CN110779980A - 一种用于原位热脱附的VOCs监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，属于土壤原位热脱附技术领域，包括中央控制装置、进气管、冷却系统、流量控制系统、真空泵、PID光离子检测器、回气管、抽提总管，所述进气管的一端与抽提总管的前端连接，另一端与冷却系统连接，所述冷却系统经流量控制系统与真空泵连接，所述真空泵与PID光离子检测器连接，所述PID光离子检测器经回气管与抽提总管的后端连接，所述中央控制装置经设置的PLC均与冷却系统、流量控制系统、真空泵和PID光离子检测器连接。将排气口回接至抽提总管形成回气管，降低进气口与排气口之间的压差，提高测量精度，减少二次污染。配备冷却系统，降到气体温度及含水量，确保测量仪器正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及土壤原位热脱附技术领域，尤其涉及一种用于原位热脱附的VOCs监测系统。
背景技术
在VOCs污染场地的修复技术中，原位热脱附因其修复速度快、污染物去除彻底、二次污染小等特点受到了广泛关注。然而受限于原位热脱附场地内管道密集，土壤热取样的不便，在实际运行中往往难以把控实际修复进度，易造成修复不彻底、过度加热浪费资源等现象。
针对上述问题，本发明是一种用于原位热脱附的VOCs在线监测系统，该系统能实时在线监控原位热脱附系统抽提管路中VOCs浓度，得到土壤中污染物的去除效果，实时把控实际修复进度。
近年来，关于VOCs的监测受到国家和政府部门的注重。通常的VOCs监测仪器要求环境温度低于50℃，且常规采气装置排气口与大气相连，管道内负压越大，进气口、出气口之间的压差就越大，导致测量结果误差大。在原位热脱附技术中，管道气体通常大于80℃，且管内负压很大，现有技术中没有针对性的解决问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，解决现有原位热脱附技术中土壤热取样的不便，难以把控实际修复进度以及监测高温高负压气体中VOCs浓度等的技术问题。提高能源利用率，实时反馈实际修复进度便于及时调整运行方案，降低运行成本，保证最终修复效果。
一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，包括中央控制装置、进气管、冷却系统、流量控制系统、真空泵、PID光离子检测器、回气管、抽提总管，所述进气管的一端与抽提总管的前端连接，另一端与冷却系统连接，所述冷却系统经流量控制系统与真空泵连接，所述真空泵与PID光离子检测器连接，所述PID光离子检测器经回气管与抽提总管的后端连接，所述中央控制装置经设置的PLC均与冷却系统、流量控制系统、真空泵和PID光离子检测器连接。
进一步地，所述冷却系统包括半导体冷却器、气体过滤器、蠕动泵和排水管，所述半导体冷却器的输入端与进气管连接，所述半导体冷却器的气体输出端与气体过滤器连接，所述半导体冷却器的液体输出端与蠕动泵连接，所述蠕动泵与排水管连接排水。
进一步地，所述流量控制系统包括流量计和调节阀，所述中央控制装置经PLC分别与流量计和调节阀连接，中央控制装置远程检测的流量控制调节阀，可远程控制调节进气流量，流量计和调节阀均是使用现有的结构。
进一步地，所述气管和回气管采用耐高温耐腐蚀不锈钢制成，将排气口回接至抽提总管形成回气管。
进一步地，所述气体过滤器采用玻璃纤维作为滤料，分离气体中的液体水和液态油，去除气体中夹杂的粉尘；所述蠕动泵将半导体冷凝器和气体过滤器产生的冷凝废水通过排水管排出。
进一步地，所述PID光离子检测器包括PID光离子检测探头和数据采集传输装置，PID光离子检测探头经数据采集传输装置与中央控制装置连接，能检测大部分VOCs气体浓度，数据采集传输装置使用现有的AD采集集成模块和串口线进行传输。
进一步地，所述监测系统的检测过程为：
首先将冷却系统中的半导体冷却器开启预冷至设定温度，然后开启流量控制系统及真空泵调节至设定流量，高温高负压气体通过真空泵从抽提总管抽至进气管，经冷却系统冷却过滤后进入PID光离子检测器，检测器根据气体中VOCs浓度反馈的信号经数据采集传输系统转化后发送至中央控制装置，检测后气体通过回气管重新排入抽提总管，冷凝水及过滤产生的废水经蠕动泵排至废水收集机构，实现原位热脱附运行产生的高温高负压气体中VOCs浓度的在线监测。该系统能实现对原位热脱附高温高负压尾气中的VOCs浓度在线监测。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
(1)本发明将排气口回接至抽提总管形成回气管，降低进气口与排气口之间的压差，提高测量精度，减少二次污染。
(2)本发明配备冷却系统，降到气体温度及含水量，确保测量仪器正常运行。
(3)本发明通过在线监测原位热脱附技术产生尾气的VOCs浓度，实现对土壤中污染物去除效果的实时跟踪监测，把握实际修复进度，提高能源利用率，实时反馈实际修复进度便于及时调整运行方案，降低运行成本，保证最终修复效果。
附图说明
图1是本发明一种用于原位热脱附的VOCs在线监测系统的结构原理图。
图2是本发明冷却系统的结构原理图。
