CN111272957A - 一种设备动静密封点VOCs采样装置及泄漏量测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种设备动静密封点VOCs采样装置及泄漏量测定方法。该采样装置包括围封系统、采样系统和抽真空系统；围封系统包括用于密封包裹设备动静密封点的围封袋；采样系统包括密闭容器、冷浴槽、流量计、采样泵、取样袋，密闭容器的进气口与围封袋连通，密闭容器的出气口通与冷浴槽的进口连通，冷浴槽的出口与流量计的进口连通，流量计的出口通过采样泵与采样袋连接，采样泵与采样袋之间设有采样管路阀门，采样袋上可拆卸连接有第一压力表；抽真空系统包括与流量计的进口连通的真空泵。本发明的采样装置是针对设备动静密封点处VOCs泄漏测量设计，其结构设计较为合理，操作性强，可准确采样和测定测定设备动静密封点处无组织排放VOCs的浓度。
Description
技术领域
本发明涉及大气挥发性有机物检测技术领域，具体涉及一种设备动静密封点VOCs采样装置及泄漏量测定方法。
背景技术
一些烷烃类、芳烃类、烯烃类挥发性有机物（VOCs）是石油化工、煤化工、合成材料、医药等行业生产中必不可少的生产原料，而由于这些挥发性有机物（VOCs）对于环境具有一定污染性，甚至具有一定毒性，因此在输送这些挥发性有机物（VOCs）产品时，大多使用密闭的输送管道进行输送。而相关输送管道连接以及与相关生产设备、储罐、装载设施连接时，涉及大量的设备动静密封点。而随着使用时间延长及设备老化等原因，管阀件等密封部位不可避免存在一定泄漏现象，进而使得VOCs易从设备动静密封点的轴封与配件缝隙处泄漏出来。
设备动静密封点为涉VOCs流经或接触的设备或管道，包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压设备、取样连接系统、开口阀或开口管线、法兰、连接件等10余类。由于涉及类型众多，因此目前并没有较为统一和一致的设备动静密封点VOCs泄漏测量方法。实际评价中，现有设备动静密封点无组织排放挥发性有机物检测及核算方法主要是按照《石化行业VOCs污染源排查工作指南》中相关方程法，利用便携式有毒挥发气体分析仪检测得到的泄露检测值和TOC（总有机碳）中VOCs的质量分数代入相关方程，得出设备动静密封点的VOCs排放速率。但实际应用表明，利用该方法计算得出的泄露值与真实设备动静密封点泄露值相差较大，不能真实的反应出设备动静密封点真实的VOCs泄露值。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种设备动静密封点VOCs的采样装置，该采样装置可对设备动静密封点无组织排放的VOCs进行准确采样，从而能够对设备动静密封点VOCs的实际泄露情作出准确评价。
同时，本发明的目的还在于提供一种利用上述采样装置对设备动静密封点VOCs泄漏量测定的测定方法。
为实现上述目的，本发明的设备动静密封点VOCs采样装置所采用的技术方案是：所述设备动静密封点VOCs采样装置：包括围封系统、采样系统和抽真空系统；
所述围封系统包括用于借助密封件以密封包裹设备动静密封点的围封袋；
所述采样系统包括密闭容器、冷浴槽、流量计、采样泵、取样袋，所述密闭容器的进气口与围封袋连通，所述密闭容器的出气口通过第一输气管路与冷浴槽的进口连通，所述冷浴槽的出口通过第二输气管路与流量计的进口连通，所述流量计的出口通过采样管路与采样袋可拆卸密封连接，所述采样管路上设置采样泵，所述采样泵与采样袋之间的采样管路上设置有控制采样管路通断的采样管路阀门，所述采样袋上可拆卸连接有第一压力表；
所述抽真空系统包括真空泵，所述真空泵的进气口通过抽气管路与流量计的进口连通。
优选地，所述抽气管路上设置有控制抽气管路通断的抽气管路阀门。
优选地，所述真空泵与抽气管路阀门之间的抽气管路上设置有过滤器。
优选地，所述密闭容器为密封袋，所述密封袋上连接有用于向密封袋内通气的以避免密封袋在真空泵作用下出现袋体内壁贴合的进气管路，所述进气管路上设置有用于显示密封袋内压力的第二压力表。
优选地，所述密封袋内设有防止密封袋内壁贴合的支撑物。
优选地，所述密闭容器、密封袋、采样袋、第一输气管路、第二输气管路、采样样管路、抽气管路、抽气管路阀门、采样管路阀门、进气管路均采用PTFE材质制成。
本发明的设备动静密封点VOCs泄漏量测定方法所述采用的技术方案是：所述测定方法所述测定方法利用设备动静密封点VOCs采样装置进行采样，具体包括以下步骤：
（1）根据待检测设备动静密封点的类型及大小，选择合适的围封袋，借助密封件密封包裹设备动静密封点；
