汽車(chē)行業(yè)VOC在線監(jiān)測(cè)設(shè)備

1 概述

1.1  VOCs 定義

有機(jī)揮發(fā)物即 VOCs 的定義為熔點(diǎn)低于室溫而沸點(diǎn)在 50-260℃ 之間的揮發(fā)性有機(jī)化合物的總稱。 VOCs 室外主要來(lái)自燃料燃燒和交通運(yùn)輸，室內(nèi)主要來(lái)自燃煤和天然氣等燃燒產(chǎn)物、吸煙、采暖和烹調(diào)等得煙霧，建筑和裝飾材料、家具、家用電器、清潔劑和人體本身的排放等。

VOCs 的來(lái)源分析如下：

?   煉油、石化、儲(chǔ)油庫(kù)、加油站等油品揮發(fā)；

?   污水廠、填埋場(chǎng)等生物作用；

?   油墨、有機(jī)溶劑；

?   鞋類(lèi)制品所用的膠水等；

?   涂改液、香味玩具等；

?   涂料、油漆、膠黏劑等；

?   燃料燃燒、垃圾焚燒、汽車(chē)尾氣等；

?   電子電氣產(chǎn)品在較高溫度下使用時(shí)會(huì)揮發(fā)出 VOC 、電子五金的清潔溶劑等；

?   洗滌劑、清潔劑、衣物柔順劑、化妝品、辦公用品、壁紙及其他裝飾品。

1.2 VOCs 危害

針對(duì) VOCs 的危害性，國(guó)家發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行監(jiān)管：

?   大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB16297-1996 ）；

?   惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB14554-1993 ）；

?   煉焦?fàn)t大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB16171-1996 ）；

?   飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB18483-2001 ）；

?   儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB20950-2007 ）；

?   汽油運(yùn)輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB20951-2007 ）；

?   加油站大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB20952-2007 ）；

?   合成革與人造革工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（ GB21902-2008 ）；

?   《省政府關(guān)于印發(fā)江蘇省生態(tài)紅線區(qū)域保護(hù)規(guī)劃的通知》（蘇政發(fā) [2013]113 號(hào)）；

?   《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)文件固體廢物內(nèi)容編制的通知》（蘇環(huán)辦【 2013 】 283 號(hào)）；

?   《中華人民共和國(guó)公告（ 2013 年第 59 號(hào)）環(huán)境空氣細(xì)顆粒物綜合防治技術(shù)政策》；

?   《省政府關(guān)于印發(fā)江蘇省大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案的通知》，蘇政發(fā)〔 2014 〕 1 號(hào)；

?   《揮發(fā)性有機(jī)物（ VOCs ）污染防治技術(shù)政策》公告【 2013 】  31 號(hào)；

?   《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)公眾參與的意見(jiàn)》蘇環(huán)規(guī)【 2012 】 4 號(hào)；

?   《關(guān)于切實(shí)加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)防范嚴(yán)格環(huán)境影響評(píng)價(jià)管理的通知》環(huán)發(fā)【 2012 】 98 號(hào)；

?   《江蘇省大氣顆粒物污染防治管理辦法》 2013 年 8 月 1 日實(shí)施；

?   《關(guān)于落實(shí)省大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施方案嚴(yán)格環(huán)境影響評(píng)價(jià)準(zhǔn)入的通知》（蘇環(huán)辦【 2014 】 104 號(hào)）；

?   《關(guān)于印發(fā)江蘇省重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物污染控制指南的通知》（蘇環(huán)辦【 2014 】 128 號(hào)）；

?   《關(guān)于加強(qiáng)建設(shè)項(xiàng)目煙粉塵、揮發(fā)性有機(jī)物準(zhǔn)入審核的通知》（蘇環(huán)辦【 2014 】 148 號(hào)）；

?   《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》（ 2009  年修訂），工信部、發(fā)改委第 10  號(hào)令， 2009  年 9  月 1  日起實(shí)施。

同時(shí)一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范正在制訂中：

?   石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   石油化工化纖工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   樹(shù)脂工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等）；

?   農(nóng)藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（系列標(biāo)準(zhǔn)）；

?   制藥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（系列標(biāo)準(zhǔn)）；

?   電子工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（系列標(biāo)準(zhǔn)）；

?   涂料工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   油墨工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   橡膠制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   皮革制品工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   人造板工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   涂裝工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   鑄造工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   服裝干洗業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；

?   汽車(chē)維修業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 系統(tǒng)方案

2.1  汽車(chē)行業(yè)VOCs 特點(diǎn)

汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)生VOC廢氣的主要環(huán)境有汽車(chē)制造、汽車(chē)配件制造、汽車(chē)維修、汽車(chē)4S店等，產(chǎn)生的大氣污染物主要為噴漆廢氣、晾干廢氣、焊接煙塵及補(bǔ)胎廢氣。

