CN209198394U - VOCs在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了VOCs在线监测系统，包括采样装置、VOCs分析仪、高温采样预处理系统和数据采集与处理模块，采样装置连接到高温采样预处理系统，高温采样预处理系统连接到VOCs分析仪，采集数据控制各个部件的运转，其中VOCs分析仪包括宽量程的FID检测器，高温采样预处理系统包括加热采样探头、伴热管线和高温预处理单元。本实用新型的VOCs在线监测系统采用GC+FID检测技术，满足国内国际通用标准，适用性广；系统测量精度高、分析周期短，可靠性强，能够很好的满足化工企业污染废气24小时在线监测需求。

Description

VOCs在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，特别涉及VOCs在线监测系统。

背景技术

我国针对固定污染源VOCs排放监测仍主要以现场手工采样回到实验室分析为主，在欧美等发达国家，针对固定污染源废气VOCs排放监测的连续自动监测仪器已经逐步广泛应用。我国国产成熟的固定污染源废气VOCs在线监测仪器目前还处于研制阶段，现有安装使用的污染源废气VOCs监测设备，大多数依赖国外进口；由于进口设备价格昂贵、服务难以及时保证，且相关仪器标准规范不健全，其在国内的推广使用程度和范围也非常有限。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测量精度高、分析周期短，可靠性强，能够很好的满足化工企业污染废气24小时在线监测需求的及VOCs在线监测系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了VOCs在线监测系统，包括采样装置、VOCs分析仪、高温采样预处理系统和数据采集与处理模块，采样装置连接到高温采样预处理系统，高温采样预处理系统连接到VOCs分析仪，数据采集与处理模块连接到采样装置、VOCs分析仪和高温采样预处理系统，通过采集数据控制各个部件的运转，其中VOCs分析仪包括宽量程的FID检测器，FID检测器上安装有高效色谱柱，色谱柱包括填充柱和毛细管柱，高温采样预处理系统包括加热采样探头、伴热管线和高温预处理单元，伴热管线连接在采样探头和高温与处理单元之间，其中加热采样探头包括微型采样器，在所述微型采样器中设置过滤器，过滤器的过滤孔径为2微米，伴热管线连接有温控器和温控异常报警模块，高温预处理单元包括高温箱、高温采样泵、高温过滤器、温控模块，其中高温过滤器为过滤孔经0.2微米的二级过滤器，在VOCs分析仪内设置湿度传感器。高温采样泵将采样气体抽入位于高温箱中的高温过滤器，其中高温箱由温控模块控制。

进一步的，色谱柱设置色谱柱加热系统；在FID检测器上设置正压防爆系统。正压防爆系统能始终保持VOCs分析仪箱体内部的正压值，通过正压防爆系统对VOCs分析仪箱体内部进行持续的换气，以保证箱体内的稳定正压值，正压防爆系统设置供给气源和紧急供给气源保证设备正常运行。

优选的，VOCs分析仪进样口处设置两条通道分别连接FID检测器，一条通道上设置一个六通阀，载气和样品分别通入六通阀，六通阀连接FID检测器的色谱柱，在六通阀上设置一个定量环和气体出口，另一条通道上设置一个十通阀和一个六通阀，十通阀和六通阀连通，其中两路载气和一路样品分别通入十通阀，一路载气通入六通阀，在十通阀上设置两个定量环，十通阀连接脱附管后再连到FID检测器，六通阀连接FID检测器，在六通阀上还设置脱附管和气体出口， FID检测器色谱柱包括不锈钢填充柱2根和毛细管柱1根。六通阀和十通阀能很好的实现自动反吹，脱附管为超级快速加热的脱附管。

高温预处理单元直接连接到VOCs分析仪，高温预处理单元包括高温箱、高温采样泵、高温过滤器、温控模块，在高温箱内设置高温采样泵和高温过滤器，高温采样泵采样气体并传输到高温过滤器过滤，过滤后输入VOCs分析仪，并且在高温采样泵和高温过滤器上分别设置温度传感器，温度传感器的信号传输至温控模块，温控模块设置在高温箱内。

本实用新型的VOCs在线监测系统采用GC+FID检测技术，满足国内国际通用标准，适用性广；系统测量精度高、分析周期短，可靠性强，能够很好的满足化工企业污染废气24小时在线监测需求。

本实用新型的VOCs在线监测系统具有八大特点：

1.一台表可以同时测量C2-C12+挥发性有机物的所有组分的在线监测系统，集成化程度高，也可根据用户需要进行单独苯类（苯、甲苯、二甲苯、苯系物等）、单独非甲烷总烃类或苯类+非甲烷总烃类的在线监测，配置灵活。

