環保驗收VOCS在線監測系統
揮發性有機化合物（VOCS）是指沸點在 50℃～260℃之間、室溫下飽和蒸氣壓超過 133Pa 的易揮發性化合物，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，
環保驗收VOCS在線監測系統
一、產品介紹
揮發性有機化合物（VOCS）是指沸點在 50℃～260℃之間、室溫下飽和蒸氣壓超過 133Pa 的易揮發性化合物，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，它的成分復雜，所表現出的毒性、刺激性、致癌作用對人類健康造成較大的影響。根據貴方提供的監測需求，山東新澤儀器自主開發的 TK-1200 污染源揮發性有機物在線監測系統采用*的全程伴熱預處理+在線色譜技術+火焰離子檢測法（FID），主要應用于對各種工業污染源排放有機物的實時監測，本系列在線氣相色譜分析儀采用*技術，性能穩定可靠，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，對 VOCS 的濃度和排放率進行連續、實時地跟蹤監控，并將所有的監測參數傳輸至工控機軟件和用戶 DCS 系統，可通過數采儀與環保部門的數據系統通訊。系統設備放置在分析小屋內，操作和維護方便，具有現場數據實時傳送、遠程故障診斷等功能，實現了工作現場的無人值守。整套系統結構簡單，模塊化設計，穩定性強，運行成本低。
二、 測量項目
測量參數：VOCS 氣態污染物、O2、溫度、壓力、流速（流量）、濕度；
三、系統特點
1、配有觸摸屏，菜單式操作，進行不同的配置可實現 VOCs 組份濃度，甲烷/非甲烷總烴濃度及治理前后對比分析；
2、采用氣相色譜監測方法，符合國家標準，分析周期短，測量準確；
3、系統可實現零點和量程自動校驗功能（切換標氣方式）；
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；
5、樣品無吸附，無堵塞現象；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、微電腦和系統控制軟件，序列運行全自動監測分析環境空氣中 C2-C12 揮發性有機污染物；
7、系統具有運行和報警、連鎖并實現反吹、標定等功能，保證統長時間運行，同時擁有自診斷功能，減少了維護工作量和成本。
四、系統組成
TK-1200揮發性有機物在線監測系統由氣態污染物監測子系統3100型在線氣相色譜儀（非甲烷總烴（NMHC）&苯系物）、煙氣參數監測子系統SVPT-100型皮托管(溫度、壓力、流速)和SSD-100濕度儀、系統控制及數據采集處理子系統、校準與輔助子系統四個基本部分組成。具體介紹如下：
TK-1200污染源揮發性有機物在線監測系統安裝場景示意圖
本系統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柜、標氣和氣體發生器組成。
采樣探頭負責煙氣采樣，內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煙氣的溫度、壓力和流速。
濕度儀用于測量煙囪或煙道內煙氣的濕度。
控制機柜內置電控單元、工控機、加熱盒、高溫泵等。
標氣用于校準分析儀表，零氣發生器、氫氣發生器、高純氮氣瓶提供氣源。
空壓機產生壓縮空氣，用于對伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進行定期反吹。
五、系統各部分介紹
1 、采樣系統介紹
針對該工況特點對 VOC 進行在線分析監測，系統采用全程高溫法進行樣品的傳輸。從探頭、伴熱管線到分析儀器內部均采用 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入到色譜系統進行分析檢測，得到分析檢測結果。采用高溫伴熱采樣系統，還可以有效的避免樣品中的水蒸氣冷凝，從而導致樣品組分的損失。同時樣品前處理系統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
伴熱采樣復合管是環保監測系統中在線分析成套系統的重要部件，它是由一組耐腐蝕高性能氟樹脂導管平行敷設特種恒功率伴熱管及各種電線，外加玻纖保溫層，后經過聚氯乙烯(PVC)為保護外套復合而成。
恒功率伴熱的自動限溫功能，可以保證采樣管內維持一定的恒溫，保證采集樣品與初始值保持基本*，終確保系統連續、正確的采集樣氣。根據采集樣氣的成份、溫度等實際情況，采樣導管可以選用不同材質，電熱帶可以根據用戶選型選用高、中、低溫的產品，另外根據功能配置各種導線等。
采樣：可組合多種類型、材質的采樣管；
伴熱：自調功率，自動補償，伴熱保溫，高效絕熱；
1.3 主要參數
2 氣態污染物監測子系統
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生差異，在柱出口處就發生了混合氣體被分離成各個組分的現象，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
根據需要測量的氣體選用不同的色譜柱，被測樣氣進入色譜柱后，分離出被測氣體，以相應的時間差送入檢測器監測被測氣體。甲烷、非甲烷總烴分析儀，采用色譜柱技術分理出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、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均達到國家標準的前提下，實現較高的測試性價比。具體的工作原理主要是通過泵將樣品抽到定量環中定量，六通閥和十通閥同時切換，總烴定量環中的樣品快速通過總烴柱到達FID檢測器，測定總烴濃度，甲烷定量環中的樣品通過填充柱，樣品在填充柱中分離，甲烷經過填充柱到達FID，測定甲烷濃度，苯系物通過預柱和分析柱分離，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柱中比苯系物沸點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，可以滿足標準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
對 FID 檢測器進行重新設計加工，提高檢測器的靈敏度水平；
*的電子壓力控制單元，優化流路控制和溫度控制，提高分析精度；
實時環境溫度和壓力補償，適應多種環境條件；
