CN108872434A - 一种挥发性有机物在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挥发性有机物在线监测系统,包括VOCs监测子系统和数据采集与处理子系统，所述VOCs监测子系统包括采样预处理系统和电控单元，所述采样预处理系统包括采样预处理单元和VOCs分析仪，所述数据采集与处理子系统包括集线箱、工控机和系统，所述系统包括数据显示单元、数据打印单元、数据存储单元、数据远传单元、企业内部联网，所述数据远传单元和企业内部联网电性连接有环保监控信息平台，本发明涉及挥发性有机物在线监测技术领域。预处理方法符合美国、欧盟和国内固定污染源废气测量标准，方法可靠性高，系统采用全热法，保证监测数据准确可靠，仪表采样响应速度快，具备自动校准功能，支持全程校准，无需值守。
Description
技术领域
本发明涉及挥发性有机物在线监测技术领域，具体为一种挥发性有机物在线监测系统。
背景技术
按照世界卫生组织的定义，沸点在50—250℃的化合物，室温下饱和蒸气压超过133.32Pa，在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物为挥发性有机物。按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。VOCs的主要成分有：烃类、卤代烃、氧烃和氮烃，它包括：苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等。而具致畸致癌性的多环芳烃是人体健康的重要杀手之一。现有的石油化工、橡胶制品、半导体制造、医药、印刷、喷涂、有机溶剂制造、汽车制造等工业固定污染源的有机物排放中常会产生应监测系统不达标使得有机物排放会过度排放，污染环境和人体健康。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种挥发性有机物在线监测系统，解决了现有的石油化工、橡胶制品、半导体制造、医药、印刷、喷涂、有机溶剂制造、汽车制造等工业固定污染源的有机物排放中常会产生应监测系统不达标使得有机物排放会过度排放，污染环境和人体健康的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种挥发性有机物在线监测系统,包括VOCs监测子系统和数据采集与处理子系统，所述VOCs监测子系统包括采样预处理系统和电控单元，所述采样预处理系统包括采样预处理单元和VOCs分析仪，所述采样预处理单元分别与VOCs分析仪和电控单元电性连接，所述数据采集与处理子系统包括SC-100集线箱、工控机和系统，所述SC-100集线箱与工控机电性连接，所述系统包括数据显示单元、数据打印单元、数据存储单元、数据远传单元、企业内部联网，所述数据显示单元、数据打印单元和数据存储单元分别与数据远传单元和企业内部联网电性连接，所述数据远传单元和企业内部联网电性连接有环保监控信息平台。
优选的，所述采样预处理系统包括两个防爆探头，所述防爆探头通过伴热管线连通有三通球阀，所述防爆探头连通有反吹箱，所述三通球阀远离伴热管线的一侧连通有过滤器，所述过滤器远离三通球阀的一侧分别连通有气动高温阀V1和气动高温阀V2，所述气动高温阀V1远离过滤器的一侧连通有两位五通阀V3，所述气动高温阀V1远离过滤器的一侧与VOCs分析仪连通，所述气动高温阀V2远离过滤器的一侧分别连通有两位五通阀V4和采样泵，所述两位五通阀V4远离气动高温阀V2的一侧连通有压力开关，所述压力开关与VOCs分析仪连通，所述采样泵远离气动高温阀V2的一侧连通有三通球阀，所述三通球阀远离采样泵的一侧连通有流量计。
优选的，所述电控单元、VOCs分析仪和工控机组成系统仪表柜，所述系统仪表柜包括鼠标键盘和零气发生器，所述工控机位于VOCs分析仪上方，所述VOCs分析仪位于鼠标键盘上方，所述鼠标键盘位于零气发生器上方，所述零气发生器位于电控单元上方。
优选的，所述系统仪表柜后面穿板左到右分别设置有零气排水口、旁路排空、标气、氢气、压缩空气入口；所述零气排水用于定期排出零气发生器中的冷却水，所述旁路排空用于排出烟气采集的大流量气体，所述标气用于给仪表提供的标准气体所述氢气用于给仪表提供的氢气，所述压缩空气入口用于接入干净的压缩空气，要求压力在0.5～0.7MPa。
优选的，所述采样预处理单元与被检测烟囱连接。
优选的，所述反吹箱连通有气源，所述气源连通有气瓶。
优选的，所述集线箱为SC-100集线箱，所述SC-100集线箱与所有设备进行电性连接，所述SC-100集线箱通过RS485协议电性连接有环保监控信息平台。
优选的，所述电控单元由开关、继电器、PLC、温控器、接线端子组成，主要实现系统内设备的供电及信号传输。
优选的，所述电控单元的X2：1，X2：2，X2：3端口分别与220V的火线，零线和地线电性连接。
优选的，所述过滤器、气动高温阀V1和气动高温阀V2位于加热盒内部，所述加热盒温度加热至125℃。
（三）有益效果