2.采用标准的GC+FID检测技术，国际通用认可，非甲烷总烃类采用差值法（即总烃-甲烷=非甲烷总烃），完全符合标准。

3.测量精度可实现ppm、ppb、ppt 和%含量级等多种级别检测精度， 满足各种高低浓度现场工况监测需求。

4. 采用全程高温伴热采样、预处理、进样、检测分析技术路线，预处理结构简洁，有效避免冷凝预处理造成的酸性气体腐蚀气路及仪表问题， 以及气体组分损失，影响测量精度与分析周期的问题。系统故障率低，测量精度高，分析周期短是该系统最明显的特点，并且克服了传统方法不能对湿度进行抽取式测量的缺点，VOCs在线监测系统可根据客户需要选配湿度测量模块置于分析仪内，节约用户成本；氧气经过预处理系统的除尘、除油、恒温控制，有效保护了湿度传感器，工作更可靠。

5．核心部件包括色谱柱、FID检测器、高温泵等，FID检测器采用宽量程或微型检测器，不同于常规检测器，检测灵敏度高，并采用全路电子流量控制（ECP），系统稳定可靠性高、品质一流。全流路电子电压控制，采用EPC/EFC控制系统

6．系统具有自动点火、灭火自动切断气体和报警功能，能根据需要配置正压防爆系统，能够做到防爆有效预防，且能很好满足化工园区或有防爆特殊要求的区域。

7．系统采用模块化设计，可添加备用模块确保24小时不间断运行， 实现真正意义上的连续在线监测：结构紧凑、精美，具有高度集成性和可扩展性，拆卸维修方便。

8．具有两套独立运行的软件系统即自主研发的DAS软件系统及仪表白带的控制软件系统，有机统一，功能全面，使系统与仪表的智能化程度更高，完美的实现了仪表与整个系统智能化控制分离与统一。能够独立实现仪表自动反吹与采样预处理系统的自动反吹，以及远程实现自动采样、分析、运行、周期性校准与标定、故障诊断等功能，维护和使用极为方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型苯系物测量原理图；

图3是本实用新型非甲烷总烃系物测量原理图；

其中：1-采样装置，2-VOCs分析仪，3-数据采集与处理模块，4-加热采样探头，5-伴热管线，6-高温预处理单元，7-温控器，8-温控异常报警模块，9-湿度传感器，10-正压防爆系统。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选技术方案。

如图所示，本实用新型的VOCs在线监测系统，包括采样装置1、VOCs分析仪2、高温采样预处理系统和数据采集与处理模块3，采样装置1连接到高温采样预处理系统，高温采样预处理系统连接到VOCs分析仪2，数据采集与处理模块3连接到采样装置1、VOCs分析仪2和高温采样预处理系统，通过采集数据控制各个部件的运转，其中VOCs分析仪2包括宽量程的FID检测器，FID检测器上安装有高效色谱柱，色谱柱包括填充柱和毛细管柱，高温采样预处理系统包括加热采样探头4、伴热管线5和高温预处理单元6，伴热管线5连接在采样探头4和高温与处理单元6之间，其中加热采样探头4包括微型采样器，在所述微型采样器中设置过滤器，过滤器的过滤孔径为2微米，伴热管线5连接有温控器7和温控异常报警模块8，高温预处理单元6包括高温箱、高温采样泵、高温过滤器、温控模块，其中高温过滤器为过滤孔经0.2微米的二级过滤器，在VOCs分析仪2内设置湿度传感器9。

进一步的，色谱柱设置色谱柱加热系统；在FID检测器上设置正压防爆系统10。

优选的，VOCs分析仪2进样口处设置两条通道分别连接FID检测器，一条通道上设置一个六通阀，载气和样品分别通入六通阀，六通阀一个出口连接FID检测器的色谱柱，在六通阀上设置一个定量环和气体出口，另一条通道上设置一个十通阀和一个六通阀，十通阀和六通阀连通，其中两路载气和一路样品分别通入十通阀，一路载气通入六通阀，在十通阀上设置两个定量环，十通阀连接脱附管后一路出口再连到FID检测器，六通阀一路出口连接FID检测器，在六通阀上还设置脱附管和气体出口， FID检测器色谱柱包括不锈钢填充柱2根和毛细管柱1根。根据六通阀的工作原理，通入六通阀的两路气体可先后通过定量环或者脱附管后再从出口输出，一路为载气正常工作，一路实现样气反吹；根据十通阀的工作原理，通入十通阀的两路载气分别通入定量环后再从出口输出，样气反吹时，一路样气一次通过两个定量环后再从出口输出，实现样气反吹。

其中标准样气经过预处理后供给FID检测器。温控器、温控异常报警模块、湿度传感器和正压防爆系统的数据均可传输至数据采集与处理模块，统一处理。

采样装置与高温采样预处理系统，高温采样预处理系统与VOCs分析仪之间也可采用伴热管线连接。

正压防爆系统能始终保持VOCs分析仪箱体内部的正压值，通过正压防爆系统对VOCs分析仪箱体内部进行持续的换气，以保证箱体内的稳定正压值，正压防爆系统设置供给气源和紧急供给气源保证设备正常运行。

