CN212674847U - 一种污染源挥发性有机物在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种污染源挥发性有机物在线监测装置，包括采样预处理模块和控制模块，采样预处理模块包括采样预处理单元和挥发性有机物分析仪，所述控制模块包括集线箱、工控机和子系统，所述采样预处理单元将烟气从烟囱采集传输到挥发性有机物分析仪，所述挥发性有机物分析仪生成检测结果，所述工控机设有数据采集仪，数据采集仪将检测结果转换为数字信号并将数字信号传输到子系统，所述集线箱为所有设备供电，并接收所有设备的信号输出，集线箱与工控机电连接；所述采样预处理单元设置在高温箱内。本实用新型提高测试结果的准确性的挥发性有机物在线监测系统采样的预处理系统，具有高灵敏度、操作简便、经济适用且易于维护的特点。

Description

一种污染源挥发性有机物在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及烟气检测技术领域，尤其是涉及一种污染源挥发性有机物在线监测装置。

背景技术

大多数的挥发性有机物不溶于水，可溶于苯、醇、醚等有机溶剂。挥发性有机物具有光化学活性，在一定条件下可能引发光化学烟雾，由此影响人的呼吸道功能，引发胸闷、恶心、疲乏等症状，同时也会对植物系统造成损伤。此外，挥发性有机物可以在大气中形成细小粒子，是灰霾的成因之一。一些挥发性有机物对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。其所具有的刺激性、神经毒性、致癌作用以及特殊气味能导致人体出现多种不适反应，并可能对人体健康造成较大的影响。因此，研究环境中挥发性有机物的来源、存在、分布特点、迁移规律以及对人体的影响受到人们的重视，成为国内外研究的热点。

目前的各种采样方法在采样的过程中均存在一定的缺陷，例如：气袋采样由于内壁存在吸附和解析效应，现在已不多用；不锈钢采样罐需要送回实验室后进行吸附剂浓缩或低温预浓缩处理，虽然可以避免吸附剂采样时的穿透和人为的污染，但是进行多次分析，费用高，需要复杂的设备清洗。吸附剂采样和低温采样虽然在采样的同时，可以完成对样品的预浓缩，但是需要低温运输、存放。

采用上述的样品采集方法必须要经过样品的预处理才可以用来分析，由于预处理的过程复杂、且在预处理时的人工干预中难免会对样品造成人为的污染，整个过程周期长，且会带来一定的误差。对于挥发性有机物的检测，目前最常用的方法是气相色谱法和气相色谱-质谱法，但是大多采用离线分析技术，时间分辨率低，无法反应VOCs中各种物质成分的浓度随时间的精细变化，同时采样分析过程对人员的技术要求较高。

在我国，对挥发性有机物的研究起步较晚，对挥发性有机物的采集分析主要依靠国外的大型分析设备与仪器，不但价格昂贵，而且分析过程繁杂，采样和分析的时间分辨率很差，与实际需要尚有较大的差距。

所以，研究新一代挥发性有机物的采样方法和分析技术，发展高灵敏度、操作简便、经济适用且易于维护的挥发性有机物分析仪，发展挥发性有机物在线连续自动检测技术，在挥发性有机物监测研究领域具有重要的意义。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种污染源挥发性有机物在线监测装置，在预处理中增加预加热单元以保证样气全程温度恒定，从而提高测试结果的准确性的挥发性有机物在线监测系统采样的预处理系统，具有高灵敏度、操作简便、经济适用且易于维护的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

一种污染源挥发性有机物在线监测装置，包括采样预处理模块和控制模块，采样预处理模块包括采样预处理单元和挥发性有机物分析仪，所述控制模块包括集线箱、工控机和子系统，所述采样预处理单元将烟气从烟囱采集传输到挥发性有机物分析仪，所述挥发性有机物分析仪生成检测结果，所述工控机设有数据采集仪，数据采集仪将检测结果转换为数字信号并将数字信号传输到子系统，所述集线箱为所有设备供电，并接收所有设备的信号输出，集线箱与工控机电连接；所述采样预处理单元设置在高温箱内。高温箱内加热温度为120度及以上，保证气体在进分析仪表的过程中均保持高温，无冷凝水出现，不会对任何器件造成腐蚀。

采用气相色谱法,是国际公认的挥发性有机物检测方法,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,装置采用全热法预处理系统，对样气进行处理后送入到气相色谱柱中，通过气相色谱柱中的固定相进行分离，分离后的样品进入到检测器，将样气浓度转化成电信号输出，输出的电信号经信号放大器放大后由信号输出线输出到数据处理显示单元进行处理分析，实现对固定污染源排放的挥发性有机物的连续自动在线检测。从采样到分析全程高温,除尘除水,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。