其中，汽修行業(yè)防治嚴(yán)控進(jìn)行時(shí)。

廣東：機(jī)動(dòng)車(chē)維修企業(yè)噴漆和烘于操作應(yīng)在噴烤漆房?jī)?nèi)完成， 產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)物集中收集并導(dǎo)入揮發(fā)性有機(jī)物處理設(shè)施， 達(dá)標(biāo)排放。依法查處整頓露天和敞開(kāi)式汽修噴涂作業(yè)。深化末端揮發(fā)性有機(jī)物污染治理。安裝具備處理漆霧、過(guò)濾粉塵、去除異味、高效凈化有機(jī)廢氣功能，并能夠反映廢氣流速和VOCs去除率的污染防治設(shè)施。

2019年6月30日前 ， 廣州 市從事噴漆、補(bǔ)漆作業(yè)的機(jī)動(dòng)車(chē)維修企業(yè)必須按要求安裝VOC S 排放連續(xù)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，并上傳自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)至市環(huán)保信息中心。

設(shè)備安裝要求：

1. 從事噴漆、補(bǔ)漆工藝作業(yè)的機(jī)動(dòng)車(chē)維修企業(yè)，應(yīng)設(shè)置獨(dú)立全圍蔽的噴漆補(bǔ)漆工藝車(chē)間，噴漆和補(bǔ)漆工序，必須在該車(chē)間內(nèi)開(kāi)展。噴漆補(bǔ)漆車(chē)間應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的廢氣收集系統(tǒng)、廢氣處理系統(tǒng)和廢氣排氣筒，排氣筒高度一般不應(yīng)低于15米。

2、 每套VOCs廢氣處理系統(tǒng)的處理前和處理后，各布設(shè)一個(gè)自動(dòng)監(jiān)控采樣口，安裝至少1套VOC S 排放連續(xù)自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施。連續(xù)自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備必須具備總VOCs排放濃度、總VOCs去除率和流速三個(gè)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)能力。在滿足具備以上三項(xiàng)指標(biāo)的前提下，鼓勵(lì)有能力的企業(yè)選購(gòu)具備其他參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備。

3、 VOCs排放連續(xù)自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的性能技術(shù)指標(biāo)須滿足國(guó)家、廣東省或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。 VOCs排放連續(xù)自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備需具備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示功能。 廣東 敏義環(huán)境已按照該文件要求研發(fā)出VOC在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在部分汽修中心示范應(yīng)用。

佛山：2019年9月底前，清理淘汰各類(lèi)手續(xù)不全、污染嚴(yán)重從事噴涂、補(bǔ)漆作業(yè)汽修企業(yè)。各區(qū)則將VOCs年排放量10噸以上的汽修企業(yè)逐步納入市級(jí)重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)管理。根據(jù)《廣東省打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)方案》，未能完成底、中漆環(huán)保型涂料替代的汽修企業(yè)要安裝VOCs在線監(jiān)測(cè)(監(jiān)控)設(shè)施，并與門(mén)聯(lián)網(wǎng)。

河南：推動(dòng)汽修行業(yè)VOCs治理，推廣采用靜電噴涂等高涂著效率的涂裝工藝，噴漆、流平和烘干等工藝操作應(yīng)置于噴烤漆房?jī)?nèi)，使用溶劑型涂料的噴槍?xiě)?yīng)密閉清洗，產(chǎn)生的VOCs廢氣集中收集并導(dǎo)入治理設(shè)施，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，低濃度有機(jī)廢氣或惡臭氣體采用低溫等離子體技術(shù)、UV光催化氧化技術(shù)、活性炭吸附技術(shù)等兩種或兩種以上組合工藝，禁止使用單一吸附、催化氧化等處理技術(shù)。

西安：市交通運(yùn)輸局發(fā)布通告稱，5月1日至8月31日夏防期期間，全市嚴(yán)控噴涂有機(jī)廢氣排放，禁止我市汽車(chē)維修企業(yè)在每日10時(shí)至16時(shí)進(jìn)行噴烤漆作業(yè)。

江蘇：陽(yáng)澄湖度假區(qū)依據(jù)《關(guān)于指導(dǎo)和督促全市機(jī)動(dòng)車(chē)維修行業(yè)落實(shí)環(huán)境保護(hù)相關(guān)工作的通知》（蘇交〔2019〕35號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)相城區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)維修行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)整治工作方案的通知》（蘇相環(huán)〔2019〕38號(hào)），在原有督查、檢查基礎(chǔ)上，多舉措推進(jìn)汽修行業(yè)專(zhuān)項(xiàng)整治行動(dòng)。

