CN212275678U - VOCs在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种VOCs在线监测领域，尤其涉及一种采样泵前置的VOCs在线监测系统。该系统包括依次相连的采样传输单元、预处理单元和分析单元，所述预处理单元内设有采样泵。采用该系统，可全程在120℃高温下正常工作无露点，无VOCs损失，提高了VOCs在线监测分析数据的整体稳定性和重复性。

Description

VOCs在线监测系统

技术领域

本实用新型涉及VOCs在线监测领域，尤其涉及一种采样泵前置的VOCs在线监测系统。

背景技术

VOCs在线监测系统目前的技术主要为完全抽取式系统，分为全程伴热式抽取与冷干法抽取式分析两种方式。冷干法主要是采用高温采样过来后进行冷凝除水，然后进行分析，这种技术会导致VOCs随水大量损失造成监测数据偏低。全程伴热法一般采取采样泵后置于气相色谱仪下游，进行负压进样，这种方式节约了成本，但造成了采样流量波动过大影响系统分析数据的稳定性。

两种分析方式存在分析及进样时压力与流量不稳的现象会造成分析数据相对标准偏差偏高，反映为仪器整体的稳定性不好。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种VOCs在线监测系统，可全程在120℃高温下正常工作无露点，无VOCs损失，提高了VOCs在线监测分析数据的整体稳定性和重复性。

为实现以上目的，本实用新型特采用以下技术方案：

一种VOCs在线监测系统，包括依次相连的采样传输单元、预处理单元和分析单元等；所述预处理单元内设有采样泵。

优选地，所述采样泵为高温采样泵。

所述采样传输单元包括设于废气烟囱上的采样探头、与所述采样探头相连通的传输管路以及与所述传输管路并行的伴热管等。所述采样传输单元负责将烟道中的烟气采集并传输到监测机柜，具有过滤5um以上粉尘与颗粒物，全程120℃以上高温加热，定时自动反吹等功能与特点。

所述采样传输单元还可以包括设于废气烟囱上的温压流探头和手动检测口等。所述温压流探头负责测量烟气中的温度、压力、流速参数，优选地，还可以通过电流信号传输到系统的数据处理部分。

所述VOCs在线监测系统还包括高温箱，所述预处理单元置于所述高温箱内；所述预处理单元除所述采样泵之外，还包括过滤装置、放空支路和分析单元进样支路。所述预处理单元主要负责将采集过来的样气进行二级过滤，过滤掉0.2um以上的粉尘，经放空支路放空后，将合适流量的样气在全程高温下输送到分析单元部分。

所述过滤装置入口与所述传输管路连通，所述过滤装置出口与所述采样泵连通；所述放空支路和分析单元进样支路分别接于所述采样泵出口。

所述过滤装置优选为过滤器。

所述分析单元进样支路上依次设置有单向阀和压力平衡阀。

所述单向阀与所述采样泵出口相连通，所述压力平衡阀出口与所述分析单元管路连通；所述压力平衡阀上还接有三通阀；所述单向阀和压力平衡阀之间接有标气及标气单向阀。

所述压力平衡阀出口与所述分析单元相连通的管路上外设有与之并行的便携伴热管。

所述分析单元主要包括气相色谱仪，主要负责分析样气并进行定性定量，将测得的数据传输到数据处理部分。所述气相色谱仪上设有进气口和出气口，所述压力平衡阀出口与所述进气口连通。

优选地，所述放空支路上依次设有调节阀、氧&湿度仪和置于所述高温箱外部的放空口。

所述采样泵采集过来的样气经所述放空支路部分放空后，剩余样气进入气相色谱仪的定量环定量后，经过气相色谱仪的出气口放空。当气相色谱仪执行分析命令时，压力平衡阀先关闭一段时间，待气相色谱仪中定量环与大气压力平衡后，气相色谱仪同时开阀将定量环中的样品送入色谱柱中进行分析，最终得到数据。压力平衡阀的开关优选由气相色谱仪进行控制，保证每次分析时都可以进行压力平衡。

优选地，所述VOCs在线监测系统还可以包括与所述分析单元连接的数据处理单元和/或数据远传单元。数据处理单元可以将采集过来的数据信息进行折算与汇总形成相应的数据报表传输到数据远传部分与企业的相关污染管理平台。数据远传单元可以负责将数据传输到环保局的污染管理平台。

优选地，所述VOCs在线监测系统还可以包括辅助气单元，由氢气发生器、在线除烃仪、空压机、高纯氮气等组成，为系统的正常运行提供必要的气源保障。

优选地，所述VOCs在线监测系统还可以包括系统控制单元，负责控制实现系统的采样、反吹、校准等功能，提供系统正常运行的电路控制。

本申请采用全程抽取式系统，将采样泵前置，并搭配压力平衡阀，提高了VOCs在线监测系统分析数据的整体重复性，系统可全程在120℃高温下正常工作无露点，无VOCs损失。本申请具有全程加热、适应恶劣工况、VOCs测试数据稳定等优点，主要应用于涉VOCs排放企业固定污染源在线监测工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例1的VOCs在线监测系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-伴热管，2-过滤器，3-高温采样泵，4-单向阀，5-调节阀，6-氧&湿度仪，7-压力平衡阀，8-便携加热管，9-三通阀，10-标气，11-气相色谱仪，12-进气口，13-出气口，14-高温箱，15-废气烟囱，16-手动检测口，17-采样探头，18-温压流探头，19-标气单向阀。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

