環(huán)保驗收VOCS在線監(jiān)測系統(tǒng)

一、產(chǎn)品介紹

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCS）是指沸點(diǎn)在 50℃～260℃之間、室溫下飽和蒸氣壓超過 133Pa 的易揮發(fā)性化合物，其主要成分為烷類、苯系物、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物等，它的成分復(fù)雜，所表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用對人類健康造成較大的影響。根據(jù)貴方提供的監(jiān)測需求，山東新澤儀器自主開發(fā)的 TK-1200 污染源揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)采用*的全程伴熱預(yù)處理+在線色譜技術(shù)+火焰離子檢測法（FID），主要應(yīng)用于對各種工業(yè)污染源排放有機(jī)物的實(shí)時監(jiān)測，本系列在線氣相色譜分析儀采用*技術(shù)，性能穩(wěn)定可靠，自動化程度高，檢測范圍寬，能夠測量 VOCS、總烴（THC）、非甲烷總烴（NMHC）、苯及苯系物等多項參數(shù)，對 VOCS 的濃度和排放率進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時地跟蹤監(jiān)控，并將所有的監(jiān)測參數(shù)傳輸至工控機(jī)軟件和用戶 DCS 系統(tǒng)，可通過數(shù)采儀與環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)設(shè)備放置在分析小屋內(nèi)，操作和維護(hù)方便，具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時傳送、遠(yuǎn)程故障診斷等功能，實(shí)現(xiàn)了工作現(xiàn)場的無人值守。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，模塊化設(shè)計，穩(wěn)定性強(qiáng)，運(yùn)行成本低。

二、 測量項目

測量參數(shù)：VOCS 氣態(tài)污染物、O2、溫度、壓力、流速（流量）、濕度；

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

1、配有觸摸屏，菜單式操作，進(jìn)行不同的配置可實(shí)現(xiàn) VOCs 組份濃度，甲烷/非甲烷總烴濃度及治理前后對比分析；

2、采用氣相色譜監(jiān)測方法，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，分析周期短，測量準(zhǔn)確；

3、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)和量程自動校驗功能（切換標(biāo)氣方式）；

4、采樣探頭至分析儀表的流路采用全程 125 度伴熱，沒有任何的冷點(diǎn)；

5、樣品無吸附，無堵塞現(xiàn)象；整個流路和部件材料適用高溫、焦油、高壓、高腐蝕等多種混合組份的惡劣工況，防止堵塞和腐蝕。

6、微電腦和系統(tǒng)控制軟件，序列運(yùn)行全自動監(jiān)測分析環(huán)境空氣中 C2-C12 揮發(fā)性有機(jī)污染物；

7、系統(tǒng)具有運(yùn)行和報警、連鎖并實(shí)現(xiàn)反吹、標(biāo)定等功能，保證統(tǒng)長時間運(yùn)行，同時擁有自診斷功能，減少了維護(hù)工作量和成本。

四、系統(tǒng)組成

TK-1200揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)3100型在線氣相色譜儀（非甲烷總烴（NMHC）&苯系物）、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)SVPT-100型皮托管(溫度、壓力、流速)和SSD-100濕度儀、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)、校準(zhǔn)與輔助子系統(tǒng)四個基本部分組成。具體介紹如下：

TK-1200污染源揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝場景示意圖

本系統(tǒng)由置于煙囪或煙道上的采樣探頭、伴熱管和溫壓流一體化探頭及濕度探頭，以及置于小屋中的控制機(jī)柜、標(biāo)氣和氣體發(fā)生器組成。

采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣，內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵。

伴熱管線高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝。

溫壓流用于測量煙囪或煙道內(nèi)煙氣的溫度、壓力和流速。

濕度儀用于測量煙囪或煙道內(nèi)煙氣的濕度。

控制機(jī)柜內(nèi)置電控單元、工控機(jī)、加熱盒、高溫泵等。

標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表，零氣發(fā)生器、氫氣發(fā)生器、高純氮?dú)馄刻峁庠础?/span>

空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，用于對伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進(jìn)行定期反吹。

五、系統(tǒng)各部分介紹

1 、采樣系統(tǒng)介紹

針對該工況特點(diǎn)對 VOC 進(jìn)行在線分析監(jiān)測，系統(tǒng)采用全程高溫法進(jìn)行樣品的傳輸。從探頭、伴熱管線到分析儀器內(nèi)部均采用 125℃以上高溫伴熱，保證測量組分無損失。高溫伴熱的樣品直接進(jìn)入到色譜系統(tǒng)進(jìn)行分析檢測，得到分析檢測結(jié)果。采用高溫伴熱采樣系統(tǒng)，還可以有效的避免樣品中的水蒸氣冷凝，從而導(dǎo)致樣品組分的損失。同時樣品前處理系統(tǒng)還具有兩級樣品過濾模塊，有效的避免樣品中的顆粒物組分對分析系統(tǒng)的影響，延長儀器的使用壽命。