（2）启动真空泵，开始抽真空，启动计时，每隔固定时间，记录流量计读数、压力读数和运行时间，并对真空泵出口的TVOC浓度进行测定和记录；
（3）当真空泵出口TVOC浓度达到动态平衡后，开启采样泵进行采样；
（4）计算设备动静密封点VOCs泄漏速率，计算公式为：DV= Da/T；
式中：DV，密封点无组织排放的泄漏值；Da，采样袋中TVOC的平均值；T，取样时间。
优选地，若设备动静密封点VOCs采样装置中的密闭容器为密封袋，密封袋上连接进气管路，进气管路上设置用于显示密封袋内压力的第二压力表，此情况下，所述步骤（2）中，在启动计时之前，记录密封袋内的压力达到设定压力值所需要的时间；在步骤（3）采样结束后，对设备动静密封点附近环境空气进行采样并作为背景样本，设备动静密封点VOCs泄漏速率的计算公式变为： DV=（Da- Db）/T；
式中：DV，密封点无组织排放的泄漏值；Da，采样袋中TVOC浓度的平均值；Db，设备动静密封点背景样本TVOC浓度；T，取样时间。
优选地，所述步骤（2）中密封袋内的压力设定值为2.54cm的水压。
优选地，所述步骤（3）中，真空泵出口TVOC浓度达到动态平衡的标准为：1min内每秒检测值变化在10%以内。
本发明的有益效果：
（1）本发明的设备动静密封点VOCs采样装置可对设备动静密封点无组织排放的VOCs进行准确采样，从而能够对设备动静密封点VOCs的实际泄露情作出准确评价，进而为安全生产奠定了基础；
（2）本发明的设备动静密封点VOCs采样装置可直接在设备动静密封点点位进行样品采集，无需将设备组件打开，因此适用组件、适用场景及适用范围较为广泛（不仅可用于石油化工行业，同时也适用于煤化工、合成材料、化学制药、农药、有机精细化工等化工行业设备动静密封点无组织排放VOCs的采样）；
（3）本发明的设备动静密封点VOCs采样装置，由于是直接针对设备动静密封点点位进行采样，因此，能够较为真实和准确的反映设备动静密封点点位处VOCs泄漏情况，因此测定结果更为准确。
总体而言，本发明的设备动静密封点VOCs采样装置，是针对设备动静密封点处VOCs泄漏测量设计，其结构设计较为合理，操作性强，可准确采样和测定测定设备动静密封点处无组织排放VOCs的浓度，较好克服了现有技术针对设备动静密封点无组织排放VOCs无法真实具体定量核算的问题，对于评价和测定VOCs的实际泄漏情况、以及相关设备的安全性、密封性具有较好的实用价值。
附图说明
图1是本发明一种设备动静密封点VOCs采样装置的具体实施例的原理图。
图中：1、密封件；2、围封袋；3、密闭容器；4、冷浴槽；5、流量计；6、采样泵；7、取样袋；8、第一输气管路；9、第二输气管路；10、采样管路；11、采样管路阀门；12、真空泵；13、抽气管路；14、抽气管路阀门；15、过滤器；16、进气管路；17、第二压力表；18、设备动静密封点；19、支撑物。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明一种设备动静密封点VOCs采样装置的具体实施例，如图1所示，所述设备动静密封点VOCs采样装置包括围封系统、采样系统和抽真空系统。
围封系统包括用于借助密封件1以密封包裹设备动静密封点18的围封袋2，密封件可以是胶带、扎带等。
采样系统包括密闭容器3、冷浴槽4、流量计5、采样泵6、取样袋7。密闭容器的3进气口与围封袋2连通，以将动静密封点处处泄漏的VOCs吸入其内。密闭容器3的出气口通过第一输气管路8与冷浴槽5的进口连通，冷浴槽5的出口通过第二输气管路9与流量计5的进口连通，冷浴槽4的作用是将降温，使VOCs中的水汽液化成液体而留在冰浴槽4内，不含水汽的VOCs进入流量计，从而确保了采样的准确性。流量计5的出口通过采样管路10与采样袋7可拆卸密封连接，采样管路10上设置采样泵6，采样泵6与采样袋7之间的采样管路10上设置有控制采样管路10通断的采样管路阀门11，采样袋7上可拆卸连接有第一压力表（图中未示出），通过第一压力表可实时检测和观察取样袋7内的压力。
抽真空系统包括真空泵12，真空泵12的进气口通过抽气管路13与流量计5的进口连通，抽气管路13上设置有控制抽气管路13通断的抽气管路阀门14，且在真空泵12与抽气管路阀门14之间的抽气管路13上设置有过滤器15，过滤器15对VOCs进行净化，避免从真空泵12抽出的气体对大气造成严重的污染。
本实施例中，密闭容器3采用密封袋，由于密封袋的形变大，其使用不受环境的限制，从而增大了本发明的使用范围。密封袋上连接进气管路16，在抽真空的过程中，通过进气管路16向密封袋内通入空气，使密封袋内产生轻微真空，避免密封袋出现明显真空而发生袋体内壁紧密贴合，影响气体流通，进而影响采样的准确性。为便于知道密封袋内是否产生了轻微真空，在进气管路16上还设置有用于显示密封袋内压力的第二压力表17。
