共78類(lèi)物質(zhì)，包含酯類(lèi)、酮類(lèi)、醇苯物質(zhì)等等。其中，監(jiān)測(cè)頻率最大的物質(zhì)是苯、甲苯以及二甲苯。

1.3研究標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前，國(guó)家及地區(qū)都設(shè)置了相關(guān)的排放規(guī)定，對(duì)污染源排出限值提出了要求及限定，主要包含六個(gè)國(guó)標(biāo)、五個(gè)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、一個(gè)行業(yè)規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)著重監(jiān)測(cè)的指標(biāo)是苯物質(zhì)、非甲烷總烴和少數(shù)揮發(fā)性有機(jī)物。

2、VOC的主要來(lái)源

VOC來(lái)源包括室內(nèi)與戶外，而戶外主要包括燃燒燃料和汽車(chē)排放物，室內(nèi)的是燒煤與天然氣等形成的煙氣，以及建筑裝修、家具、電器等本身含污染成分，此外人體本身也會(huì)排出污染成分。

污染物的來(lái)源途徑不同，按照其不同來(lái)源創(chuàng)建了工業(yè)園區(qū)的系統(tǒng)化監(jiān)控體系，而且這種體系采用的形式是單位線上管理，并根據(jù)相關(guān)理念把責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，通過(guò)專人來(lái)監(jiān)管，而且建立相關(guān)的監(jiān)控平臺(tái)，還利用諸多環(huán)保技術(shù)，再認(rèn)真分析掌握污染源，并把握其他因素，進(jìn)而更好檢測(cè)VOC[2]。而且，還要及時(shí)測(cè)算各大工廠、測(cè)量點(diǎn)，掌握監(jiān)測(cè)的信息情況，且監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際排放情況與本地的氣候環(huán)境展開(kāi)分析了解，進(jìn)而獲得該地區(qū)的實(shí)際排放情況。要全面監(jiān)督VOCs的排出范圍，并預(yù)估污染物的實(shí)際分散情況，研究污染物的源頭，盡量線上監(jiān)測(cè)VOCs，并建設(shè)出相關(guān)的平臺(tái)，如此可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)排出污染物的情況，進(jìn)而減少環(huán)境污染，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，如此以獲得的相關(guān)信息為依據(jù)制定節(jié)能降耗的方案，此外有助于科學(xué)把控污染成分。

3、煙氣VOC測(cè)控方法

3.1 VOC監(jiān)測(cè)方法的類(lèi)型

當(dāng)前，VOC監(jiān)測(cè)方法包括四類(lèi)：傳感器法、色譜法、質(zhì)譜法以及光譜法。

（1）傳感器法：常用傳感設(shè)備為PID、FID;FID傳感設(shè)備對(duì)碳?xì)漤憫?yīng)較好，PID傳感設(shè)備對(duì)烷烴響應(yīng)小;二者監(jiān)測(cè)精度都能達(dá)到PPb，但不能區(qū)別VOC類(lèi)別;常用作危險(xiǎn)地區(qū)預(yù)警、室內(nèi)環(huán)境氣體監(jiān)控。

（2）色譜法：利用色譜柱能監(jiān)測(cè)VOC總量和特點(diǎn)組分，但分析時(shí)間較長(zhǎng)，通常用作固定污染源線上監(jiān)控。

（3）質(zhì)譜法：靈敏性大、響應(yīng)周期短、監(jiān)測(cè)組分多、不用標(biāo)定;但是價(jià)格非常昂貴;通常用在實(shí)驗(yàn)室、醫(yī)療、生態(tài)應(yīng)急或溯源監(jiān)控。

（4）光譜法：常見(jiàn)技術(shù)包括FTIR、DOAS以及TDLAS;其響應(yīng)迅速，通常用于地區(qū)環(huán)境大氣監(jiān)測(cè)或污染成分檢查。

3.2煙氣采樣系統(tǒng)規(guī)劃

煙氣取樣平臺(tái)包含高溫取樣探頭，用來(lái)完成高溫取樣，具備反吹作用，取樣管使用180℃全程預(yù)熱，低溫除濕器用來(lái)分隔汽水，除掉煙氣內(nèi)的水，高溫裂解與低溫富集設(shè)備用來(lái)完成樣本富集及裂解研究，多通閥用來(lái)切換樣本，送進(jìn)分析儀。