1.1 煙氣氣體污染物采樣器

圖 1-1 高溫采樣探頭

7.1.2 伴熱管線介紹

伴熱采樣復(fù)合管是環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)中在線分析成套系統(tǒng)的重要部件，它是由一組耐腐蝕高性能氟樹脂導(dǎo)管平行敷設(shè)特種恒功率伴熱管及各種電線，外加玻纖保溫層，后經(jīng)過聚氯乙烯(PVC)為保護(hù)外套復(fù)合而成。

恒功率伴熱的自動限溫功能，可以保證采樣管內(nèi)維持一定的恒溫，保證采集樣品與初始值保持基本*，終確保系統(tǒng)連續(xù)、正確的采集樣氣。根據(jù)采集樣氣的成份、溫度等實(shí)際情況，采樣導(dǎo)管可以選用不同材質(zhì)，電熱帶可以根據(jù)用戶選型選用高、中、低溫的產(chǎn)品，另外根據(jù)功能配置各種導(dǎo)線等。

采樣：可組合多種類型、材質(zhì)的采樣管；

伴熱：自調(diào)功率，自動補(bǔ)償，伴熱保溫，高效絕熱；

1.3 主要參數(shù)

 2 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)

2.1 色譜分析儀表

3100 在線氣相色譜儀外觀圖

2.2 色譜分離基本原理

多組分的混合氣體通過色譜柱時，被色譜柱內(nèi)的固定相所吸附，由于氣體分子種類不同，被固定相吸附的程度也不同，因而通過柱子的速度產(chǎn)生差異，在柱出口處就發(fā)生了混合氣體被分離成各個組分的現(xiàn)象，這種采用色譜柱和檢測器對混合氣體先分離、后檢測的定性、定量的分析方法叫做氣相色譜分析法（圖 1）。

圖 1

根據(jù)需要測量的氣體選用不同的色譜柱，被測樣氣進(jìn)入色譜柱后，分離出被測氣體，以相應(yīng)的時間差送入檢測器監(jiān)測被測氣體。甲烷、非甲烷總烴分析儀，采用色譜柱技術(shù)分理出CH4氣體送入氫火焰離子檢測器分析CH4濃度，其他的氣體送入氫火焰離子檢測器監(jiān)測非甲烷烴類氣體濃度（圖2）。

圖 2

2.3 FID 的工作原理

3100采用氣相色譜法原理，采用三個定量環(huán)、一個六通閥、兩個十通閥、一根分離甲烷的色譜柱、一根總烴色譜柱、一根分離苯系物的色譜柱，兩個FID檢測器的解決方案。在確保各項性能指標(biāo)均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，實(shí)現(xiàn)較高的測試性價比。具體的工作原理主要是通過泵將樣品抽到定量環(huán)中定量，六通閥和十通閥同時切換，總烴定量環(huán)中的樣品快速通過總烴柱到達(dá)FID檢測器，測定總烴濃度，甲烷定量環(huán)中的樣品通過填充柱，樣品在填充柱中分離，甲烷經(jīng)過填充柱到達(dá)FID，測定甲烷濃度，苯系物通過預(yù)柱和分析柱分離，然后六通閥和十通閥同時切換至原始位置，利用反吹的方式將仍滯留在填充柱中的非甲烷總烴通吹掃至出口，利用反吹的方式將預(yù)柱中比苯系物沸點(diǎn)高的誤差吹掃至出口，完成檢測。通過總烴和甲烷含量的差值計算得到非甲烷總烴的含量，*縮短分析周期。總烴檢出限為0.03 mg/m3，甲烷檢出限為0.03 mg/m3，可以滿足標(biāo)準(zhǔn)HJ/T38的要求。苯檢出限為0.2 mg/m3，甲苯檢出限為0.3 mg/m3，乙苯檢出限為0.3 mg/m3，對二甲苯檢出限為0.3 mg/m3，間二苯檢出限為0.3 mg/m3，鄰二甲苯檢出限為0.3mg/m3，1,3,5-*苯檢出限為0.3 mg/m3，對苯乙烯檢出限為0.3 mg/m3，1,2,4-*苯檢出限為0.3 mg/m3，1,2,3-*苯檢出限為0.3 mg/m3。

