固定源挥发性有机物监测技术方法研究

固定源挥发性有机物监测技术方法研究^*

一、项目名称：固定源挥发性有机物监测技术及方法研究

二：项目介绍

2.1 背景

VOCs（Volatile Organic Compounds）正常状态下（20℃，101.3kPa），蒸气压在0.1mmHg（13.3Pa）以上，沸点在260℃（500℉）以下的有机化学物质。VOCs在光化学烟雾、二次细颗粒、近地表臭氧污染等环境问题中扮演着重要角色。作为PM2.5、O3污染的重要前体物，越来越受到公众的关注。

环保部重点区域大气污染防治“十二五”规划中明确指出，要全面展开挥发性有机物污染防治工作。大气污染防治行动计划中也明确提出在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷行业实施挥发性有机物综合治理。京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则中也提出削减挥发性有机物的排放总量，2017年底，对有机化工、医药、表面涂装、塑料制品、包装印刷等重点行业的559家企业开发挥发性有机物综合治理。2014年8月，国家环保部也出台了石化行业挥发性有机物综合整治方案，其中明确要求企业逐步安装在线连续监控系统。

2.2主要研究内容

项目针对主流的VOCs检测技术进行分析，同时调研了石化、喷涂、农药企业的生产工艺以及主要VOCs污染物，制定出适应于石化、喷涂农药等行业的VOCs在线监测方案。

目前主流的VOCs检测技术主要包含：气相色谱分析，气相色谱仪用途和应用领域十分广泛，技术成熟，主要应用在挥发性有机气体和半挥发性有机气体以及水中有机物的实验室分析。气相色谱-质谱联用检测法，（GC-MS)是一种结合气相色谱和质谱的特性，在试样中鉴别不同物质的方法。目前实验室和在线准确测定VOCs都是这种方法，技术成熟，但是购置和维护成本很高。傅里叶变换红外光谱检测法，目前主要用于便携和环境中VOCs在线测定，但是在组分定性方面不如GC-MS。FID氢火焰离子检测法，目前主要用于总碳在线分析仪，非甲烷总烃分析仪，产品化程度较高，成本也相对较高。PID光离子检测法，该方法具有低成本，快速反应的特点，主要用于便携式检测设备。

综合以上行业信息以及各种检测技术的优缺点，本项目特提出两种检测方案：GC-PID、GC-FID。

2.3主要技术特点及成果

项目研究的技术成型产品主要为：GC-PID技术挥发性有机物在线监测系统、GC-FID技术挥发性有机物在线监测系统、治理前后对比系统。

GC-PID技术主要实现了固定源VOCs排放总量以及组分的检测，其中PID传感器每分钟响应一次，主要分析VOCs总量，GC每小时工作一次，主要用来检测排放组分以及工艺是否变化。同时通过在监测终端安装GPRS来上传监测数据，传输频率为每分钟一次。产品主要传感器自主研发，实现低成本在线监测。并且已经在空中客车（天津）总装工程有限公司、阿尔斯通水电设备有限公司建立实验点，并已正常运行2年，监测数据可靠。

GC-FID技术，在环境温度下用采样管富集空气或室内空气中VOCs气体，采样管热脱附后将吸附成分导入带氢火焰检测（FID）的气相色谱仪进行分析。其zui主要的技术优势是在监测过程中处理了有机废气，不污染环境空气。于GC-PID技术工程使用一套软件系统，方便在任何有网络的地点查看监测数据。

治理前后对比系统主要采用PID技术检测治理前后的VOCs总量，用来检验企业治理设备的效率。

项目在完成过程中，取得了多项，主要有：

（1）一种新型挥发性有机化合物（VOCs）在线监测仪  

受理日期 2012 年 1月 9日     类型：实用新型

201220009850.4

（2）一种分析混合挥发性有机化合物（VOCs）组分浓度的方法。

受理日期2012年1月5日       类型：发明创造

受理号：201210001901

（3）漆雾气体过滤残留物称重器。

受理日期 2012年9月26日      类型：发明创造

受理号：201210364709.0

（4）电离气室结构。

受理日期 2012年9月26日      类型：实用新型

2012 2 0494864

（5）温度、压力、流速一体结构

受理日期2012年9月26日      类型：实用新型

2012 2 0497513

（6）VOCs (挥发性有机气体)监测系统软件

著作权号：2012SR037861

（7）VOCs (挥发性有机气体)监测终端软件

著作权号：2012SR037867

（8）色谱柱加热体及柱箱结构

201420078155.2

（9）通用型PID传感器气室结构

201420081149.2

（10）给予比例阀的色谱柱压力控制系统

201420078165.6

（11）加热型PID传感器结构

201420078088.4

（12）基于双可控硅控制的色谱柱快速电控制加热电路

201420078150.X

2.4 应用和推广情况

该项目技术在国内外属*技术，在国内为*例自主研发固定源挥发性有机废气在线监测系统。

研究成果固定源挥发性有机废气在线监测系统已经通过了国家仪器检测中心的检测，现场比对试验技术指标合格，现场应用及测试表明，产品在24小时不间断工作情况下运行正常，监测、采集到的数据符合新颁布的《天津市工业企业挥发性有机物排放控制标准》对在线监测系统的要求，在各试点均通过验收。福州作为试点城市已经完成了产品推广，江苏盐城、哈尔滨、石家庄的试点在建设过程中，预计2015年全国共安装1000套左右。