VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)運行與維護研究

李肖烊

摘 要：以VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)為研究對象，具體分析了監(jiān)測系統(tǒng)的原理與建設的意義。后針對系統(tǒng)的問題運行常見問題展開了分析，對系統(tǒng)設備進行了細致的維護問題總結并提出了相適應的維護應對措施。

關鍵詞：VOCs；系統(tǒng)設備；運行原理；維護措施

0前言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對于環(huán)境保護的意識也越加強烈。尤其由于前期工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢棄物嚴重制約了未來人們的健康生活。在此背景下，環(huán)境保護監(jiān)測領域受到了人們廣泛的重視。在此以VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)為研究對象，針對其工作原理、運行狀態(tài)以及后期的維護進行綜合性的探討研究，并針對其過程中常見的問題展開具體的因素探討與分析，為后期同類項目建設與研究奠定實踐性研究基礎。通過綜合性的VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)論述，驗證整個框架的運行特征與常見故障總結，為維護與運行提供實踐性較強的經(jīng)驗。

1 VOCs揮發(fā)性有機化合物

VOCs是近年來新出現(xiàn)的事物，其全稱為volatile organic compounds即揮發(fā)性有機化合物，是指常溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa、常壓下沸點在50～260℃以下的有機化合物，或在常溫常壓下任何能揮發(fā)的有機固體或液體。伴隨著近些年國家對于環(huán)境保護政策的出臺，人們愈加重視自然環(huán)境的保護。根據(jù)資料顯示VOCs的主要來源之一是由于固定污染源廢氣的未科學處理排放，在此之中所排放的廢氣所多存在的特點有廢氣排放濃度高、排放物的污染種類較多、影響范圍廣、維持時間較長、周邊環(huán)境影響明顯等，而關于所涉及VOCs排放的行業(yè)也相對較為寬廣，其主要包括有石油化工、煤炭加工、噴涂涂裝、印刷造紙等。

2 VOCS在線監(jiān)測系統(tǒng)工作原理分析

VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測原理是建立在氣相色譜檢測技術上的，而其色譜分析的主要工作原理是采用氫火焰離子化檢測器技術。FID檢測器為氫火焰離子化檢測器，是以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源，當有機化合物進入火焰時，在高溫下產(chǎn)生化學電離，電離產(chǎn)生比基流高幾個數(shù)量級的離子，在高壓電場的定向作用下，這些帶正電荷的離子和帶負電的電子分別向負極和正極移動，形成離子流，微弱的離子流（10-12A～10-8A）經(jīng)過高阻（106Ω～1011Ω）放大，成為與進入火焰的有機化合物量成正比的電信號，因此可以根據(jù)信號的大小對有機物進行定量分析。該檢測原理的實質在于碳氫鍵，故而對于烴類有機化合物來說，F(xiàn)ID屬于通用型檢測器。

3 VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)運行分析

VOCS在線監(jiān)測系統(tǒng)首先由采樣探頭吸入工藝管道內采出樣氣，經(jīng)過樣氣傳輸單元全程伴熱進入（120℃-150℃）分析儀，直接進入加熱單元，除塵后，通過十通注射閥注入色譜柱進行分離，后送入 FID 檢測器檢測，檢測的信號通過軟件分析后，以數(shù)據(jù)的形式在工控機顯示，分析儀器測量后氣體進入大氣。該裝置正常投運后，裝置在工控機控制下，處于自動運作狀態(tài)。分析儀器對樣氣進行連續(xù)分析，輸出標準的電流信號，同時分析儀器把分析值與設定值進行比較，當分析值超過設定的報警值時，輸出報警信號，而這樣也可直接環(huán)保局直接進行信號傳遞連接。

4 監(jiān)測系統(tǒng)設備問題及應對措施分析

4.1 VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)設備問題解析

VOCs是一種重要的前體物在復合型大氣污染環(huán)境中的形成過程，其物質的污染性也是衡量環(huán)境的核心物質，固定污染源在線監(jiān)測過程中，采樣分析的環(huán)境條件相對惡劣，儀器設備將長期在高污染、高負荷的條件下運行，且污染源排放廢氣VOCs濃度較高，要求儀器的測量范圍覆蓋的更大；因此，固定污染源廢氣VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)在長期運行穩(wěn)定性和準確測試的可靠性方面均需要提出更高的要求。在常見的監(jiān)測設備中所存在的問題包含以下幾方面。

（1）固定污染源排放廢氣高溫、高濕、高粉塵強腐蝕性等惡劣的環(huán)境條件是各種污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)所必須要面對的嚴峻挑戰(zhàn)。經(jīng)過工業(yè)生產(chǎn)過程固定污染源排放VOCs廢氣中一般含有各種固態(tài)、液態(tài)雜質，且多帶有粘性；對于污染源廢氣復雜的監(jiān)測，在線監(jiān)測系統(tǒng)采集和預處理的樣品也容易造成數(shù)據(jù)失真。