2.4 FID 氣相色譜儀特點(diǎn)

對 FID 檢測器進(jìn)行重新設(shè)計加工，提高檢測器的靈敏度水平；

*的電子壓力控制單元，優(yōu)化流路控制和溫度控制，提高分析精度；

實(shí)時環(huán)境溫度和壓力補(bǔ)償，適應(yīng)多種環(huán)境條件；

特殊的閥箱設(shè)計，既支持固定污染源廢氣，也支持環(huán)境空氣；

自動校準(zhǔn)功能，可設(shè)定周期性自動校準(zhǔn)和質(zhì)量控制點(diǎn)；

響應(yīng)時間短，分析時間短；

支持一臺儀器對多個工況點(diǎn)實(shí)施循環(huán)監(jiān)測；

實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計和功能化區(qū)塊，可根據(jù)客戶需求定制功能模塊；

內(nèi)置工控機(jī)，觸摸屏設(shè)計，支持 web 遠(yuǎn)程操作；

支持與前段各種前處理設(shè)備信號對接；

數(shù)據(jù)輸出支持與工控機(jī)連接。

2.5 技術(shù)參數(shù)

測量原理：氣相色譜法

檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）

分辨率：0.01ppm

量程：甲烷（0-1000ppm）；非甲烷總烴（0-1000ppm）；苯系物（0-1000ppm）；

檢出限：甲烷≤0.01ppm；非甲烷總烴≤0.01ppm；苯系物≤0.05ppm

基線漂移：≤5 ×10-12A（30min）

重復(fù)性： RSD7≤2%F.S.

量程漂移：≤3%F.S.

分析周期：2min-20min（可選）

色譜柱：支持填充柱，毛細(xì)血管柱；

柱箱溫度穩(wěn)定性：＜0.5℃

閥類型：高溫轉(zhuǎn)閥 溫度＜200℃

氣路接口：1/8″不銹鋼卡套螺紋接頭

樣氣輸入流量：200ml/min

氫氣輸入?yún)?shù)：H2，≥99.999%，（0.30±0.01）MPa

空氣輸入?yún)?shù)：除烴空氣，≥99.999%，（0.30±0.01）MPa

載氣輸入?yún)?shù)：N2≥99.999%，（0.30±0.01）MPa

輔助氣輸入?yún)?shù)：無油壓縮空氣 0.45～0.6MPa

遠(yuǎn)程控制：支持，可做參數(shù)設(shè)定、圖譜處理、校準(zhǔn)；

供電要求： 220VAC±10%，50Hz  500W

通訊方式：RS232、以太網(wǎng)

人機(jī)界面：觸摸液晶屏

工作環(huán)境：溫度：5-35℃；濕度：20-90%RH

儀器尺寸：19 英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，高度 6U，（430×266.7×633）mm（W×H×D）

約 25kg

3 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)

3.1 煙氣溫壓流一體化監(jiān)測儀

溫壓流一體化監(jiān)測儀擁有高精度微差壓/靜壓傳感器，同時配備反吹單元，是專門針對煙氣排放連續(xù)監(jiān)測的高粉塵、高溫、高濕環(huán)境而開發(fā)的一體化溫度、壓力、流速監(jiān)測儀，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以用于煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)進(jìn)行煙氣溫度、壓力、流速及流量的實(shí)時連續(xù)測量。

3.2 測量原理

溫壓流一體化測量裝置的結(jié)構(gòu)主要包括微差壓變送器、靜壓傳感器、熱電阻（或熱電偶）、皮托管、控制單元、反吹單元、顯示單元、數(shù)據(jù)傳輸單元等。其測量原理是：一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測量方式。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹單元主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時的系統(tǒng)反吹。溫壓流一體機(jī)采用高精密微差壓變送器，自動調(diào)零，自動反吹，反吹保護(hù)，數(shù)據(jù)上傳與顯示等功能;

3.3 溫度壓力流速監(jiān)測儀優(yōu)勢

實(shí)時測量溫度、壓力、流速，并通過 4-20mA 模擬信號輸出；

流速檢測可達(dá) 2-40m/s；

采用高精密微差壓變送器，自動零點(diǎn)校準(zhǔn)，可靈活配置變送器維修更方便，良好的人機(jī)交互界面。

可適應(yīng)高粉塵、高溫、高濕等煙氣場合；

流速測量精度高、可靠性好、可*連續(xù)工作；

自身配備自動反吹單元，可定時反吹皮托管內(nèi)的顆粒物；具備反吹保護(hù)功能；

結(jié)構(gòu)緊湊，可直接安裝在管道上；

3.4 技術(shù)指標(biāo)

3.4.1 煙氣流速監(jiān)測儀

量程 ：0-40m/s  0-15.5m/s 可訂制

測量精度：≤±2%F.S.