4、VOC處理方案

4.1純冷凝法

因?yàn)椴煌镔|(zhì)于不同溫度和壓力下的飽和度不一樣。采取提升系統(tǒng)壓力和減小系統(tǒng)溫度的途徑，能使處在氣態(tài)的VOCs冷凝，從廢氣內(nèi)脫離出來(lái)。冷凝法有很多操作流程，在有機(jī)廢氣處理中，企業(yè)往往將該法用在風(fēng)量偏小、溫度偏低、凈化濃度偏高的環(huán)境下[3]。采取三級(jí)制冷、制冷平臺(tái)令煙氣的溫度減到-110℃，就能夠令煙氣內(nèi)98%之上的碳?xì)湮镔|(zhì)冷凝為液體，得到顯著的經(jīng)濟(jì)效益。但是因?yàn)橐罾涞?110℃，所以純冷凝法煙氣回收設(shè)備有耗電大的問(wèn)題。

4.2膜分離法

有機(jī)物質(zhì)內(nèi)不同組分在穿透聚合物復(fù)合膜的過(guò)程速度由于氣體本身性質(zhì)及膜的特征有所差別，膜分離法即借助氣體中不同的組分在穿膜時(shí)的滲透性能不同，并根據(jù)氣體透膜水平和有機(jī)蒸汽性能間的區(qū)別來(lái)分隔有機(jī)廢氣內(nèi)的VOCs和其它組分。常用的膜分離法能對(duì)氯化有機(jī)物、Cu、酯和少數(shù)烷烴等有很大的分離回收率。采取該方法有很強(qiáng)的便捷性，且高效、處理彈性很大、方便把控，能用在很多領(lǐng)域，而且還能回收廢氣內(nèi)的有機(jī)成分，大幅度提升了經(jīng)濟(jì)效益。

4.3RTO

對(duì)于煙氣內(nèi)有機(jī)物濃度偏低，熱值無(wú)法保證燃燒室的溫度進(jìn)而需要加入輔助燃料的現(xiàn)象，依靠冶金、化工產(chǎn)業(yè)已成功使用的蓄熱爐項(xiàng)目，將之用來(lái)處理煙氣，就是蓄熱式熱力氧化設(shè)備。RTO采取熱氧化法處置中低含量的煙氣，通過(guò)陶瓷蓄熱床換熱設(shè)備回收余熱。RTO主體框架由燃燒室、陶瓷投料床以及切換閥等構(gòu)成。其基本特點(diǎn)是：蓄熱床下部的智能控制開(kāi)關(guān)分別和入氣總管及排氣總管連接，蓄熱床經(jīng)換向閥交叉專項(xiàng)，將從燃燒室形成的高溫?zé)煔鉄崃啃畲?，并預(yù)熱進(jìn)到蓄熱床的煙氣;利用陶瓷蓄熱物吸附、排出熱量;預(yù)熱至一定溫度的煙氣在燃燒室出現(xiàn)氧化反應(yīng)，形成CO2與水，得以凈化。

5、結(jié)語(yǔ)

總之，經(jīng)研究國(guó)內(nèi)外煙氣VOC的探究技術(shù)、不同企業(yè)的儀器對(duì)比以及國(guó)內(nèi)外研究標(biāo)準(zhǔn)的比較分析，并探究了煙氣VOC線上監(jiān)測(cè)方法方案，為VOC線上監(jiān)測(cè)器研制奠定良好的基礎(chǔ)。唯有重視煙氣VOC的治理，盡量減少VOCs的排出量與排出濃度，方可更好保障生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)國(guó)家工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉子紅. 改性活性炭纖維協(xié)同脫除燃煤煙氣中多種污染物的實(shí)驗(yàn)及放大研究[D].華中科技大學(xué)，2014.

[3]劉子紅，邱建榮，劉豪，譚增強(qiáng)，閆志強(qiáng)，張曼娜，曾漢才，周康.活性炭纖維低溫脫除模擬煙氣中的VOC[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2012，6（11）：4141-4146.