烟气VOC监测技术应用研究

摘 要：通过分析国内外VOC的分析技术、不同公司的仪器比较和国内外分析标准的比对研究，了解了国内外分析现状、仪器功能需求和设计标准依据，并设计了烟气VOC在线监测技术方案，包括系统硬件方案和烟气取样系统设计方案，系统方案中包括了载气单元、色谱柱单元、FID检测器单元和数据采集单元，烟气取样系统包括低温富集、高温热解析、反吹、流量控制等单元，为VOC在线监测仪研制提供基础。

关键词：标准 在线监测

中图分类号：X832 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0120-02

1 烟气VOC国内外研究现状

1.1 概述

《大气污染物综合排放标准 GB16297-1996》中定义污染源是指排放大气污染物的设施或指排放大气污染物的建筑构造（如车间等）。污染源按照排放方式不同可分为固定污染源和流动污染源。固定污染源指烟道、烟囱及排气筒等具有固定位置，排放稳定的排放源。固定污染源VOCs主要来源于喷涂行业、皮革行业、石油化工厂、印刷行业、污水/垃圾处理厂、加油站泄露、生物质、燃煤、半导体工业，冶金工业等。其主要特点是排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长，对局部环境影响较大，属于有组织排放监控点。对固定污染源进行在线监测能够检查污染源排放到废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；评价企业净化装置的性能和运行情况，以及污染防止措施的效果，为大气质量管理与评价提供依据。

1.2 固定污染源监测因子

结合国标、美国CTM-028标准以及国内各行业标准检测要求，总结的固定污染源监测因子，主要包括常用有机溶剂及各行业生产原料，共计78种物质，包括酯类、酮类、醇、苯系物、烷烃和烯烃类组分。其中苯、甲苯、二甲苯三种物质的检测频率最高。

1.3 国内外VOC监测现状

（1）ABB公司。

ABB公司生产的过程气体分析仪主要用于工业生产过程监测，以及固定污染源排放监测，其监测系统原理，如图1所示。

（2）横河公司。

如图2所示。

（3）西门子公司。

西门子公司MaxumTM Ed. II 工业色谱系统，是在西门子Advance Maxum和PGC 302气相色谱仪整合到一个单一的分析系统。从柱箱和电子组件到软件和通讯网络，系统都是以模块化方案设计。如图3所示。

1.4 分析标准

目前我国国家和地方（主要为北京、上海和广州）均制定了相应的排放标准，对污染源排放限值进行要求和限定，其中国标6个，地级标准5个，行业标准一个。标准主要检测指标为苯系物、非甲烷总烃以及部分挥发性有机溶剂。

2 VOC在线监测技术

2.1 系统硬件方案

整个FID分析仪的组成如图所示，由气相分离单元、控制单元、驱动单元和FID检测单元组成。

FID分析仪硬件设计整体框图如图4所示。

2.2 烟气取样系统设计

烟气采样系统包括高温采样探头，用于实现高温采样，具有反吹功能，采样管采用180℃全程伴热，低温除湿器用于进行汽水分离，将烟气中的水除去，高温裂解和低温富集装置用于进行样品富集和裂解分析，多通阀用于进行样品切换，送入分析仪，其系统设计如图5所示。

3 结语

通过分析国内外VOC的分析技术、不同公司的仪器比较和国内外分析标准的比对研究，并研究了烟气VOC在线监测技术方案，为VOC在线监测仪研制提供基础。

参考文献

[1] 刘虎威.气相色谱方法及应用（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2007：12-8.

[2] 许国旺.现代实用气相色谱法[M].北京：化学工业出版社，2004：14―67.

[3] 佘燕金.微机化气相色谱仪的研制[D].上海：华东理工大学，2002：8―19.