臨汾：縣交通局、聯(lián)合召開(kāi)全縣汽修行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物專(zhuān)項(xiàng)整治推進(jìn)會(huì)，要對(duì)涉及汽修行業(yè)的危廢處置、VOCs治理、環(huán)境衛(wèi)生等方方面面進(jìn)行規(guī)范，對(duì)違規(guī)作業(yè)汽修廠一律封停，認(rèn)真整改，對(duì)造成大氣污染的一律抓，通過(guò)鐵的舉措，鐵的手腕，形成震懾。

汽車(chē)行業(yè)的環(huán)境影響評(píng)價(jià)因子：

汽車(chē) 環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：

注：因涂裝車(chē)間排放的有機(jī)廢氣成分復(fù)雜，故用 TVOC （揮發(fā)性有機(jī)物）代替。

汽車(chē)行業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：焊接煙塵、漆霧顆粒、甲苯、二甲苯及非甲烷總烴的排放執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB16297-1996 ）， TVOC 參照廣東省《表面涂裝（汽車(chē)制造業(yè)）揮發(fā)性有機(jī)化合物排放標(biāo)準(zhǔn)》。

典型汽車(chē)行業(yè)排氣筒監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)：

由上表監(jiān)測(cè)結(jié)果可知，項(xiàng)目噴漆過(guò)程中產(chǎn)生的特征污染物甲苯、二甲苯、非甲烷總烴、顆粒物的排放速率分別為 0.184mg/m 3 、 11.73mg/m 3 、 98.55mg/m 3 、 6.0 mg/m 3 ，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2  總體設(shè)計(jì)

有機(jī)揮發(fā)物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)大氣中廣泛存在的 VOCs 氣體，將無(wú)線傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、軟件技術(shù)與傳感檢測(cè)技術(shù)結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車(chē)行業(yè)排放氣體中的溫度、濕度、 VOCs 濃度等相關(guān)參數(shù)，通過(guò)邏輯判斷和智能分析，輸出 VOCs 等級(jí)和報(bào)警信號(hào)，從而達(dá)到完善和提升大氣環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力，在環(huán)境惡化時(shí)及時(shí)提醒處理。

目前， VOCs主要的監(jiān)測(cè)手段有氣相色譜法（GC-FID）、氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）、光離子化檢測(cè)法（PID）等。由于氣相色譜結(jié)合氫離子火焰檢測(cè)器（GC-FID）的監(jiān)測(cè)方法具有量程寬、線性好，適用范圍廣等特點(diǎn)，目前成為VOCs在線監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的主要監(jiān)測(cè)方法。

有機(jī)揮發(fā)物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)如下：

2.3  系統(tǒng)架構(gòu)

一、由于氣相色譜結(jié)合氫離子火焰檢測(cè)器（GC-FID）的監(jiān)測(cè)方法具有量程寬、線性好，適用范圍廣等特點(diǎn)，目前成為VOCs在線監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的主要監(jiān)測(cè)方法。

M-3000S型固定源VOCs 在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（氣相色譜法（GC-FID））

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）是指沸點(diǎn)在50℃～260℃之間、室溫下飽和蒸氣壓超過(guò)133Pa的易揮發(fā)性化合物，其主要成分為烷類(lèi)、芳烴類(lèi)、烯類(lèi)、鹵烴類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酮類(lèi)和其他化合物等,是大氣、水質(zhì)、土壤和其他沉積物中普遍存在且組成復(fù)雜的一類(lèi)有機(jī)污染物。它的成分復(fù)雜，所表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用對(duì)人類(lèi)健康造成較大的影響，因此，研究環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物的存在、來(lái)源、分布規(guī)律、遷移轉(zhuǎn)化及其對(duì)人體健康的影響逐漸受到人們的重視，對(duì)它的排放監(jiān)控迫在眉睫。

Mexcel麥越環(huán)境公司集多年環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)成功推出的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（揮發(fā)性有機(jī)物），主要應(yīng)用于對(duì)各種工業(yè)污染源排放有機(jī)物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本系列在線M-6900氣相色譜儀采用技術(shù)，性能穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高，檢測(cè)范圍寬；高品質(zhì)的硬件和高集成的智能化處理軟件使儀器滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的苛刻要求。

固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)即非甲烷總烴連續(xù)排放測(cè)量系統(tǒng)是針對(duì)連續(xù)排放煙氣中非甲烷總烴濃度、流速及其它輔助參數(shù)的測(cè)量, 安裝于污染源風(fēng)管，具體位置現(xiàn)場(chǎng)定；所有安裝在污染源內(nèi)、污染源上的或者提供污染源氣路通道的系統(tǒng)部件（包括氣路管）均由耐腐蝕材料組成。