为了进一步地确保密封袋出现明显真空而发生袋体内壁紧密贴合的情况，本实施例，在密封袋设有支撑物19。
本实施例中，密闭容器3、采样袋7、第一输气管路8、第二输气管路9、采样样管路10、抽气管路13、抽气管路阀门14、采样管路阀门11、进气管路16均采用PTFE材质制成，PTFE材质具有低吸附性、高化学惰性的特点，避免在采样过程中VOCs被吸附和发生化学反应，从而确保了采样的准确性。
本实施例中，流量计5采用转子流量计，转子流量计具有结构简单小巧、显示支管、压力损失小、维修方便、价格低廉的优点。流量计在使用之前，通过干燥剂去除水分。
本实施例中，采样泵6采用隔膜泵，隔膜泵可以完全无泄漏的输送介质，且不被介质腐蚀，从而进一步地确保了采样的准备性。
本实施例中，真空泵12采用特氟龙环形活塞式真空泵，特氟龙环形活塞式真空泵的抗腐蚀能力强，如：可抗HCI、HNO3、HF、溴水、氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯等化学腐蚀。
本发明的设备动静密封点VOCs泄漏量测定方法，测定方法利用设备动静密封点VOCs采样装置进行采样，具体包括以下步骤：
（1）根据待检测设备动静密封点的类型及大小，选择合适的围封袋2，借助密封件1密封包裹设备动静密封点18；
（2）启动真空泵，开始抽真空，记录密封袋内的压力达到2.54cm的水压所需要的时间，然后启动计时，每隔固定时间，记录流量计读数、压力读数和运行时间，并对真空泵出口的TVOC浓度进行测定和记录；
（3）当真空泵12出口TVOC浓度达到动态平衡后，开启采样泵进行采样，真空泵出口TVOC浓度达到动态平衡为：1min内每秒检测值变化在10%以内；
（4）采样结束后，对设备动静密封点附近环境空气进行采样并作为的背景样本；
（5）计算设备动静密封点VOCs泄漏速率，计算公式为：DV=（Da- Db）/T；
式中：DV，密封点无组织排放的泄漏值；Da，采样袋中TVOC浓度的平均值；Db，设备动静密封点背景样本TVOC浓度；T，取样时间。
在具体测定过程中，为提高数据采集的真实准确性，在采样装置稳定的情况下，对每一个设备动静密封点点位的包袋和环境背景样本必须采集3-5个样品，分析结果取采集样品的平均值。
在其它实施例中，所述密闭容器也可以采用一个硬质箱体（在抽真空状态下不会被压扁），此种情况下，设备动静密封点VOCs泄漏速率，计算公式为：DV= Da/T；
式中：DV，密封点无组织排放的泄漏值；Da，采样袋中TVOC的平均值；T，取样时间。
在其它实施例中，所述采样泵也可采用普通的抽气泵；所述真空泵也可采用普通的真空泵；所述流量计也可采用差压式流量计、容积式流量计等。
在其它实施例中，密封袋产生微真空的压力设定值不受限制，只要密封袋能产生微真空即可。
本发明的一个设备动静密封点VOCs泄漏量测定案例
测定对象：河南某精细化工厂装置区甲醇精制装置区的一DN100法兰。
测定步骤为：
（1）首先，根据被包被（包裹）的待检测设备动静密封点类型及大小，选择能够完全包裹待检设备动静密封点点位且形状大小合适的围封袋，然后利用扎带将围封袋对设备动静密封点紧密围封；
（2）启动真空泵，开始抽真空，抽真空过程中，密封袋3内只保持有极轻微的真空（密封袋内的压力保持为2.54cm的水压强），记录密封袋达到2.54cm的水压强的时间为5.7min，然后启动秒表，每2min记录压力、干气读数和运行时间，并使用便携式有毒气体分析仪检测真空泵出口的TVOC（总挥发性有机物）浓度并记录，结果为1988ppm；
（3）当围封系统真空泵出口v浓度达到动态平衡后（1min内每秒检测值变化在10%以内），开启采样泵，利用取样袋取样；
（4）取样结束后，对所密封设备动静密封点附近环境空气进行取样作为背景样本，背景样本TVOC浓度为5ppm；
（5）按照公式DV=（Da- Db）/T计算VOCs泄漏速率，VOCs泄漏速率为0.0000422018kg/h。
Claims (10)
1.一种设备动静密封点VOCs采样装置，其特征在于：包括围封系统、采样系统和抽真空系统；
所述围封系统包括用于借助密封件以密封包裹设备动静密封点的围封袋；
所述采样系统包括密闭容器、冷浴槽、流量计、采样泵、取样袋，所述密闭容器的进气口与围封袋连通，所述密闭容器的出气口通过第一输气管路与冷浴槽的进口连通，所述冷浴槽的出口通过第二输气管路与流量计的进口连通，所述流量计的出口通过采样管路与采样袋可拆卸密封连接，所述采样管路上设置采样泵，所述采样泵与采样袋之间的采样管路上设置有控制采样管路通断的采样管路阀门，所述采样袋上可拆卸连接有第一压力表；