（2）FID檢測器在長期的不良條件下進行運行，易導致點火絲老化、結垢、點火困難等問題，這也是檢測設備經(jīng)常遇到頭痛的問題。

4.2 系統(tǒng)設備維護措施

針對上述問題需要進行分析并提出相適應的應對措施，其具體維護措施如下：

（1）針對固定污染源排放廢氣VOCs通常伴隨著大量的氣態(tài)水分和腐蝕性氣體，因此采用全程伴熱方法和耐腐蝕材質管路控制樣品濃度不丟失。采樣探頭采用316L不銹鋼制作，由取樣管、電加熱過濾腔兩部分組成，過濾腔內安裝精度5um陶瓷過濾器，外面安裝電加熱器組成，實現(xiàn)樣氣的取樣和第一級過濾。樣氣通過管路連接精度為2um金屬過濾器，實現(xiàn)樣氣的取樣和第二級過濾，在通過內管為6mm不銹鋼材質的伴熱管，全程伴熱將樣氣傳輸?shù)絻x器內部的進樣流路，經(jīng)過流路切換閥、采樣泵和檢測器，全程采用高溫（120～180℃）進行伴熱，防止樣品冷凝損失。這樣使得安裝操作極為簡便，并且性能可靠，維護方便，樣氣不易被管路吸附。

（2）針對FID檢測器點火困難從以下幾點去檢查：

①、檢查氣路：檢查氫氣、載氣、空氣流量是否正常，一般氣體流速比約為1：1：10為合適，空氣流量太小和噴嘴嚴重漏氣就會引起較大的爆鳴聲而不能點火；氫氣太小，載氣太大會使點火困難和容易熄火；氫氣與載氣流量比將明顯影響靈敏度，很大氫氣流量太大也會造成噪音變大；氣路系統(tǒng)不干凈，包括進樣器污染，檢測器污染或色譜柱沒有充分老化都會引起基流、噪音較大和基線漂移。

②、檢查FID電壓值：在點火前，放大器基線位置盡可能調在記錄儀零位及附近， 在不旋動調零電位器的條件下，點火后，記錄筆偏離零位的距離可指示基流大小，可改變記錄儀量程或放大器衰減倍數(shù)來確定，一般來說，點火后H2氣調回正常工作值時，基流偏離小于1mV，說明系統(tǒng)十分干凈，基流小于10mV，一般還能使用，若基流大于幾十mV，說明系統(tǒng)污染比較嚴重，這時噪音、漂移都很大，儀器穩(wěn)定時間也較長。

③、檢查檢測器：檢查極化極與噴嘴的象對位置是否正確： 噴嘴口高于極化極圈平面，靈敏度明顯下降，這往往是裝色譜柱管時柱管將石英噴嘴頂上去所致，相反噴嘴口低于極化極圈平面或極化極與噴嘴相碰，噪音會增大；檢查收集極絕緣是否良好，若收集極絕緣不良，則噪音會很大，基線不穩(wěn)定，漂移嚴重；收集極離子流訊號線接觸不良或斷線就會造成不出峰。

④、檢查點火線圈：檢查點火線圈的點火絲是否太靠內：可以用鑷子往外挑挑。如果點火絲生銹了，燈絲蜷縮在里面，也可以嘗試輕輕拉出來一些來幫助點火。如果點火的時候點火絲沒有發(fā)紅，那可能是點火線圈銹蝕太嚴重或者斷了，需要重新更換代替。

結語

針對近年空氣污染問題持續(xù)惡化而引發(fā)系列性的社會問題，在此之中對具體的空氣中的一種主要污染源VOCs進行了構成分析，并就其檢測系統(tǒng)的工作過程及常見問題進行總結分析，通過總結得到VOCs的監(jiān)測系統(tǒng)中常見故障并對其進行相適的應對措施展開分析，為使用該系統(tǒng)有效控制評價大氣污染的提供了核心前提。在此以VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)為研究對象，展開了具有實踐意義的VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)運行與維護研究，為后相關系統(tǒng)研發(fā)與維護都奠定了實踐性基礎。

參考文獻：

[1]劉錦澤.固定污染源VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)技術特征及發(fā)展需求研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（02）：192+194.

[2]楊洋.VOCs治理措施及在線監(jiān)測系統(tǒng)簡析[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（01）：133-134.

[3]黃玲.某重點產(chǎn)業(yè)園區(qū)VOCs在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].綠色科技，2018（06）：76-80.

[4]賈志慧. 印刷過程VOCs的排放在線監(jiān)測及控制技術研究[D].北京印刷學院，2017.