固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)特征及發(fā)展需求

摘要：現(xiàn)階段，我國大氣環(huán)境問題十分突出，尤其是霧霾天氣已經(jīng)嚴(yán)重影響了人們的正常生活。文章針對大氣揮發(fā)性有機(jī)物 (VOCs) 污染防治的相關(guān)要求，對我國現(xiàn)階段固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)特征進(jìn)行分析，依據(jù)實(shí)際情況及發(fā)展需求提出了一些建議，以期達(dá)到良好的監(jiān)測效果，促進(jìn)固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。

常規(guī)情況下，揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)沸點(diǎn)在 50 ～ 260℃之間，室溫狀態(tài)下飽和蒸氣壓在 133.32Pa 以上，常溫下以蒸汽形式存在。該物質(zhì)具有毒性和刺激性，也會引發(fā)光化學(xué)煙霧污染，對臭氧層產(chǎn)生破壞，引發(fā)溫室效應(yīng)等。借助在線自動監(jiān)測技術(shù)對固定污染源廢氣中的 VOCs進(jìn)行連續(xù)實(shí)時監(jiān)測，通過在線監(jiān)測數(shù)據(jù)反映企業(yè)生產(chǎn)管理及污染治理情況，能夠一定程度上避免企業(yè)超標(biāo)排放，減少環(huán)境污染。

1 固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)特征

1.1 主要監(jiān)測儀器及原理

氫火焰離子化檢測器(FID)：該類檢測器原理為氫火焰對被測氣體中有機(jī)物分子產(chǎn)生化學(xué)電離，生成的正負(fù)離子在電場作用下，被收集極收集產(chǎn)生微弱電流，根據(jù)電流的大小測量被測氣體的濃度。光離子化檢測器(PID)：該類檢測器是在紫外燈光源作用下，被測氣體中有機(jī)物分子被電離成正負(fù)離子，在外加電場的作用下離子偏移形成微弱電流，由于被測氣體濃度與光離子化電流呈線性關(guān)系，通過檢測電流值測量被測氣體的濃度。氣相色譜—質(zhì)譜檢測器(CG-MS)：該類檢測器是借助高速電子對氣態(tài)分子、原子等進(jìn)行撞擊，使電離后的正離子處于加速狀態(tài)，進(jìn)入質(zhì)量分析器，該過程中，處于離子狀態(tài)的樣品，需要借助不同離子在各異電場及磁場環(huán)境下的不同行為，依據(jù)質(zhì)荷比，分解成各自相對應(yīng)的質(zhì)譜，從而對樣品定性和定量檢測[1] 。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征

文章以 CEMS-2000 B VOC 型固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)為例分析。如圖 1 為系統(tǒng)構(gòu)成，該系統(tǒng)中主要包含采樣 / 預(yù)處理子系統(tǒng)、VOCs 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)四部分內(nèi)容。采樣預(yù)處理子系統(tǒng)包含采樣探頭、預(yù)處理單元、伴熱管線、電控單元，依托機(jī)柜中的真空泵抽取煙氣，經(jīng)過采樣探頭和高溫伴熱管線，進(jìn)入 VOCs 分析儀中完成測量工作。本系統(tǒng)采樣結(jié)構(gòu)是從取樣口中將樣品抽取出來，使用高溫采樣探頭除塵之后，借助高溫伴熱管進(jìn)入在線氣相色譜。將加熱箱設(shè)置在色譜儀中，管路狀態(tài)下，樣品保持高溫。經(jīng)過色譜分離之后，樣品進(jìn)入高靈敏度氫火焰離子化檢測器中，開展檢測分析工作[2] 。

圖 1 固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)

1.3 系統(tǒng)性能參數(shù)

在系統(tǒng)測試過程中，采用標(biāo)氣和動態(tài)校準(zhǔn)儀。該背景下，對系統(tǒng)檢出限、重復(fù)性、線性偏差、穩(wěn)定性等各類技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，確保實(shí)測參數(shù)滿足國際同類產(chǎn)品指標(biāo)要求。