所述抽真空系统包括真空泵，所述真空泵的进气口通过抽气管路与流量计的进口连通。
2.根据权利要求1所述的设备动静密封点VOCs采样装置，其特征在于：所述抽气管路上设置有控制抽气管路通断的抽气管路阀门。
3.根据权利要求2所述的设备动静密封点VOCs采样装置，其特征在于：所述真空泵与抽气管路阀门之间的抽气管路上设置有过滤器。
4.根据权利要求3所述的设备动静密封点VOCs采样装置，其特征在于：所述密闭容器为密封袋，所述密封袋上连接有用于向密封袋内通气的以避免密封袋在真空泵作用下出现袋体内壁贴合的进气管路，所述进气管路上设置有用于显示密封袋内压力的第二压力表。
5.根据权利要求4所述的设备动静密封点VOCs采样装置，其特征在于：所述密封袋内设有防止密封袋内壁贴合的支撑物。
6.根据权利要求5所述的设备动静密封点VOCs采样装置，其特征在于：所述密闭容器、采样袋、第一输气管路、第二输气管路、采样样管路、抽气管路、抽气管路阀门、采样管路阀门、进气管路均采用PTFE材质制成。
7.一种设备动静密封点VOCs泄漏量测定方法，其特征在于，所述测定方法利用设备动静密封点VOCs采样装置进行采样，具体包括以下步骤：
（1）根据待检测设备动静密封点的类型及大小，选择合适的围封袋，借助密封件密封包裹设备动静密封点；
（2）启动真空泵，开始抽真空，启动计时，每隔固定时间，记录流量计读数、压力读数和运行时间，并对真空泵出口的TVOC浓度进行测定和记录；
（3）当真空泵出口TVOC浓度达到动态平衡后，开启采样泵进行采样；
（4）计算设备动静密封点VOCs泄漏速率，计算公式为：DV= Da/T；
式中：DV，密封点无组织排放的泄漏值；Da，采样袋中TVOC的平均值；T，取样时间。
8.根据权利要求7所述的设备动静密封点VOCs泄漏量测定方法，其特征在于，若设备动静密封点VOCs采样装置中的密闭容器为密封袋，密封袋上连接进气管路，进气管路上设置用于显示密封袋内压力的第二压力表，此情况下，所述步骤（2）中，在启动计时之前，记录密封袋内的压力达到设定压力值所需要的时间；在步骤（3）采样结束后，对设备动静密封点附近环境空气进行采样并作为背景样本，设备动静密封点VOCs泄漏速率的计算公式变为：DV=（Da- Db）/T；
式中：DV，密封点无组织排放的泄漏值；Da，采样袋中TVOC浓度的平均值；Db，设备动静密封点背景样本TVOC浓度；T，取样时间。
9.根据权利要求8所述的设备动静密封点VOCs泄漏量测定方法，其特征在于，所述步骤（2）中密封袋内的压力设定值为2.54cm的水压。
10.根据权利7-9任一项所述的设备动静密封点VOCs泄漏量测定方法，其特征在于：所述步骤（3）中，真空泵出口TVOC浓度达到动态平衡的标准为：1min内每秒检测值变化在10%以内。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202010346178.7A CN111272957A (zh) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | 一种设备动静密封点VOCs采样装置及泄漏量测定方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112284628A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-01-29 | 大连环宇安迪科技有限公司 | 一种VOCs泄露在线检测系统 |
| CN112345404A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-09 | 湖北航天化学技术研究所 | 一种定量测定固体推进剂老化生成气体的装置及方法 |
| CN113820075A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种油气固定顶储罐的甲烷检测实时检测装置 |
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2020
- 2020-04-27 CN CN202010346178.7A patent/CN111272957A/zh active Pending
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