固定源废气VOCs排放在线监测技术现状与需求研究(2)

2固定污染源废气VOCs在线监测系统结构和技术比较

2.1固定源废气VOCs在线监测系统结构特点

目前，应用在污染源现场的固定污染源废气VOCs在线监测系统(VOCs-CEMS)按照采样和测量方式划分一般可分为直接抽取测量方式、稀释抽取测量方式和直接测量方式这3种结构.

2.1.1直接抽取测量方式

直接抽取测量式VOCs-CEMS系统结构主要包括4个部分:样品采集抽取部分、样品分析测试部分、辅助测试部分和数据采集处理传输部分，系统结构简图见图1.

(1)样品采集抽取部分:一般包括加热采样探头、样品高温伴热传输管线、样品预处理单元(过滤、除湿)、采样泵等.

(2)样品分析测试部分:样品测试分析仪.

(3)其它辅助测试部分:全系统校准单元、尾气排放单元、反吹控制单元、冷凝水排放单元.

(4)数据采集处理传输部分:采样和测试数据及系统状态参数的采集、存储、记录、计算处理以及数据上传等.

2.1.2稀释抽取测量方式

稀释抽取测量式VOCs.CEMS系统结构同样包括4个部分:样品采集抽取部分、样品分析测试部分、辅助测试部分和数据采集处理传输部分，但与直接抽取测量方式明显不同，系统结构简图见图2.

(1)样品采集抽取部分:一般包括加热采样探头、样品传输管线、样品预处理单元(过滤)、采样泵等.

(2)样品分析测试部分:样品测试分析仪.

(3)其它辅助测试部分:全系统校准单元、尾气排放单元、稀释控制单元、稀释零气预处理单元.

(4)数据采集处理传输部分:采样和测试数据及系统状态参数的采集、存储、记录、计算处理以及数据上传等.

2.1.3直接测量方式

直接测量式VOCs-CEMS系统结构主要包括3个部分:样品分析测试部分、辅助测试部分和数据采集处理传输部分，系统结构简图见图3.

(1)样品分析测试部分:样品测量区域(光路)、样品测试分析仪.

(2)其它辅助测试部分:流动标气校准装置(内置或外置)、校准标定控制单元、(光源、镜面)气幕保护控制单元.

(3)数据采集处理传输部分:采样和测试数据及系统状态参数的采集、存储、记录、计算处理以及数据上传等.

2.2固定源废气VOCs在线监测仪器分析技术比较

固定污染源废气VOCs在线监测的污染物对象通常包括两大类，即VOCs排放总量监测和VOCs组分监测，使用的分析技术主要包括传感器技术、光谱技术、色谱技术、质谱技术等多种类型.常见的固定污染源VOCs在线监测仪器分析技术及应用监测对象和技术特点见表2.

2.2.1VOCs排放总量在线监测

固定污染源废气VOCs排放总量在线监测比组分监测更为简单和快速，在污染源VOCs排放量大，特别是排放VOCs特征污染源已知的情况下，VOCs排放总量监测能起到较好的污染监管控制效果.不同国家或标准用于评价VOCs总量的指标名称和定义有所不同，通常包括TOC、THC、NMTHC、TVOCs等不同形式，不同名称与特定的检测方法相关，需要进行区分，并在实际应用中根据环境管理需要和在线监测能力进行选择.

总有机碳(totalorganiccarbon，TOC)是指气体中的以有机物形式存在的碳浓度，是欧洲常用的VOCs总体浓度表示方法.总碳氢化合物(totalhydrocarbon，THC)也称总烃，指气体中碳氢化合物的总量.我国HJ604-2011标准叫中定义总烃为，用氢火焰离子化检测器(FID)所测得的气态碳氢化合物及其衍生物的总量，以甲烷计.非甲烷总碳氢化合物(nonmethanetotalhydrocarbon，NMTHC)也称非甲烷总烃，指气体中除甲烷以外的碳氢化合物总量.由于甲烷在大气有机化合物中占70%~80%，又不参与光化学反应，对环境的影响小，且自然环境中因生物代谢所产生的甲烷远大于人为排放，因此各国对VOCs的排放监测和控制通常排除甲烷.总挥发性有机物(totalVOCs，TVOC)的定义视具体方法或标准而定.一种情况是用指定的VOCs当量浓度表示VOCs的总量，如以苯、甲苯或丙烷计;另一种情况则是表示指定范围的单个VOCs浓度的总和，其本质上仍属于VOCs组分的监测.

2.2.2VOCs排放组分在线监测

固定污染源废气VOCs排放组分在线监测主要适用于固定污染源排放VOCs种类繁杂，或者是个别排放特征污染物排放浓度高、危害较大以及一些特殊行业排放VOCs种类未知等情况.其主要的监测分析技术基本上来源于实验室检测方法，通过系统优化和现场适用性改进将实验室检测技术实现污染源现场的在线测量(表2).现场VOCs污染物的监测分析种类与实验室分析的目标污染物种类可以达到基本相同.

文章来源：《分析测试技术与仪器》 网址: http://www.fxcsjsyyq.cn/zonghexinwen/2020/1018/348.html