特殊的閥箱設計，既支持固定污染源廢氣，也支持環境空氣；
自動校準功能，可設定周期性自動校準和質量控制點；
響應時間短，分析時間短；
支持一臺儀器對多個工況點實施循環監測；
實現模塊化設計和功能化區塊，可根據客戶需求定制功能模塊；
內置工控機，觸摸屏設計，支持 web 遠程操作；
支持與前段各種前處理設備信號對接；
數據輸出支持與工控機連接。
2.5 技術參數
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，毛細血管柱；
柱箱溫度穩定性：＜0.5℃
閥類型：高溫轉閥 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
氫氣輸入參數：H2，≥99.999%，（0.30±0.01）MPa
空氣輸入參數：除烴空氣，≥99.999%，（0.30±0.01）MPa
載氣輸入參數：N2≥99.999%，（0.30±0.01）MPa
輔助氣輸入參數：無油壓縮空氣 0.45～0.6MPa
遠程控制：支持，可做參數設定、圖譜處理、校準；
供電要求： 220VAC±10%，50Hz 500W
通訊方式：RS232、以太網
人機界面：觸摸液晶屏
工作環境：溫度：5-35℃；濕度：20-90%RH
儀器尺寸：19 英寸標準機箱，高度 6U，（430×266.7×633）mm（W×H×D）
約 25kg
3 煙氣參數監測子系統
3.1 煙氣溫壓流一體化監測儀
溫壓流一體化監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監測的高粉塵、高溫、高濕環境而開發的一體化溫度、壓力、流速監測儀，符合國家相關標準的要求，可以用于煙氣排放監測系統(CEMS)進行煙氣溫度、壓力、流速及流量的實時連續測量。
3.2 測量原理
溫壓流一體化測量裝置的結構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、數據傳輸單元等。其測量原理是：一次取壓元件采用傳統的皮托管測量方式。皮托管內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）測量時的系統反吹。溫壓流一體機采用高精密微差壓變送器，自動調零，自動反吹，反吹保護，數據上傳與顯示等功能;
3.3 溫度壓力流速監測儀優勢
實時測量溫度、壓力、流速，并通過 4-20mA 模擬信號輸出；
流速檢測可達 2-40m/s；
采用高精密微差壓變送器，自動零點校準，可靈活配置變送器維修更方便，良好的人機交互界面。
可適應高粉塵、高溫、高濕等煙氣場合；
流速測量精度高、可靠性好、可*連續工作；
自身配備自動反吹單元，可定時反吹皮托管內的顆粒物；具備反吹保護功能；
結構緊湊，可直接安裝在管道上；
3.4 技術指標
3.4.1 煙氣流速監測儀
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
響應時間：<1s；
輸出信號：4~20mA；
皮托管材質：不銹鋼；
反吹單元：自動反吹，自動調零；
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；
介質溫度范圍：-40~500℃；
3.4.2 煙氣壓力監測儀
量程(高/低) ：±10Kpa
測量精度：≤±2%
分析方法：靜壓傳感器
環境溫度限制：-40～60℃
用電量：5w
輸出信號型式：（4～20）mA
3.4.3 溫度監測儀
量程 ：0-300℃
測量精度：≤±2%
分析方法： 熱電阻（或熱電偶）
環境溫度限制：-40～60℃
用電量：2W
輸出信號型式： （4～20）mA
3.5 氧分析儀技術指標
測量范圍：0-25%
測量精度：±3%
重復性：±1.5%
響應時間：＜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 零氣發生器
4.1 儀器概述
空氣發生器是配套氣相色譜儀的專業氣源，空氣純度高滿足色譜儀的使用。可連接任意進口、國產的色譜儀。
4.2 技術參數
輸出空氣相對碳氫濃度：<0.1ppm
大輸入空氣相對碳氫濃度：<100ppm
大輸入空氣壓力：0-0.5MPa
大輸出流量：0-2000ml/min
使用環境溫度：0-40℃
使用環境濕度：<85%
大功率：350W
重量：10Kg
4.3 主要特點
儀器設有自動吸附排除空氣中烴、酯、油等，大大提高空氣的質量，無需維護。
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、有效提高壓縮機壽命；
體積小，噪音低，特別適合實驗室使用；
雙過濾器、兩級穩壓，輸出壓力精度高、具有完善的保護措施 。
5 氫氣發生器
5.1 儀器概述
氫氣發生器是我公司生產高純氫氣發生器；*代替高壓鋼瓶氣體，具有純度高，安全，壓力穩定，操作維護簡便。
5.2 技術參數
氫氣純度：＞99.999%
氫氣流量：0‐500ml/min
輸出壓力：0–0.4Mpa(出廠設定 0.3 Mpa)
大功率：220V±10%；50HZ±5%
壓力穩定精度：150W
環境條件：環境濕度 10–40ºC；相對濕度≤85%
外形尺寸：400x180x380(cm)
重量：9kg
5.3 主要特點
操作簡便，安全可靠，一次性加堿，日常使用只需補充 蒸餾 水，啟動電源開關即可產氫。(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)，設有過壓保護裝置，兩級凈化。
*的防返液裝置，確保儀器*返液現象。
桶式電解池，電解材料選用進口特制貴金屬，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。
輸出流量穩定，自動跟蹤，純度不衰減，可連續使用 。
6 系統控制及數據采集子系統
6.1 上位機軟件
TK-1200 污染源揮發性有機物連續監測系統工控機自動進行監測數據的采集、分析及處理，檢測結果數據通過網絡連接可以自動上傳至企業 DCS 控制系統，向企業內部的 DCS 輸送檢測結果數據和報警信息。儀表操作人員在辦公室內可以通過安裝在工控機上的 VOC 有機廢氣自動監測軟件監控查所有測量信息和儀表工作狀態信息。可設置監控數據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的監測數據和任意時間段的報表。
工控機軟件詳細的說明請參考《上位機軟件操作手冊》。
環保驗收VOCS在線監測系統
lm
