多路挥发性有机物在线监测系统研究

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摘要：摘 要：应用于工业固定污染源排放在线监测的挥发性有机物在线分析系统多为单路检测分析，为适用复杂现场工况，本文提出多路挥发性有机物监测系统。其中温度对测量精度有较大影响，尤其是多路同时测量，为了控制精度，从仪器的进样压力和恒温系统两方面进行设

　　摘 要：应用于工业固定污染源排放在线监测的挥发性有机物在线分析系统多为单路检测分析，为适用复杂现场工况，本文提出多路挥发性有机物监测系统。其中温度对测量精度有较大影响，尤其是多路同时测量，为了控制精度，从仪器的进样压力和恒温系统两方面进行设计，以此实现高精度的控制。同时开发出多路分析系统，进行实验分析，结果表明该系统各项性能指标均达到规定标准，能够很好地应用于复杂的工业环境。

　　关键词：挥发性有机物;多路检测分析;气相色谱

　　0 引 言

　　挥发性有机物不仅有刺激性，会导致人的种种不适反应，而大多具有毒性，在一定情况下会导致肾、肺、肝、神经系统、造血系统及消化系统病变，对人体健康具有较大影响;VOCs的成分极为复杂，容易引发光化学烟雾污染，部分VOCs，如卤代烃类，会与臭氧发生循环链式反应，破坏臭氧层，破坏大气环境[1]。有研究表明，目前所谓病态建筑综合征(SBS)、建筑物关联症(BRI)、化学物质过敏症(MCS)等也都与之有关。可见，VOCs对人类的健康、生活和生产以及环境都有较大影响，实时监测大气环境中的VOCs非常重要。

　　在水泥厂协同处置、化工厂、喷涂厂等工厂内，生产的过程管控与最终固定污染源的挥发性有机物排放，对整个生产工艺和环境有重大影响。传统挥发性有机物在线监测设备只能分析一路样气，面对目前复杂工业现场，或者需对比多处排放情况时，则需要多套设备，不仅增加成本，也会由于测量设备的不同导致精度和可靠性降低。因此，本文介绍的多路挥发性有机物监测系统，可以解决该问题。该系统对现有的单路监测系统进行创新和改进，对该多路挥发性有机物在线监测系统中的在线气相色谱温度控制进行深入研究[2-5]，实现多路实时精确监测。由于多路气相色谱需要更大空间的恒温箱来放置色谱柱与膜阀，同时为了保证监测的高精度，对恒温系统的温度控制就显得尤为重要。我们在进行水泥厂设计的时候，需要提供相应的监测设备，针对水泥窑协同处置产生的挥发性有机废气进行监测，该系统的研究目的即研发一种适合工业发展现状的多路高精度实时监测工业在线气相色谱仪。根据环保要求，水泥窑协同处置产生的有机物进行处理后，才能排放到大气之中。废气处理的效果如何，我们需要在废气处理前和废气处理后的排放口进行多路实时监测，从而得到处理效率以及排放状况，这也是我们研发该设备的主要目的。该设备不仅可用于水泥窑协同处置，还可用于化工、包装、印刷、油漆车间等行业。

　　1 多路结构系统设计

　　为实现单一设备多路挥发性有机物在线监测，需针对分流气室及气路重新设计，简化气室结构，实现多通道样气进入。

　　根據的十通阀和六通阀的工作原理，结合实际需求，通过巧妙利用十通阀和六通阀的设计完成多通道切换。多通道在线气相色谱仪中的每个十通阀连接着一个单独的采样管线，分别采集不同采样点的样气，通过两个六通阀的状态切换，选择进入FID检测器的通道，实现对多通道切换的控制。

　　这样设计有效的隔绝了各个通道之间的气路，防止样气的污染，同时又能够通过编程，控制阀门的通断，来精准控制检测通道的切换，如图1所示。

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