作为优选，所述采样预处理单元包括依次连接的采样探头、复合电伴热取样管线、采样电磁阀、高温采样泵、湿氧变送器、流量计和复合电伴热进样管线，所述复合电伴热进样管线与挥发性有机物分析仪连接。整个系统中除电磁阀、高温采样泵等部件外，无任何运动部件，保证系统长期可靠运行。

作为优选，所述采样电磁阀和复合电伴热取样管线之间接有二级过滤器，所述流量计和复合电伴热进样管线之间设有精细过滤器。设置二级过滤器和精细过滤器的作用是对烟气中的颗粒杂质进行过滤，保证有机物分析的准确性。

作为优选，所述高温采样泵接有快速旁通流路，所述快速旁通流路包括依次连接的针阀调节器、旁路阀和尾气总管。设置快速旁通流路,使得仪表采样响应速度快。

作为优选，还包括烟气参数监测模块，所述烟气参数监测模块包括压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器，所述压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器安装在烟囱内，所述压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器通过集线箱与工控机电连接。

作为优选，还包括反吹模块，所述反吹模块包括空压机、反吹箱和反吹电磁阀，所述反吹电磁阀与空压机电连接，所述空压机将压缩空气注入到反吹箱，所述反吹箱与采样探头连接，反吹电磁阀通过集线箱与工控机电连接。设置反吹模块定期对采样探头进行反吹，将吸附在采样探头的灰尘吹到烟囱内，进行采样探头的清洁。

作为优选，还包括全程定标模块，所述全程定标模块包括依次连接的标气瓶、全程定标电磁阀和标气取样管线，所所述标气取样管线与烟囱连接，所述标气取样管线设置在高温箱内，所述全程定标电磁阀通过集线箱与工控机电连接。全程定标模块定期自动标定，使挥发性有机物分析仪具备自动校准功能,支持全程校准，无需值守,最大限度减少维护量。

作为优选，所述子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连接有环保监控信息平台。

作为优选，所述采样探头为叠孔式过滤器。叠孔式过滤器，对采样烟气过滤，过滤效果好，反吹效率高，探头维护周期长。

本实用新型有以下有益效果：高温箱内加热温度为120度及以上，保证气体在进分析仪表的过程中均保持高温，无冷凝水出现，不会对任何器件造成腐蚀；全程定标子系统定期自动标定，使挥发性有机物分析仪具备自动校准功能,支持全程校准，无需值守,最大限度减少维护量；设置反吹子系统定期对采样探头进行反吹，将吸附在采样探头的灰尘吹到烟囱内，进行采样探头的清洁，维护成本低；整个系统中除电磁阀、高温采样泵等部件外，无任何运动部件，保证系统长期可靠运行。

附图说明

图1是本实施例的构成图；

其中：1、采样探头 2、复合电伴热取样管线 3、二级过滤器 4、采样电磁阀 5、高温采样泵 6、湿氧变送器 7、流量计 8、精细过滤器 9、复合电伴热进样管线 10、挥发性有机物分析仪 11、数据采集仪 12、针阀调节器 13、旁路阀 14、尾气总管 15、全程定标电磁阀 16、标气取样管线 17、标气瓶 18、烟囱 19、子系统。

具体实施方式

实施例：

本实施例提出一种污染源挥发性有机物在线监测装置，包括采样预处理模块和控制模块，采样预处理模块包括采样预处理单元和挥发性有机物分析仪10，控制模块包括集线箱、工控机和子系统19，子系统19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连接有环保监控信息平台。采样预处理单元将烟气从烟囱18采集传输到挥发性有机物分析仪10，挥发性有机物分析仪10生成检测结果，工控机设有数据采集仪11，数据采集仪11将检测结果转换为数字信号并将数字信号传输到子系统19，集线箱为所有设备供电，并接收所有设备的信号输出，集线箱与工控机电连接；采样预处理单元设置在高温箱内。高温箱内加热温度为120度及以上，保证气体在进分析仪表的过程中均保持高温，无冷凝水出现，不会对任何器件造成腐蚀。

采样预处理单元包括依次连接的采样探头1、复合电伴热取样管线2、采样电磁阀4、高温采样泵5、湿氧变送器6、流量计7和复合电伴热进样管线9，复合电伴热进样管线9与挥发性有机物分析仪10连接。整个系统中除电磁阀、高温采样泵等部件外，无任何运动部件，保证系统长期可靠运行。采样电磁阀4和复合电伴热取样管线2之间接有二级过滤器3，流量计7和复合电伴热进样管线9之间设有精细过滤器8。设置二级过滤器和精细过滤器的作用是对烟气中的颗粒杂质进行过滤，保证有机物分析的准确性。

高温采样泵5接有快速旁通流路，快速旁通流路包括依次连接的针阀调节器12、旁路阀13和尾气总管14。设置快速旁通流路,使得仪表采样响应速度快。

本装置还包括烟气参数监测模块，烟气参数监测模块包括压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器，压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器安装在烟囱18内，压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器通过集线箱与工控机电连接。