連續(xù)測(cè)定顆粒物和/或氣態(tài)污染物濃度和排放率所需要的全部設(shè)備。一般由采樣、測(cè)試、數(shù)據(jù)采集和處理三個(gè)子系統(tǒng)組成的監(jiān)測(cè)體系。

采樣系統(tǒng)：采集、輸送煙氣或使煙氣測(cè)試系統(tǒng)隔離。

測(cè)試系統(tǒng)：檢測(cè)污染物，顯示物理量或污染物濃度。

數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)：采集并處理數(shù)據(jù)，生成圖譜、報(bào)表，具有控制、自動(dòng)操作功能。

該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）核心由以下相對(duì)獨(dú)立的部分組成。

⑴    非甲烷總烴分析儀（CH4、NMHC、THC）；

⑵    煙氣流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng) （溫度、壓力、流速、濕度）；

⑶    零氣、H2等輔助系統(tǒng)；

⑷    數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)

二、對(duì)安裝成本、使用環(huán)境、監(jiān)測(cè)需求等方面考慮，GC-FID并不能適用于所有地區(qū)所有企業(yè)的VOCs的監(jiān)測(cè)；對(duì)于無(wú)甲烷、對(duì)成分無(wú)需求，排放量較小的地區(qū)，可使用PID的檢測(cè)方法，對(duì)VOCs總量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；

污染組分單一，同時(shí)對(duì)其他無(wú)機(jī)成分有監(jiān)測(cè)要求的工業(yè)園區(qū)，可以考慮使用PID光離子原理的監(jiān)測(cè)手段。

M-2060型TVOC在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（PID）廣泛應(yīng)用于各種固定污染源/廠界有機(jī)物排放的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其中包括：涂裝行業(yè)、印染行業(yè)、印刷行業(yè)、煉油企業(yè)、制藥企業(yè)、化工企業(yè)、汽車(chē)企業(yè)、半導(dǎo)體企業(yè)、制革企業(yè)、鑄造企業(yè)以及油品的存儲(chǔ)、運(yùn)輸和加油站等各個(gè)領(lǐng)域。

M-2060型PID光離子 VOC在線報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

Mexcel麥越公司的M-2060光離子化VOCs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一款采用PID（光離子檢測(cè)）原理的VOCs（揮發(fā)性有機(jī)化合物）固定式檢測(cè)儀。

用于環(huán)境空氣、廠界、車(chē)間等環(huán)境中的TVOC氣體濃度和泄露實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，由檢測(cè)單元、預(yù)處理單元、顯示存儲(chǔ)單元、報(bào)警系統(tǒng)單元組成。具有實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果，測(cè)量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，濃度超標(biāo)實(shí)時(shí)聲光報(bào)警等功能。

進(jìn)口PID傳感器具有良好的抗干擾性能。采用微處理器技術(shù)，響應(yīng)速度快,測(cè)量精度高，穩(wěn)定性和重復(fù)性好。

該儀器采用PID 智能傳感器，內(nèi)置超過(guò) 240 種 VOC 氣體校正系數(shù)(CF)數(shù)據(jù)庫(kù)，檢測(cè)范圍達(dá)到 0.005ppm-50ppm (或 0.1ppm-6000ppm)，方便用戶選擇。

技術(shù)參數(shù)：

M-2060型PID光離子 VOC在線報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)特點(diǎn)：

● 預(yù)處理單元穩(wěn)定可靠，集成多種技術(shù)，包括：進(jìn)口隔膜泵技術(shù)、氣路堵塞自動(dòng)檢測(cè)及保護(hù)技術(shù)、熱電制冷除濕技術(shù)等。

● 系統(tǒng)設(shè)計(jì)體積小、安裝簡(jiǎn)單、成本低。

● 系統(tǒng)采用中文顯示界面，維護(hù)簡(jiǎn)單。

● 采用光離子檢測(cè)技術(shù)，響應(yīng)時(shí)間快，檢測(cè)靈敏度高。

三、對(duì)于成分復(fù)雜，對(duì)于組分要求較高的環(huán)境，需使用GC-MS監(jiān)測(cè)方法；

Eco-MS780便攜式在線質(zhì)譜分析儀

系統(tǒng)特點(diǎn)
● 單人輕松攜帶，體積小巧
● 快速分析速度（每種氣體小于10 毫秒）
● 可以用一臺(tái)儀器測(cè)量數(shù)百種氣體（同時(shí)測(cè)量多達(dá)64 種氣體）
● 結(jié)構(gòu)緊湊牢固，適于在各種工業(yè)和野外現(xiàn)場(chǎng)條件使用
● 預(yù)熱時(shí)間超快，僅為30 秒
● 可以測(cè)量從ppb 到% 的全部濃度范圍
● 多種進(jìn)樣口和進(jìn)樣方式可供選擇：毛細(xì)管氣體進(jìn)樣，薄膜氣體和液體進(jìn)樣
● NIST 譜庫(kù)自動(dòng)檢索支持，用于未知樣品鑒定和分析
● 超快的進(jìn)樣時(shí)間：毛細(xì)管采樣小于100 毫秒，薄膜采樣小于1 秒