图中：1、中央控制装置；2、进气管；3、冷却系统；4、流量控制系统；5、真空泵；6、PID光离子检测器；7、回气管；8、抽提总管；9、半导体冷凝器；10、气体过滤器；11、蠕动泵；12、排水管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1：
如图1所示，本发明一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，它包括中央控制装置1、进气管2、冷却系统3、流量控制系统4、真空泵5、PID光离子检测器6、回气管7、抽提总管8。所述中央控制装置1，用于控制系统内设备的启停及相应数据信号的收集处理；所述进气管2是采气气样的进气通道，与回气管7同时连接至抽提总管8，平衡气体检测进出口的压差，提高测量精度；所述流量控制系统包括流量计和调节阀，可远程控制调节进气流量；所述PID光离子检测器包括PID光离子检测器和数据采集传输系统，能检测大部分VOCs气体浓度。中央控制装置1使用STM32单片最小系统及先关的存储卡和LCD显示屏等。或者中央控制装置1使用现有的PC机进行完成检测和控制，具体控制使用现有的然间进行上位机的控制和检测数据的采集。
如图2所示，本发明冷却系统3包括半导体冷凝器9、气体过滤器10、蠕动泵11、排水管12。所述半导体冷凝器9通过珀尔贴效应制冷，配备风扇辅助散热，保证气体的高效冷凝、除水；所述气体过滤器10采用玻璃纤维作为滤料，能分离气体中的液体水、液态油，并去除气体中夹杂的粉尘；所述蠕动泵11能将半导体冷凝器9和气体过滤器10产生的冷凝废水通过排水管12及时排出。
以下是本发明方法的具体实施例：
在某VOCs污染场地中采用原位热脱附技术对污染土壤进行修复，产生的高温尾气经负压抽提汇至抽提总管8，先将冷却系统3中的半导体冷却器9开启预冷至设定温度，然后开启流量控制系统4及真空泵5调节至设定流量，高温高负压气体通过真空泵5从抽提总管8抽至进气管2，经半导体冷却器9冷却，气体过滤器10过滤后进入PID光离子检测器6，PID光离子检测器6根据气体中VOCs浓度反馈的信号经数据采集传输系统转化后发送至中央控制装置1，检测后气体通过回气管7重新排入抽提总管8，防止二次污染，冷凝水及过滤产生的废水经蠕动泵11通过排水管12排至废水收集机构，实现原位热脱附运行产生的高温高负压气体中VOCs浓度的在线监测。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：包括中央控制装置、进气管、冷却系统、流量控制系统、真空泵、PID光离子检测器、回气管、抽提总管，所述进气管的一端与抽提总管的前端连接，另一端与冷却系统连接，所述冷却系统经流量控制系统与真空泵连接，所述真空泵与PID光离子检测器连接，所述PID光离子检测器经回气管与抽提总管的后端连接，所述中央控制装置经设置的PLC均与冷却系统、流量控制系统、真空泵和PID光离子检测器连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：所述冷却系统包括半导体冷却器、气体过滤器、蠕动泵和排水管，所述半导体冷却器的输入端与进气管连接，所述半导体冷却器的气体输出端与气体过滤器连接，所述半导体冷却器的液体输出端与蠕动泵连接，所述蠕动泵与排水管连接排水。
3.根据权利要求1所述的一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：所述流量控制系统包括流量计和调节阀，所述中央控制装置经PLC分别与流量计和调节阀连接，中央控制装置远程检测的流量控制调节阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：所述气管和回气管采用耐高温耐腐蚀不锈钢制成，将排气口回接至抽提总管形成回气管。
5.根据权利要求1所述的一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：所述气体过滤器采用玻璃纤维作为滤料，分离气体中的液体水和液态油，去除气体中夹杂的粉尘；所述蠕动泵将半导体冷凝器和气体过滤器产生的冷凝废水通过排水管排出。
6.根据权利要求1所述的一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：所述PID光离子检测器包括PID光离子检测探头和数据采集传输装置，PID光离子检测探头经数据采集传输装置与中央控制装置连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于原位热脱附的VOCs监测系统，其特征在于：所述监测系统的检测过程为：
首先将冷却系统中的半导体冷却器开启预冷至设定温度，然后开启流量控制系统及真空泵调节至设定流量，高温高负压气体通过真空泵从抽提总管抽至进气管，经冷却系统冷却过滤后进入PID光离子检测器，检测器根据气体中VOCs浓度反馈的信号经数据采集传输系统转化后发送至中央控制装置，检测后气体通过回气管重新排入抽提总管，冷凝水及过滤产生的废水经蠕动泵排至废水收集机构，实现原位热脱附运行产生的高温高负压气体中VOCs浓度的在线监测。
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