一种VOCs在线监测系统，如图1所示，包括依次相连的采样传输单元、预处理单元和分析单元等；预处理单元内设有高温采样泵3。

采样传输单元包括设于废气烟囱15上的采样探头17、与所述采样探头17相连通的传输管路以及与所述传输管路并行的伴热管1等。

采样传输单元还包括设于废气烟囱15上的温压流探头18和手动检测口16等。

所述VOCs在线监测系统还包括高温箱14，预处理单元置于高温箱14内；预处理单元除高温采样泵3之外，还包括过滤器2、放空支路和分析单元进样支路。

过滤器2入口与所述传输管路连通，过滤器2出口与高温采样泵3连通；所述放空支路和分析单元进样支路分别接于高温采样泵3出口。

所述分析单元进样支路上依次设置有单向阀4和压力平衡阀7。

单向阀4与高温采样泵3出口相连通，压力平衡阀7出口与所述分析单元管路连通；压力平衡阀7上还接有三通阀9；所述单向阀4和压力平衡阀7之间接有标气10及标气单向阀19。

压力平衡阀7出口与所述分析单元相连通的管路上外设有与之并行的便携伴热管8。

所述分析单元主要包括气相色谱仪11，气相色谱仪11上设有进气口12和出气口13，压力平衡阀7出口与进气口12连通。

所述放空支路上依次设有调节阀5、氧&湿度仪6和置于所述高温箱外部的放空口。

废气烟囱15中的烟气经过采样探头17初级过滤后，经过伴热管1到达高温箱14，先后经过过滤器2和高温采样泵3。之后分为两路，一路为放空支路，即经过调节阀5调节流量并经过氧&湿度仪6后放空大气，另一路为分析单元进样支路，即剩余样气经过单向阀4、压力平衡阀7以及便携伴热管8后，到达气相色谱仪11的进气口12，进入气相色谱仪的定量环经定量后，最后经过出气口13排到大气。当气相色谱仪11执行分析命令时，压力平衡阀7先关闭7秒左右，待气相色谱仪11中定量环与大气压力平衡后，气相色谱仪11同时开阀将定量环中的样品送入色谱柱中进行分析，最终得到数据。压力平衡阀7的开关由气相色谱仪11进行控制，保证每次分析时都可以进行压力平衡。

整个过程实现了全程伴热采样，无冷点，高温箱14为120℃高温加热区，样品无损失。压力平衡阀7随气相色谱仪11分析样品时进行动作保证管路的压力平衡，提高仪器分析数据的重复性。

待系统运行稳定后，通入标气，待示值稳定后记录测量值，使用同一浓度量程标气重复上述操作至少6次，按照公式(1)计算系统的相对标准偏差，

式中：Sr-----待测系统重复性，％；

Ci-----量程标气第i次测量值，mg/m³；

-----量程标气测量平均值，mg/m³；

i----记录数据的序号(i＝1-n)；

n-----测量次数(n≧6)；

数据测试对比如下：

表1 配备压力平衡阀的重复性测试数据

标气类型	甲烷
		浓度	39.9mg/m<sup>3</sup>
序号	示值/mg/m<sup>3</sup>
		1	39.6
2	38.9
		3	39.1
4	39.3
		5	38.8
6	38.9
		平均值	38.9
相对标准偏差	0.78％

表2 未配备压力平衡阀的重复性测试数据

标气类型	甲烷
		浓度	39.9mg/m<sup>3</sup>
序号	示值/mg/m<sup>3</sup>
		1	39.8
2	39.7
		3	39.7
4	40.4
		5	40.2
6	38.9
		平均值	39.78333333
相对标准偏差	1.31％

上面表1与表2测得的数据为同一气相色谱仪在搭配不同的预处理方式进行得到的。从数据可以看出增加了压力平衡阀进样分析的数据相对标准偏差要好于未增加压力平衡阀的进样方式的气相色谱仪。

直接抽取式全程伴热的系统的气相色谱仪进样流量波动中，前置采样泵方式的分析仪流量可以控制在60±1ml/min，后置采样泵的分析流量需要大于200±30ml/min，可以看出前置的采样方式进样流量更小流量更为稳定。

Claims (10)

1.一种VOCs在线监测系统，包括依次相连的采样传输单元、预处理单元和分析单元；所述预处理单元内设有采样泵；

其特征在于，还包括高温箱，所述预处理单元置于所述高温箱内。

2.根据权利要求1所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述采样传输单元包括设于废气烟囱上的采样探头、与所述采样探头相连通的传输管路以及与所述传输管路并行的伴热管。

3.根据权利要求2所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述采样传输单元还包括设于废气烟囱上的温压流探头和手动检测口。

4.根据权利要求2所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述预处理单元还包括过滤装置、放空支路和分析单元进样支路；

所述过滤装置入口与所述传输管路连通，所述过滤装置出口与所述采样泵连通；

所述放空支路和分析单元进样支路分别接于所述采样泵出口。

5.根据权利要求4所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述分析单元进样支路上依次设置有单向阀和压力平衡阀；

所述单向阀与所述采样泵出口相连通，所述压力平衡阀出口与所述分析单元管路连通；

所述压力平衡阀上还接有三通阀；

所述单向阀和压力平衡阀之间接有标气及标气单向阀。

6.根据权利要求5所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述压力平衡阀出口与所述分析单元相连通的管路上外设有与之并行的便携伴热管。

7.根据权利要求5或6所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述分析单元包括气相色谱仪。

8.根据权利要求7所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，气相色谱仪上设有进气口和出气口，所述压力平衡阀出口与所述进气口连通。

9.根据权利要求4所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，所述放空支路上依次设有调节阀、氧&湿度仪和置于所述高温箱外部的放空口。

10.根据权利要求1所述的VOCs在线监测系统，其特征在于，还包括与所述分析单元连接的数据处理单元和/或数据远传单元。

Images