技術(shù)參數(shù)

應(yīng)用領(lǐng)域
· 爆炸物監(jiān)測(cè)
· VOC分析
· 半導(dǎo)體行業(yè)氣體檢測(cè)
· 化工研究與化學(xué)反應(yīng)檢測(cè)
· 殘余氣體分析與醫(yī)療氣體分析
· 燃燒氣體過(guò)程分析
· 純氣體質(zhì)量檢查
· 環(huán)境檢測(cè)
· 受污染的土壤和水檢測(cè)
· 泄漏點(diǎn)檢測(cè)
· 發(fā)酵過(guò)程檢測(cè)
· 廢氣排放檢測(cè)

3 汽車(chē)行業(yè)VOC在線監(jiān)測(cè)設(shè)備 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

3.1、M-3000S型固定源VOCs 在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（氣相色譜法（GC-FID））

3.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理單元包含采樣探頭、樣品氣采樣管、溫度加熱控制器、樣品前處理等。

樣品氣前處理系統(tǒng)主要組成部件如下：

樣品氣采樣探頭

樣品氣采樣管

溫度加熱控制器

樣品氣前處理

樣品氣采樣探頭

煙道里被分析的煙氣，通過(guò)采樣探頭過(guò)濾，把0.2um以上的粉塵截止在煙道里，并加熱到150度，被采取的煙氣中的水分子不會(huì)冷凝成水，采取的被測(cè)成分就無(wú)法溶于水，被測(cè)成分不會(huì)減少，分析出的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

樣品氣采樣管

樣品氣采樣管是直接從尾氣處理后的樣品氣體的保溫管道中引入，并以一定的溫度進(jìn)行保溫處理，使樣品氣中幾種化合成分以一定的沸點(diǎn)存在，保證樣品氣遇溫差而產(chǎn)生冷凝。保溫溫度基本控制在150度。此保溫采樣管溫度在180度。樣品氣管采用聚四氟乙烯材質(zhì)（PTFEΦ8*6），具有耐高溫。

溫度加熱控制器

溫度加熱控制器是對(duì)采樣管進(jìn)行溫度控制的部件，采用用的模糊溫度控制使其溫度控制精度在正負(fù) 1 度以內(nèi)，具有溫度設(shè)置，溫度上下限報(bào)警功能，并可通過(guò) RS-485 通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。具有雙重溫度報(bào)警功能。

溫度控制保護(hù)裝置：

溫度超溫至+10度時(shí)，自動(dòng)切斷其加熱電源，并在監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警顯示；

溫度超溫至180度時(shí)，通過(guò)溫度報(bào)警開(kāi)關(guān)切斷加熱電源；

樣品氣前處理

樣品氣前處理主要針對(duì)排放氣體（樣品氣）中除塵、水進(jìn)行處理。先采用進(jìn)口隔膜泵采樣，使樣品氣通過(guò)精密濾芯對(duì)樣品氣體除塵過(guò)濾，采用0.1um進(jìn)口合金濾芯，具有耐高溫耐腐蝕；樣品氣接著經(jīng)過(guò)除濕器把樣品氣中微量的水汽冷凝成液態(tài)水由蠕動(dòng)泵除去，然后樣品氣經(jīng)過(guò)干燥劑*除去氣態(tài)水，再一次經(jīng)過(guò)0.1um的精密過(guò)濾器，最終進(jìn)入在線GC氣相色譜儀監(jiān)測(cè)分析。

預(yù)處理部件功能

采樣電磁閥作用：控制被采取的煙氣的進(jìn)出。

調(diào)節(jié)閥作用：調(diào)節(jié)被采煙氣的流量大小。

采樣泵作用：抽取被采煙氣的動(dòng)力。

過(guò)濾器作用：把 0.1um 以上的粉塵截止，避免儀器堵塞。

壓縮空氣調(diào)節(jié)閥作用：調(diào)節(jié)反吹探頭的壓縮空氣大小，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)壓力調(diào)節(jié)在5-6kg/cm2。

吹掃氣缸電磁閥作用：給探頭中的清污的氣缸提供壓縮空氣。

冷凝器作用：除去被采取煙氣中的濕度，以免損壞色譜分析儀，冷凝器的溫度調(diào)整在0.5-4度間。

蠕動(dòng)泵作用：把冷凝器中的水抽出機(jī)柜。

樣氣流量計(jì)作用：控制被采取煙氣進(jìn)入色譜分析儀流量大小，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)流量調(diào)節(jié)在 200--300ml/min。