本发明提供了一种挥发性有机物在线监测系统，具备以下有益效果：
本发明，通过VOCs监测子系统包括采样预处理系统和电控单元，采样预处理系统包括采样预处理单元和VOCs分析仪，数据采集与处理子系统包括SC-100集线箱、工控机和系统，系统包括数据显示单元、数据打印单元、数据存储单元、数据远传单元、企业内部联网，数据远传单元和企业内部联网电性连接有环保监控信息平台，使得采用气相色谱法，是国际公认的VOCs检测方法，预处理方法符合美国、欧盟和国内固定污染源废气测量标准，方法可靠性高，系统采用全热法，从采样到分析全程高温，无需除水，有效避免样品损失，保证监测数据准确可靠，具有快速旁通流路，仪表采样响应速度快，具备自动校准功能，支持全程校准，无需值守，最大限度减少维护量，系统可监测总烃、非甲烷总烃、苯系物、恶臭和上百种有机废气，可满足不同客户的监测需求，用户可选防爆型设计，可安装在防爆区域，安全可靠。
附图说明
图1为本发明系统构成图；
图2为本发明系统气路流程图；
图3为本发明系统现场示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种挥发性有机物在线监测系统,包括VOCs监测子系统和数据采集与处理子系统，VOCs监测子系统包括采样预处理系统和电控单元，采样预处理系统包括两个防爆探头，防爆探头通过伴热管线连通有三通球阀，防爆探头连通有反吹箱，三通球阀远离伴热管线的一侧连通有过滤器，过滤器远离三通球阀的一侧分别连通有气动高温阀V1和气动高温阀V2，气动高温阀V1远离过滤器的一侧连通有两位五通阀V3，气动高温阀V1远离过滤器的一侧与VOCs分析仪连通，气动高温阀V2远离过滤器的一侧分别连通有两位五通阀V4和采样泵，两位五通阀V4远离气动高温阀V2的一侧连通有压力开关，压力开关与VOCs分析仪连通，采样泵远离气动高温阀V2的一侧连通有三通球阀，三通球阀远离采样泵的一侧连通有流量计，采样预处理系统包括采样预处理单元和VOCs分析仪，采样预处理单元分别与VOCs分析仪和电控单元电性连接，数据采集与处理子系统包括SC-100集线箱、工控机，SC-100集线箱与工控机电性连接，系统包括数据显示单元、数据打印单元、数据存储单元、数据远传单元、企业内部联网，数据显示单元、数据打印单元和数据存储单元分别与数据远传单元和企业内部联网电性连接，数据远传单元和企业内部联网电性连接有环保监控信息平台。
电控单元、VOCs分析仪和工控机组成系统仪表柜，系统仪表柜包括鼠标键盘和零气发生器，工控机位于VOCs分析仪上方，VOCs分析仪位于鼠标键盘上方，鼠标键盘位于零气发生器上方，零气发生器位于电控单元上方，系统仪表柜后面穿板左到右分别设置有零气排水口、旁路排空、标气、氢气、压缩空气入口，零气排水用于定期排出零气发生器中的冷却水，接口为OD6mm氟管，旁路排空用于排出烟气采集的大流量气体，接口为OD8mm氟管，标气用于给仪表提供的标准气体，接口为OD1/8氟管，氢气用于给仪表提供的氢气，接口为OD1/8氟管，压缩空气入口用于接入干净的压缩空气，要求压力在0.5～0.7MPa，接口为OD6mm氟管，采样预处理单元与被检测烟囱连接，反吹箱连通有气源，气源连通有气瓶，SC-100集线箱与所有设备进行电性连接，SC-100集线箱通过RS485协议电性连接有环保监控信息平台，电控单元由开关、继电器、PLC、温控器、接线端子组成，主要实现系统内设备的供电及信号传输，电控单元的X2：1，X2：2，X2：3端口分别与220V的火线，零线和地线电性连接，过滤器、气动高温阀V1和气动高温阀V2位于加热盒内部，加热盒温度加热至125℃。使得采用气相色谱法，是国际公认的VOCs检测方法，预处理方法符合美国、欧盟和国内固定污染源废气测量标准，方法可靠性高，系统采用全热法，从采样到分析全程高温，无需除水，有效避免样品损失，保证监测数据准确可靠，具有快速旁通流路，仪表采样响应速度快，具备自动校准功能，支持全程校准，无需值守，最大限度减少维护量，系统可监测总烃、非甲烷总烃、苯系物、恶臭和上百种有机废气，可满足不同客户的监测需求，用户可选防爆型设计，可安装在防爆区域，安全可靠。
使用时，VOCs监测子系统主要由采样探头、伴热管线、预处理单元、电控单元、VOCs分析仪及辅助系统组成，测量时烟气由机柜内的泵抽取，经由采样探头、伴热管线、除尘过滤器后通入VOCs分析仪进行测量，仪表的辅助系统包括零气单元、氢气发生器及标气。
数据采集与处理子系统由SC-100集线箱、工控机和TY-CEMS-VOCs系统监测软件构成。SC-100集线箱安装在户外的平台上，采集现场平台设备的(4~20)mA信号（烟气温度/压力/流速等信号），通过内部的处理单元转换为工业现场的RS-485信号与机柜内的工控机进行通信。TY-CEMS-VOCs系统监测软件安装在工控机内，用于监测和汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，同时生成报表、存储数据、记录历史数据、与环保部门联网通信等功能。DCS-100传输单元安装于机柜内部，将测量的参数转换成(4~20)mA信号送给客户的DCS系统。
