固定源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)技術(shù)方法研究^*

一、項(xiàng)目名稱：固定源揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測(cè)技術(shù)及方法研究

二：項(xiàng)目介紹

2.1 背景

VOCs（Volatile Organic Compounds）正常狀態(tài)下（20℃，101.3kPa），蒸氣壓在0.1mmHg（13.3Pa）以上，沸點(diǎn)在260℃（500℉）以下的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。VOCs在光化學(xué)煙霧、二次細(xì)顆粒、近地表臭氧污染等環(huán)境問(wèn)題中扮演著重要角色。作為PM2.5、O3污染的重要前體物，越來(lái)越受到公眾的關(guān)注。

環(huán)保部重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃中明確指出，要全面展開(kāi)揮發(fā)性有機(jī)物污染防治工作。大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃中也明確提出在石化、有機(jī)化工、表面涂裝、包裝印刷行業(yè)實(shí)施揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理。京津冀及周邊地區(qū)落實(shí)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施細(xì)則中也提出削減揮發(fā)性有機(jī)物的排放總量，2017年底，對(duì)有機(jī)化工、醫(yī)藥、表面涂裝、塑料制品、包裝印刷等重點(diǎn)行業(yè)的559家企業(yè)開(kāi)發(fā)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理。2014年8月，國(guó)家環(huán)保部也出臺(tái)了石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案，其中明確要求企業(yè)逐步安裝在線連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2主要研究?jī)?nèi)容

項(xiàng)目針對(duì)主流的VOCs檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)調(diào)研了石化、噴涂、農(nóng)藥企業(yè)的生產(chǎn)工藝以及主要VOCs污染物，制定出適應(yīng)于石化、噴涂農(nóng)藥等行業(yè)的VOCs在線監(jiān)測(cè)方案。

目前主流的VOCs檢測(cè)技術(shù)主要包含：氣相色譜分析，氣相色譜儀用途和應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，技術(shù)成熟，主要應(yīng)用在揮發(fā)性有機(jī)氣體和半揮發(fā)性有機(jī)氣體以及水中有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)室分析。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)法，（GC-MS)是一種結(jié)合氣相色譜和質(zhì)譜的特性，在試樣中鑒別不同物質(zhì)的方法。目前實(shí)驗(yàn)室和在線準(zhǔn)確測(cè)定VOCs都是這種方法，技術(shù)成熟，但是購(gòu)置和維護(hù)成本很高。傅里葉變換紅外光譜檢測(cè)法，目前主要用于便攜和環(huán)境中VOCs在線測(cè)定，但是在組分定性方面不如GC-MS。FID氫火焰離子檢測(cè)法，目前主要用于總碳在線分析儀，非甲烷總烴分析儀，產(chǎn)品化程度較高，成本也相對(duì)較高。PID光離子檢測(cè)法，該方法具有低成本，快速反應(yīng)的特點(diǎn)，主要用于便攜式檢測(cè)設(shè)備。

綜合以上行業(yè)信息以及各種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，本項(xiàng)目特提出兩種檢測(cè)方案：GC-PID、GC-FID。

2.3主要技術(shù)特點(diǎn)及成果

項(xiàng)目研究的技術(shù)成型產(chǎn)品主要為：GC-PID技術(shù)揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、GC-FID技術(shù)揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、治理前后對(duì)比系統(tǒng)。

GC-PID技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)了固定源VOCs排放總量以及組分的檢測(cè)，其中PID傳感器每分鐘響應(yīng)一次，主要分析VOCs總量，GC每小時(shí)工作一次，主要用來(lái)檢測(cè)排放組分以及工藝是否變化。同時(shí)通過(guò)在監(jiān)測(cè)終端安裝GPRS來(lái)上傳監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，傳輸頻率為每分鐘一次。產(chǎn)品主要傳感器自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)低成本在線監(jiān)測(cè)。并且已經(jīng)在空中客車(chē)（天津）總裝工程有限公司、阿爾斯通水電設(shè)備有限公司建立實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，并已正常運(yùn)行2年，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠。

GC-FID技術(shù)，在環(huán)境溫度下用采樣管富集空氣或室內(nèi)空氣中VOCs氣體，采樣管熱脫附后將吸附成分導(dǎo)入帶氫火焰檢測(cè)（FID）的氣相色譜儀進(jìn)行分析。其zui主要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是在監(jiān)測(cè)過(guò)程中處理了有機(jī)廢氣，不污染環(huán)境空氣。于GC-PID技術(shù)工程使用一套軟件系統(tǒng)，方便在任何有網(wǎng)絡(luò)的地點(diǎn)查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

治理前后對(duì)比系統(tǒng)主要采用PID技術(shù)檢測(cè)治理前后的VOCs總量，用來(lái)檢驗(yàn)企業(yè)治理設(shè)備的效率。

項(xiàng)目在完成過(guò)程中，取得了多項(xiàng)，主要有：

（1）一種新型揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）在線監(jiān)測(cè)儀  

受理日期 2012 年 1月 9日     類(lèi)型：實(shí)用新型

201220009850.4

（2）一種分析混合揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）組分濃度的方法。

受理日期2012年1月5日       類(lèi)型：發(fā)明創(chuàng)造

受理號(hào)：201210001901

（3）漆霧氣體過(guò)濾殘留物稱重器。

受理日期 2012年9月26日      類(lèi)型：發(fā)明創(chuàng)造

受理號(hào)：201210364709.0

（4）電離氣室結(jié)構(gòu)。

受理日期 2012年9月26日      類(lèi)型：實(shí)用新型

2012 2 0494864

（5）溫度、壓力、流速一體結(jié)構(gòu)

受理日期2012年9月26日      類(lèi)型：實(shí)用新型

2012 2 0497513

（6）VOCs (揮發(fā)性有機(jī)氣體)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件

著作權(quán)號(hào)：2012SR037861

（7）VOCs (揮發(fā)性有機(jī)氣體)監(jiān)測(cè)終端軟件

著作權(quán)號(hào)：2012SR037867

（8）色譜柱加熱體及柱箱結(jié)構(gòu)

201420078155.2

（9）通用型PID傳感器氣室結(jié)構(gòu)

201420081149.2

（10）給予比例閥的色譜柱壓力控制系統(tǒng)

201420078165.6

（11）加熱型PID傳感器結(jié)構(gòu)

201420078088.4

（12）基于雙可控硅控制的色譜柱快速電控制加熱電路

201420078150.X

2.4 應(yīng)用和推廣情況

該項(xiàng)目技術(shù)在國(guó)內(nèi)外屬*技術(shù)，在國(guó)內(nèi)為*例自主研發(fā)固定源揮發(fā)性有機(jī)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

研究成果固定源揮發(fā)性有機(jī)廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了國(guó)家儀器檢測(cè)中心的檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)合格，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及測(cè)試表明，產(chǎn)品在24小時(shí)不間斷工作情況下運(yùn)行正常，監(jiān)測(cè)、采集到的數(shù)據(jù)符合新頒布的《天津市工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求，在各試點(diǎn)均通過(guò)驗(yàn)收。福州作為試點(diǎn)城市已經(jīng)完成了產(chǎn)品推廣，江蘇鹽城、哈爾濱、石家莊的試點(diǎn)在建設(shè)過(guò)程中，預(yù)計(jì)2015年全國(guó)共安裝1000套左右。