3.1.2產(chǎn)品性能特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

精確控制：系統(tǒng)氫氣、空氣流量全部采用電子流量控制，不受環(huán)境壓力、溫度變化影響，讀數(shù)準(zhǔn)確可靠；柱箱控制精度優(yōu)于±0.05℃，可編程的3階線性升溫，重現(xiàn)性好。

安全性：FID檢測(cè)器具有自動(dòng)點(diǎn)火功能，火焰熄滅后自動(dòng)切斷氫氣，具有氫氣泄漏監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)，安全可靠；超溫自動(dòng)保護(hù)功能，免于器件的損壞。

可靠穩(wěn)定的核心部件和氣路設(shè)計(jì)： 色譜采用進(jìn)口Valco十通隔膜閥，死體積小，無(wú)移動(dòng)部件，操作次數(shù)達(dá)100萬(wàn)次無(wú)需維修，維護(hù)量低，使用壽命長(zhǎng)。分析部分包括預(yù)柱和分析柱，采用反吹技術(shù)防止高沸點(diǎn)組分化合物進(jìn)入分析柱，延長(zhǎng)分析柱的使用壽命，并大大縮短由于高沸點(diǎn)組分化合物分離而導(dǎo)致的較長(zhǎng)分析時(shí)間。色譜柱采用進(jìn)口的毛細(xì)管色譜柱或不銹鋼填充柱，分離度好，使用壽命長(zhǎng)。采用進(jìn)口微型FID檢測(cè)器，高靈敏度,維護(hù)簡(jiǎn)單，耗氣量小，節(jié)省氣體。

自動(dòng)化及智能化： 可實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的自動(dòng)無(wú)人運(yùn)行；完善的自檢及錯(cuò)誤報(bào)警功能；儀器定期可 進(jìn)行自動(dòng)校正，保證測(cè)定的準(zhǔn)確性；圖形化人機(jī)交互界面和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能；內(nèi)置工業(yè) PC 機(jī)，高清晰彩色液晶觸摸顯示屏。采用人機(jī)交互控制軟件界面，基于微軟視窗操作系統(tǒng)。用觸摸屏可完成所有的 維護(hù)及診斷功能操作，還可對(duì)儀器參數(shù)和分 析方法進(jìn)行編輯和設(shè)置可實(shí)時(shí)顯示儀器運(yùn)行狀態(tài)、色譜圖及結(jié)果和報(bào)警信息等，自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及圖譜，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 3-5 年。

3.1.3檢測(cè)器特點(diǎn)

1、M-6900 型FID檢測(cè)器，具有上電自動(dòng)點(diǎn)火功能，無(wú)須人工操作；

2、氫氣，空氣，尾吹等流量自動(dòng)顯示，方便維護(hù)；

3、火焰熄滅后帶自動(dòng)重點(diǎn)功能，能夠保障安全；

4、超溫自動(dòng)保護(hù)功能，免于器件的損壞；

5、采用高靈敏度FID檢測(cè)器，靈敏度高，維護(hù)簡(jiǎn)單，耗氣量小，節(jié)省氣體；

6、FID雙檢測(cè)器配置（甲烷、非甲烷總烴、苯系物或其它特征有機(jī)污染物）。

3.1.4 M-6900 型在線色譜儀特點(diǎn)

1、通常情況下，在線色譜分析測(cè)定甲烷、非甲烷總烴采用的是單閥雙柱單檢測(cè)器流程，該流程能夠極大的縮短分析周期，分析穩(wěn)定、出峰時(shí)間短：60s內(nèi)；

2、在線色譜分析測(cè)定甲烷、非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯等，采用的是雙閥三柱雙檢測(cè)器流程，該流程能夠極大的縮短分析周期，甲烷與總烴出峰60s以內(nèi)，苯、甲苯、二甲苯120s內(nèi)出峰，整個(gè)分析周期能夠控制在2.5min之內(nèi)（市面上的色譜產(chǎn)品測(cè)量三苯的出峰時(shí)間基本是6min以上）；

3、具有自動(dòng)進(jìn)樣功能，軟件控制自動(dòng)切換進(jìn)樣，進(jìn)樣間隔可根據(jù)實(shí)際需求任意調(diào)節(jié)；選用美國(guó)進(jìn)口進(jìn)樣閥，運(yùn)行穩(wěn)定，工作可靠；

4、系統(tǒng)氫氣、空氣流量全部采用電子流量顯示，不受環(huán)境壓力、溫度變化影響，讀數(shù)準(zhǔn)確可靠；柱箱控制精度優(yōu)于±0.05℃，重現(xiàn)性好；

