煙氣VOC監測技術的應用研究

劉雅君

大慶煉化公司質量檢驗與環保監測中心環境監測站 黑龍江省 163411

煙氣VOC監測技術的應用研究

劉雅君

大慶煉化公司質量檢驗與環保監測中心環境監測站 黑龍江省 163411

通過分析國內外VOC的分析技術、不同公司的儀器比較和國內外分析標準的比對研究，了解了國內外分析現狀、儀器功能需求和設計標準依據，并設計了煙氣VOC在線監測技術方案，包括系統硬件方案和煙氣取樣系統設計方案，系統方案中包括了載氣單元、色譜柱單元、FID檢測器單元和數據采集單元，煙氣取樣系統包括低溫富集、高溫熱解析、反吹、流量控制等單元，為VOC在線監測儀研制提供基礎。

煙氣VOC；監測技術；應用

1 引言

經濟的發展，一方面使得人們的生活不斷提高，另一方面也產生了更多的污染物，造成更加嚴重的環境污染，甚至是出現環境污染事故。現階段，人們體會了環境污染給自己造成的影響，因此越來越重視環境保護。與此同時也要求相關單位部門做好環境的監測工作。

在“十二五”期間，政府重點建立國家環境監測網絡，主體主要為空氣環境監測、污染源監測及水質監測，并發展成為我國環境監測的基本體系。“十三五”規劃建議中已經明確“以提高環境質量為核心”，從目前環保部力推的“氣，水，土三大戰役”的初步效果來看，下一步對于環境質量的改善則是對于現有治理設施和治理手段的檢驗。而對于三個領域治理效果的檢驗，依賴于全面有效的環境監測網絡。下文將對煙氣VOC監測技術的相關內容進行詳細的論述。

2 煙氣VOC國內外研究現狀

2.1 概述

《大氣污染物綜合排放標準GB16297-1996》中定義污染源是指排放大氣污染物的設施或指排放大氣污染物的建筑構造（如車間等）。污染源按照排放方式不同可分為固定污染源和流動污染源。固定污染源指煙道、煙囪及排氣筒等具有固定位置，排放穩定的排放源。固定污染源VOCs的來源主要是各種各樣的工廠等等，并且其具有自己的特點，如有著各種各樣的污染物、排放強度比較大、持續的時間還長且有著較高的濃度等等，會對附近的環境產生嚴重的影響。為更好地了解固定污染源的狀況，在線對其進行監測，這樣能夠了解其排放的有害物質是否達標，并且還能對企業凈化裝置的運行狀況和性能進行準確把握，另外，關于預防污染所采取的措施取得了怎樣的效果也會被監測到，從而更好地對大氣質量作出評價和管理。

2.2 固定污染源監測因子

結合國標、美國CTM-028標準以及國內各行業標準檢測要求，總結的固定污染源監測因子，主要包括常用有機溶劑及各行業生產原料，共計78種物質，包括酯類、酮類、醇、苯系物、烷烴和烯烴類組分。其中苯、甲苯、二甲苯三種物質的檢測頻率最高。

2.3 分析標準

目前我國國家和地方（主要為北京、上海和廣州）均制定了相應的排放標準，對污染源排放限值進行要求和限定，其中國標6個，地級標準5個，行業標準一個。標準主要檢測指標為苯系物、非甲烷總烴以及部分揮發性有機溶劑。

3 VOC的來源分析

VOC的來源主要分為室外和室內，其中室外主要是燃燒燃料和車輛排放的，室內的為燒煤和天然氣等產生的煙氣，還有就是房屋裝修、家具、家電等本身有污染，另外人體自身也會排放污染物。

污染物會有不同的來源渠道，根據其不同的出處設立了工業園區的網格化監控體系，并且該體系使用的方式為單元網絡管理里，同時按照相應的理念將責任分配到個人，由專人進行監管，同時設置相應的監控平臺，還使用了很多環境保護技術，然后對污染物進行詳細的分析了解，并對其他因素進行了解，從而更好地監測污染物。與此同時，還要對各個工廠、監測點進行及時的計算，了解監測的數據情況，并且監測點的具體排放狀況及當地的氣象條件進行分析掌握，從而得出該區域內的具體排放狀況。要對VOCs的排放區進行整個監督，同時估測污染物的具體分散狀況，并對污染物的來源進行分析，爭取能夠在線對VOCs進行監控，并發展成為相應的平臺，這樣能夠監控那么隨意排放污染物的現象，從而降低環境污染，改善生態環境等，這樣以得到的相關數據為基礎形成節能減排的方案，另外有利于科學管理控制污染物。

4 VOC監測技術的分析

4.1 VOC監測技術的分類

現階段，VOC監測技術主要可分為四大類：傳感器技術、色譜技術、質譜技術、光譜技術。

傳感器技術：常用傳感器為PID、FID；PID傳感器對烷烴響應低；FID傳感器對碳氫響應靈敏；兩者監測精度均可達PPb，但無法區分VOC種類；常用于危險區域報警、室內環境空氣監測；

色譜技術：通過色譜柱分離可對VOC總量及特征組分進行測量；但分析周期長；一般用于固定污染源在線監測；

質譜技術：靈敏度高（ppt）、響應時間短、測量組分多、無需標定；但價格相對比較昂貴；一般用于實驗室、醫院、環境應急/溯源監測；

光譜技術：常用技術有FTIR、DOAS、TDLAS；響應速度快，一般用于區域環境空氣監測/污染源監測。

4.2 煙氣取樣系統設計

煙氣采樣系統包括高溫采樣探頭，用于實現高溫采樣，具有反吹功能，采樣管采用180℃全程伴熱，低溫除濕器用于進行汽水分離，將煙氣中的水除去，高溫裂解和低溫富集裝置用于進行樣品富集和裂解分析，多通閥用于進行樣品切換，送入分析儀。

5 結束語

綜上所述，通過分析國內外VOC的分析技術、不同公司的儀器比較和國內外分析標準的比對研究，并研究了煙氣VOC在線監測技術方案，為VOC在線監測儀研制提供基礎。

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