2 固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展需求

2.1 完善 VOCs 監(jiān)測統(tǒng)計體系

在固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測中，國外傾向于采用總有機(jī)碳或總烴濃度，并輔之以特征污染物濃度表征 VOCs。具體實(shí)施過程中，可嘗試借助行業(yè)監(jiān)測統(tǒng)計方法標(biāo)準(zhǔn)，為各類排放源分別設(shè)置VOCs監(jiān)測統(tǒng)計方法，并出臺與之相配套的行業(yè)監(jiān)測統(tǒng)計技術(shù)規(guī)范，借助實(shí)際測量方法，對企業(yè)VOCs排放總量具備一個清晰的認(rèn)識和了解。

2.2 開展清潔生產(chǎn)，遏制無組織排放

大部分企業(yè) VOCs無組織排放，收集效率低，要實(shí)現(xiàn)有效的 VOCs在線自動監(jiān)測，開展清潔生產(chǎn)是重要的一環(huán)，從企業(yè)生產(chǎn)全過程對VOCs 無組織排放加以控制，如加強(qiáng)生產(chǎn)設(shè)備管理、原輔材料替代、設(shè)備更新、工藝改革等。采用清潔燃料對傳統(tǒng)鍋爐、加熱設(shè)備等進(jìn)行替代，并對傳統(tǒng)工藝進(jìn)行革新，優(yōu)選儲油罐密閉一體技術(shù)，改進(jìn)原有裝卸方式，優(yōu)選屏蔽泵等優(yōu)質(zhì)密閉設(shè)備，注重生產(chǎn)過程的密閉性，二次密封油品浮頂罐等，杜絕“跑冒滴漏”，使有機(jī)廢氣得到高效的收集和處理，并通過排氣筒集中排放，為 VOCs 在線自動監(jiān)測奠定基礎(chǔ)。

2.3 明確設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范

為滿足企業(yè)實(shí)際操作需要，需對生產(chǎn)設(shè)備、管道、閥門、輔助生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不斷更新和規(guī)范，執(zhí)行在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計工作及開展施工操作時，還要對 VOCs 在線監(jiān)測技術(shù)建立標(biāo)準(zhǔn)，及時出臺與之相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，對實(shí)際操作流程、數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計工作等進(jìn)行嚴(yán)格要求。采用專業(yè)方法，科學(xué)處理各類檢測數(shù)據(jù)，注重檢測規(guī)范的完整性，始終保持在線監(jiān)測過程規(guī)范有序。

2.4 注重 VOCs 監(jiān)測技術(shù)適用情況研究

有機(jī)廢氣涉及到的污染源種類特別多，如石油化工企業(yè)中的催化汽油氧化脫硫醇尾氣、聚丙烯裝置尾氣、橡膠尾氣等，成分復(fù)雜、排放濃度變化幅度大，固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測難度比較大，可嘗試通過專項研究，對各類污染源 VOCs 氣量、組分等各指標(biāo)分別進(jìn)行監(jiān)測，綜合整體工藝特性，將 VOCs 組分篩選工作落實(shí)到位，并加大新型監(jiān)測技術(shù)開發(fā)研究，得出可行性實(shí)施方法，為準(zhǔn)確在線監(jiān)測 VOCs 提供條件。

3 結(jié)語

綜上所述，固定污染源 VOCs 在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)專業(yè)性強(qiáng)，在實(shí)施過程中需要考量各個方面影響因素。開展 VOCs 在線自動監(jiān)測時，既要明確系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和測量原理，還要對技術(shù)開發(fā)過程和系統(tǒng)性能參數(shù)具備清晰的認(rèn)知。執(zhí)行具體工作時，要完善 VOCs 監(jiān)測統(tǒng)計體系，注重清潔生產(chǎn)管理，遏制無組織排放，明確設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，加大 VOCs 監(jiān)測技術(shù)適用情況研究，才能達(dá)到良好的測量效果。

編輯：王媛媛