5、色譜分析儀采用美國(guó)進(jìn)口Valco十通閥，體積小，操作次數(shù)達(dá)100萬(wàn)次無(wú)需維修，維護(hù)量低，使用壽命長(zhǎng)；

6、分析部分包括預(yù)柱和分析柱，色譜柱采用進(jìn)口Waters或Agilent不銹鋼填充柱，分離度好，使用壽命長(zhǎng)；

7、系統(tǒng)集成FID檢測(cè)器，大大增強(qiáng)對(duì)不同有機(jī)物種的分析能力；還有其他檢測(cè)器包括熱導(dǎo)檢測(cè)器（TCD），火焰光度檢測(cè)器（FPD）等，以滿足靈敏度和選擇性的不同需求；

8、可實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)的自動(dòng)無(wú)人運(yùn)行；

9、M-6900色譜工控電腦自帶電源開(kāi)關(guān)，可直接熱啟動(dòng)，不影響色譜儀器分析；

10、M-6900帶有自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)加熱保溫系統(tǒng)，能夠保證高沸點(diǎn)物質(zhì)無(wú)殘留分析，提高分析準(zhǔn)確度及重復(fù)性；

11、甲烷、非甲烷總烴、三苯等可以一臺(tái)儀器同時(shí)監(jiān)測(cè) ；

12、樣品定量環(huán)體積定量；

13、系統(tǒng)采用恒溫設(shè)計(jì)，溫控精度達(dá)到0.05℃。也可配置程序升溫，以檢測(cè)高沸點(diǎn)有機(jī)物；檢出限：甲烷0.01ppm，非甲烷總烴0.01ppm；

14、圖形化人機(jī)交互界面和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能；內(nèi)置工業(yè) PC 機(jī)，高清晰彩色液晶觸摸顯示屏；采用人機(jī)交互控制軟件界面，基于微軟視窗操作系統(tǒng)；用觸摸屏可完成所有的維護(hù)及診斷功能操作，還可對(duì)儀器參數(shù)和分析方法進(jìn)行編輯和設(shè)置；

15、可實(shí)時(shí)顯示儀器運(yùn)行狀態(tài)、色譜圖及結(jié)果和報(bào)警信息等；自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及圖譜，儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 3-5年；

16、帶有遠(yuǎn)程診斷及操作功能，可連接3個(gè)遠(yuǎn)程操作端；

3.1.5 氣象色譜分析儀

1）產(chǎn)品介紹

制造廠家：Mexcel        設(shè)備型號(hào)：M-6900

檢測(cè)器：氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）配置

色譜柱類(lèi)型：專(zhuān)用甲烷非甲烷色譜柱苯系物專(zhuān)用色譜柱

※ 測(cè)量范圍：多量程 0—1000ppm ；0—100ppm 或定制；

3.2.1 功能參數(shù)

監(jiān)控終端基于模塊化設(shè)計(jì)原則，采用符合標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保通訊協(xié)議和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

監(jiān)控終端技術(shù)參數(shù)：

?   接口： 8 路傳感器綜合接口，單臺(tái)終端最多可接入 8 路傳感探頭；

?   采用 16 鍵電容觸摸按鍵和 320*240 液晶顯示屏，操作方便，顯示信息充分，界面友好；

?   高精度的模擬量采集單元，全工業(yè)級(jí)電路，高穩(wěn)定性、高可靠性設(shè)計(jì)；

?   1 路 RS232 ，用于系統(tǒng)設(shè)置；

?   提供按鍵、串口、短信等配置功能，可以遠(yuǎn)程修改參數(shù)；

?   帶備用電池的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，始終可與服務(wù)器自動(dòng)同步；

?   采用可靠的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，保證連續(xù)、及時(shí)、可靠地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)即時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送、批量數(shù)據(jù)發(fā)送、狀態(tài)信息發(fā)送；

?   數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔和發(fā)送時(shí)間間隔 1~5 分鐘可調(diào)；

?   集成傳感探頭斷線、拔出報(bào)警；

?   無(wú)線通訊方式： GPRS/CDMA/3G ；

?   尺寸： 250mm×180mm×50mm ，便于安裝；

?   工作環(huán)境溫度 :-30 ～ 70 ℃、相對(duì)濕度： 10 ～ 90%RH ；

?   工作電壓： 220V AC/12VDC 。

3.2.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在線監(jiān)測(cè)終端核心部件采用單片機(jī)，設(shè)置有 RS232 和 GPRS 通訊接口，自帶液晶顯示和參數(shù)設(shè)置按鍵，具備強(qiáng)大的人機(jī)界面功能，保證良好的交互性。數(shù)字液晶顯示表頭能顯示各種測(cè)量參數(shù)和配置菜單。

3.3  性能優(yōu)良的進(jìn)口傳感器

3.3.1 光離子氣體傳感器 PID-2特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

◢ 在研發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)上節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)
◢ 4 系的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