分析方法：皮托管法

環(huán)境溫度限制 ：-40～60℃

電源：220±10%VAC

儀用空氣要求：0.4Mpa 以上，無油無水

響應(yīng)時間：<1s；

輸出信號：4~20mA；

皮托管材質(zhì)：不銹鋼；

反吹單元：自動反吹，自動調(diào)零；

皮托管插入長度：500~1700mm 可選（訂制）；

壓力變送器量程：-10~10kPa、 小±200Pa 或其它訂制量程；

介質(zhì)溫度范圍：-40~500℃；

3.4.2 煙氣壓力監(jiān)測儀

量程(高/低) ：±10Kpa

測量精度：≤±2%

分析方法：靜壓傳感器

環(huán)境溫度限制：-40～60℃

用電量：5w

輸出信號型式：（4～20）mA

3.4.3 溫度監(jiān)測儀

量程 ：0-300℃

測量精度：≤±2%

分析方法： 熱電阻（或熱電偶）

環(huán)境溫度限制：-40～60℃

用電量：2W

輸出信號型式： （4～20）mA

3.5 氧分析儀技術(shù)指標(biāo)

測量范圍：0-25%

測量精度：±3%

重復(fù)性：±1.5%

響應(yīng)時間：＜30S（T90）

供電電壓：24VDC

功耗：小于 30VA

模擬輸出：4-20mA

3.6 濕度儀

圖 3-6-1

4  零氣發(fā)生器

4.1 儀器概述

空氣發(fā)生器是配套氣相色譜儀的專業(yè)氣源，空氣純度高滿足色譜儀的使用?？蛇B接任意進(jìn)口、國產(chǎn)的色譜儀。

4.2 技術(shù)參數(shù)

輸出空氣相對碳?xì)錆舛龋?lt;0.1ppm

大輸入空氣相對碳?xì)錆舛龋?lt;100ppm

大輸入空氣壓力：0-0.5MPa

大輸出流量：0-2000ml/min

使用環(huán)境溫度：0-40℃

使用環(huán)境濕度：<85%

大功率：350W

重量：10Kg

4.3 主要特點(diǎn)  

儀器設(shè)有自動吸附排除空氣中烴、酯、油等，大大提高空氣的質(zhì)量，無需維護(hù)。

不銹鋼儲氣罐、自動放水；

氣路部分全部采用不銹鋼管(電解拋光，超音清洗)

低壓啟動、有效提高壓縮機(jī)壽命；

體積小，噪音低，特別適合實(shí)驗室使用；

雙過濾器、兩級穩(wěn)壓，輸出壓力精度高、具有*的保護(hù)措施 。

5 氫氣發(fā)生器

5.1 儀器概述

氫氣發(fā)生器是我公司生產(chǎn)高純氫氣發(fā)生器；*代替高壓鋼瓶氣體，具有純度高，安全，壓力穩(wěn)定，操作維護(hù)簡便。

5.2 技術(shù)參數(shù)

氫氣純度：＞99.999%

氫氣流量：0‐500ml/min

輸出壓力：0–0.4Mpa(出廠設(shè)定 0.3 Mpa)

大功率：220V±10%；50HZ±5%

壓力穩(wěn)定精度：150W

環(huán)境條件：環(huán)境濕度 10–40ºC；相對濕度≤85%

外形尺寸：400x180x380(cm)

重量：9kg

5.3 主要特點(diǎn)

操作簡便，安全可靠，一次性加堿，日常使用只需補(bǔ)充 蒸餾 水，啟動電源開關(guān)即可產(chǎn)氫。(可供多臺色譜)

氣路部分全部采用不銹鋼管(電解拋光，超音清洗)，設(shè)有過壓保護(hù)裝置，兩級凈化。

*的防返液裝置，確保儀器*返液現(xiàn)象。

桶式電解池，電解材料選用進(jìn)口特制貴金屬，有效的提高電解效率，恒定池體溫度，促使電解池使用壽命大大提高。

輸出流量穩(wěn)定，自動跟蹤，純度不衰減，可連續(xù)使用 。

6 系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

6.1 上位機(jī)軟件

TK-1200 污染源揮發(fā)性有機(jī)物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)工控機(jī)自動進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、分析及處理，檢測結(jié)果數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)連接可以自動上傳至企業(yè) DCS 控制系統(tǒng)，向企業(yè)內(nèi)部的 DCS 輸送檢測結(jié)果數(shù)據(jù)和報警信息。儀表操作人員在辦公室內(nèi)可以通過安裝在工控機(jī)上的 VOC 有機(jī)廢氣自動監(jiān)測軟件監(jiān)控查所有測量信息和儀表工作狀態(tài)信息。可設(shè)置監(jiān)控數(shù)據(jù)的報警上限和下限濃度值，超出限值自動報警；能夠檢索任意時間點(diǎn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和任意時間段的報表。  

工控機(jī)軟件詳細(xì)的說明請參考《上位機(jī)軟件操作手冊》。

環(huán)保驗收VOCS在線監(jiān)測系統(tǒng)

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