高温预处理单元直接连接到VOCs分析仪，高温预处理单元包括高温箱、高温采样泵、高温过滤器、温控模块，在高温箱内设置高温采样泵和高温过滤器，高温采样泵采样气体并传输到高温过滤器过滤，过滤后输入VOCs分析仪，并且在高温采样泵和高温过滤器上分别设置温度传感器，温度传感器的信号传输至温控模块，温控模块设置在高温箱内。高温采样泵将采样气体抽入位于高温箱中的高温过滤器，其中高温箱由温控模块控制。六通阀和十通阀能很好的实现自动反吹，脱附管为超级快速加热的脱附管。

本实用新型的VOCs在线监测系统采用GC+FID检测技术，满足国内国际通用标准，适用性广；系统测量精度高、分析周期短，可靠性强，能够很好的满足化工企业污染废气24小时在线监测需求。

本实用新型的VOCs在线监测系统具有八大特点：

1.一台表可以同时测量C2-C12+挥发性有机物的所有组分的在线监测系统，集成化程度高，也可根据用户需要进行单独苯类（苯、甲苯、二甲苯、苯系物等）、单独非甲烷总烃类或苯类+非甲烷总烃类的在线监测，配置灵活。

2.采用标准的GC+FID检测技术，国际通用认可，非甲烷总烃类采用差值法（即总烃-甲烷=非甲烷总烃），完全符合标准。

3.测量精度可实现ppm、ppb、ppt 和%含量级等多种级别检测精度， 满足各种高低浓度现场工况监测需求。

4. 采用全程高温伴热采样、预处理、进样、检测分析技术路线，预处理结构简洁，有效避免冷凝预处理造成的酸性气体腐蚀气路及仪表问题， 以及气体组分损失，影响测量精度与分析周期的问题。系统故障率低，测量精度高，分析周期短是该系统最明显的特点，并且克服了传统方法不能对湿度进行抽取式测量的缺点，VOCs在线监测系统可根据客户需要选配湿度测量模块置于分析仪内，节约用户成本；氧气经过预处理系统的除尘、除油、恒温控制，有效保护了湿度传感器，工作更可靠。

5．核心部件包括色谱柱、FID检测器、高温泵等，FID检测器采用宽量程或微型检测器，不同于常规检测器，检测灵敏度高，并采用全路电子流量控制（ECP），系统稳定可靠性高、品质一流。全流路电子电压控制，采用EPC/EFC控制系统

6．系统具有自动点火、灭火自动切断气体和报警功能，能根据需要配置正压防爆系统，能够做到防爆有效预防，且能很好满足化工园区或有防爆特殊要求的区域。

7．系统采用模块化设计，可添加备用模块确保24小时不间断运行， 实现真正意义上的连续在线监测：结构紧凑、精美，具有高度集成性和可扩展性，拆卸维修方便。

8．具有两套独立运行的软件系统即自主研发的DAS软件系统及仪表白带的控制软件系统，有机统一，功能全面，使系统与仪表的智能化程度更高，完美的实现了仪表与整个系统智能化控制分离与统一。能够独立实现仪表自动反吹与采样预处理系统的自动反吹，以及远程实现自动采样、分析、运行、周期性校准与标定、故障诊断等功能，维护和使用极为方便。

进样方式：测量苯系物可根据需要同时采用定量环和热脱附多种进样方式，根据现场工况通过软件实现自动切换。

Claims (4)

1.VOCs在线监测系统，其特征在于：包括采样装置、VOCs分析仪、高温采样预处理系统和数据采集与处理模块，采样装置连接到高温采样预处理系统，高温采样预处理系统连接到VOCs分析仪，数据采集与处理模块连接到采样装置、VOCs分析仪和高温采样预处理系统，通过采集数据控制各个部件的运转，其中VOCs分析仪包括宽量程的FID检测器，FID检测器上安装有高效色谱柱，色谱柱包括填充柱和毛细管柱，高温采样预处理系统包括加热采样探头、伴热管线和高温预处理单元，伴热管线连接在采样探头和高温与处理单元之间，其中加热采样探头包括微型采样器，在所述微型采样器中设置过滤器，过滤器的过滤孔径为2微米，伴热管线连接有温控器和温控异常报警模块，高温预处理单元包括高温箱、高温采样泵、高温过滤器、温控模块，其中高温过滤器为过滤孔经0.2微米的二级过滤器，在VOCs分析仪内设置湿度传感器。

2.如权利要求1所述的VOCs在线监测系统，其特征在于：色谱柱设置色谱柱加热系统。

3.如权利要求1或2所述的VOCs在线监测系统，其特征在于：在FID检测器上设置正压防爆系统。

4.如权利要求3所述的VOCs在线监测系统，其特征在于：VOCs分析仪进样口处设置两条通道分别连接FID检测器，一条通道上设置一个六通阀，载气和样品分别通入六通阀，六通阀连接FID检测器的色谱柱，在六通阀上设置一个定量环和气体出口，另一条通道上设置一个十通阀和一个六通阀，十通阀和六通阀连通，其中两路载气和一路样品分别通入十通阀，一路载气通入六通阀，在十通阀上设置两个定量环，十通阀连接脱附管后再连到FID检测器，六通阀连接FID检测器，在六通阀上还设置脱附管和气体出口，FID检测器色谱柱包括不锈钢填充柱2根和毛细管柱1根。