◢ 多樣的量程和燈泡能量
◢ 快速開(kāi)啟燈泡的電路
◢ 長(zhǎng)壽命的燈泡
◢ 輸入電壓調(diào)整為了更大的穩(wěn)定性
◢ 易于清洗和舒適的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)
◢ 保證傳感器的更換程序

◢ 完整的傳感器包括偵測(cè)單元，UV 燈，燈泡驅(qū)動(dòng)器，放大器和采樣過(guò)濾膜

3.3.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

有機(jī)氣體分子在紫外光的作用下被電離，通過(guò)收集電離后的離子電流，可以得到氣體中有機(jī)氣體分子的濃度。

當(dāng)周?chē)諝庵泻兴肿?，在測(cè)量時(shí)，水分子會(huì)進(jìn)入到電離室，水分子會(huì)和一部分電離后的電子，離子復(fù)合，使收集電極無(wú)法收集，從而減弱信號(hào)。這種效應(yīng)叫做淬滅效應(yīng)。通過(guò)不同的電離室設(shè)計(jì)，不同公司針對(duì)淬滅效應(yīng)采取的方法也不同。

PID傳感器是一種質(zhì)量型傳感器，不是濃度型傳感器。隨著溫度的升高，氣體變得稀薄，在電離室里的氣體分子，以及電離的氣體分子都會(huì)相應(yīng)減小，所以一般情況下，傳感器的響應(yīng)隨著溫度增加而降低。

PID 光離子化 VOC 檢測(cè)的特點(diǎn)：

?   連續(xù)靈敏測(cè)量： PID 可以實(shí)時(shí)檢測(cè)低至 ppb 濃度（十億分之一）的有機(jī)物。特別適合現(xiàn)代石油化工、勞動(dòng)衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)等部門(mén)健康、安全的需要；

?   快速： PID 的反應(yīng)較快，一般小于 3 秒，適合快速應(yīng)急的需要；

?   適應(yīng)性廣：可以檢測(cè) 1ppb 到 10000ppm 濃度范圍內(nèi)的絕大多數(shù)有機(jī)物；

?   非破壞性測(cè)量：由于 PID 僅僅是使有機(jī)物電離，所以在有機(jī)組分離開(kāi)檢測(cè)器后會(huì)重新復(fù)合，在此過(guò)程中分子不會(huì)有任何損壞。可用于試驗(yàn)分析；

?   只對(duì)有機(jī)物反應(yīng)： PID 對(duì)常見(jiàn)氣體如：氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸氣等沒(méi)有反應(yīng)，因此它在復(fù)雜環(huán)境中具有一定的指向性；

?   溫濕度傳感器采用 HTG3515CH ；

?   探頭外殼采用工程塑料，流體動(dòng)力流通式設(shè)計(jì)方案，將濃度傳感器和溫濕度傳感器安裝在探頭外殼內(nèi)，探頭外殼安裝時(shí)在合適位置安裝支架，探頭通過(guò)卡箍固定在安裝支架上。

4  軟件應(yīng)用平臺(tái)

4.1 概述

汽車(chē)行業(yè)有機(jī)揮發(fā)物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)體系結(jié)構(gòu) 如下：

?   采集服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)監(jiān)控組網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)接口服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)管理、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)采集等軟件的集成，并為數(shù)據(jù)服務(wù)層提供數(shù)據(jù)支持。

?   數(shù)據(jù)服務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件平臺(tái)、數(shù)據(jù)服務(wù)（ Web Services 、 DCOM 組件、數(shù)據(jù)接口服務(wù)、中間件等）軟件的集成，并為應(yīng)用軟件層提供數(shù)據(jù)支持。

?   WEB 應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)組態(tài)應(yīng)用軟件、工具軟件、各類(lèi)人機(jī)界面軟件、 WEB 發(fā)布軟件的集成，從而最終滿足用戶對(duì)系統(tǒng)的需求。

4.2 軟件界面展示

有機(jī)揮發(fā)物在線監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集 軟件、數(shù)據(jù)管理軟件、 WEB 發(fā)布軟件等 ，軟件框架示意如下：

上海麥越環(huán)境技術(shù)有限公司專(zhuān)業(yè)從事環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)，環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備的高新技術(shù)企業(yè)。公司依托上海交大、華東理工、上海大學(xué)等高校專(zhuān)家教授，開(kāi)展校企合作、環(huán)保領(lǐng)域前沿技術(shù)研究及應(yīng)用。公司自主研發(fā)vocs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，tvoc在線報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等產(chǎn)品，與國(guó)內(nèi)數(shù)十家企事業(yè)單位建立了合作關(guān)系。歡迎聯(lián)絡(luò)~