本装置还包括反吹模块，反吹模块包括空压机、反吹箱和反吹电磁阀，反吹电磁阀与空压机电连接，空压机将压缩空气注入到反吹箱，反吹箱与采样探头1连接，反吹电磁阀通过集线箱与工控机电连接。设置反吹模块定期对采样探头进行反吹，将吸附在采样探头的灰尘吹到烟囱内，进行采样探头的清洁。

本装置还包括全程定标模块，全程定标模块包括依次连接的标气瓶17、全程定标电磁阀15和标气取样管线16，所标气取样管线16与烟囱18连接，标气取样管线16设置在高温箱内，全程定标电磁阀15通过集线箱与工控机电连接。全程定标模块定期自动标定，使挥发性有机物分析仪具备自动校准功能,支持全程校准，无需值守,最大限度减少维护量。

采样探头1为叠孔式过滤器。叠孔式过滤器，对采样烟气过滤，过滤效果好，反吹效率高，探头维护周期长。

采用气相色谱法,是国际公认的挥发性有机物检测方法,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,装置采用全热法预处理系统，对样气进行处理后送入到气相色谱柱中，通过气相色谱柱中的固定相进行分离，分离后的样品进入到检测器，将样气浓度转化成电信号输出，输出的电信号经信号放大器放大后由信号输出线输出到数据处理显示单元进行处理分析，实现对固定污染源排放的挥发性有机物的连续自动在线检测。从采样到分析全程高温,除尘除水,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。

本实用新型有以下优势：高温箱内加热温度为120度及以上，保证气体在进分析仪表的过程中均保持高温，无冷凝水出现，不会对任何器件造成腐蚀；全程定标子系统定期自动标定，使挥发性有机物分析仪具备自动校准功能,支持全程校准，无需值守,最大限度减少维护量；设置反吹子系统定期对采样探头进行反吹，将吸附在采样探头的灰尘吹到烟囱内，进行采样探头的清洁，维护成本低；整个系统中除电磁阀、高温采样泵等部件外，无任何运动部件，保证系统长期可靠运行。

Claims (9)

1.一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，包括采样预处理模块和控制模块，采样预处理模块包括采样预处理单元和挥发性有机物分析仪(10)，所述控制模块包括集线箱、工控机和子系统(19)，所述采样预处理单元将烟气从烟囱(18)采集传输到挥发性有机物分析仪(10)，所述挥发性有机物分析仪(10)生成检测结果，所述工控机设有数据采集仪(11)，数据采集仪(11)将检测结果转换为数字信号并将数字信号传输到子系统(19)，所述集线箱为所有设备供电，并接收所有设备的信号输出，集线箱与工控机电连接；所述采样预处理单元设置在高温箱内。

2.根据权利要求1所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，所述采样预处理单元包括依次连接的采样探头(1)、复合电伴热取样管线(2)、采样电磁阀(4)、高温采样泵(5)、湿氧变送器(6)、流量计(7)和复合电伴热进样管线(9)，所述复合电伴热进样管线(9)与挥发性有机物分析仪(10)连接。

3.根据权利要求2所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，所述采样电磁阀(4)和复合电伴热取样管线(2)之间接有二级过滤器(3)，所述流量计(7)和复合电伴热进样管线(9)之间设有精细过滤器(8)。

4.根据权利要求2所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，所述高温采样泵(5)接有快速旁通流路，所述快速旁通流路包括依次连接的针阀调节器(12)、旁路阀(13)和尾气总管(14)。

5.根据权利要求1所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，还包括烟气参数监测模块，所述烟气参数监测模块包括压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器，所述压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器安装在烟囱(18)内，所述压力变送器、铂电阻温度传感器和差压流速变送器通过集线箱与工控机电连接。

6.根据权利要求2所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，还包括反吹模块，所述反吹模块包括空压机、反吹箱和反吹电磁阀(20)，所述反吹电磁阀(20)与空压机电连接，所述空压机将压缩空气注入到反吹箱，所述反吹箱与采样探头(1)连接，反吹电磁阀(20)通过集线箱与工控机电连接。

7.根据权利要求1所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，还包括全程定标模块，所述全程定标模块包括依次连接的标气瓶(17)、全程定标电磁阀(15)和标气取样管线(16)，所所述标气取样管线(16)与烟囱(18)连接，所述标气取样管线(16)设置在高温箱内，所述全程定标电磁阀(15)通过集线箱与工控机电连接。

8.根据权利要求1所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，所述子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连接有环保监控信息平台。

9.根据权利要求2所述的一种污染源挥发性有机物在线监测装置，其特征是，所述采样探头(1)为叠孔式过滤器。

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