表1-1 TY-CEMS-VOCs系统的主要技术参数：
表1-2 TY-CEMS-VOCs VOC机柜各部分名称：
| 部件名称 | 功能 |
| 工控一体机 | 协调控制各模块，汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，具有生成报表、存储数据、查询历史记录、与环保部门联网通信等功能。 |
| VOC气体分析仪 | 与采样预处理系统结合，测量CH4和NMHC等气体浓度。 |
| 零气发生器 | 给VOC气体分析仪提供纯净的零气。 |
| 电控系统 | 电控系统由开关、继电器、ADAM、PLC、温控器、接线端子等组成，主要实现系统内设备的供电及信号传输。 |
| 采样预处理系统 | 由采样探头、伴热管线、射流泵、精密过滤器等组成，实现气体的采样过程。 |
| 气路控制系统 | 由过滤减压阀、电磁阀、压力开关组成，主要实现射流泵供气、探头反吹，流速反吹。 |
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种挥发性有机物在线监测系统,包括VOCs监测子系统和数据采集与处理子系统，其特征在于：所述VOCs监测子系统包括采样预处理系统和电控单元，所述采样预处理系统包括采样预处理单元和VOCs分析仪，所述采样预处理单元分别与VOCs分析仪和电控单元电性连接，所述数据采集与处理子系统包括集线箱、工控机和系统，所述集线箱与工控机电性连接，所述系统包括数据显示单元、数据打印单元、数据存储单元、数据远传单元、企业内部联网，所述数据显示单元、数据打印单元和数据存储单元分别与数据远传单元和企业内部联网电性连接，所述数据远传单元和企业内部联网电性连接有环保监控信息平台。
2.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述采样预处理系统包括两个防爆探头，所述防爆探头通过伴热管线连通有三通球阀，所述防爆探头连通有反吹箱，所述三通球阀远离伴热管线的一侧连通有过滤器，所述过滤器远离三通球阀的一侧分别连通有气动高温阀V1和气动高温阀V2，所述气动高温阀V1远离过滤器的一侧连通有两位五通阀V3，所述气动高温阀V1远离过滤器的一侧与VOCs分析仪连通，所述气动高温阀V2远离过滤器的一侧分别连通有两位五通阀V4和采样泵，所述两位五通阀V4远离气动高温阀V2的一侧连通有压力开关，所述压力开关与VOCs分析仪连通，所述采样泵远离气动高温阀V2的一侧连通有三通球阀，所述三通球阀远离采样泵的一侧连通有流量计。
3.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述电控单元、VOCs分析仪和工控机组成系统仪表柜，所述系统仪表柜包括鼠标键盘和零气发生器，所述工控机位于VOCs分析仪上方，所述VOCs分析仪位于鼠标键盘上方，所述鼠标键盘位于零气发生器上方，所述零气发生器位于电控单元上方。
4.根据权利要求3所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述系统仪表柜后面穿板左到右分别设置有零气排水口、旁路排空、标气、氢气、压缩空气入口；所述零气排水用于定期排出零气发生器中的冷却水，所述旁路排空用于排出烟气采集的大流量气体，所述标气用于给仪表提供的标准气体，所述氢气用于给仪表提供的氢气，所述压缩空气入口用于接入干净的压缩空气，要求压力在0.5～0.7MPa。
5.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述采样预处理单元与被检测烟囱连接。
6.根据权利要求2所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述反吹箱连通有气源，所述气源连通有气瓶。
7.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述集线箱为SC-100集线箱，所述SC-100集线箱与所有设备进行电性连接，所述SC-100集线箱通过RS485协议电性连接有环保监控信息平台。
8.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述电控单元由开关、继电器、PLC、温控器、接线端子组成，实现系统内设备的供电及信号传输。
9.根据权利要求1所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述电控单元的X2：1，X2：2，X2：3端口分别与220V的火线，零线和地线电性连接。
10.根据权利要求2所述的一种挥发性有机物在线监测系统，其特征在于：所述过滤器、气动高温阀V1和气动高温阀V2位于加热盒内部，所述加热盒温度加热至125℃。
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