李肖烊

摘 要：以VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，具體分析了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理與建設(shè)的意義。后針對(duì)系統(tǒng)的問(wèn)題運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題展開(kāi)了分析，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了細(xì)致的維護(hù)問(wèn)題總結(jié)并提出了相適應(yīng)的維護(hù)應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：VOCs；系統(tǒng)設(shè)備；運(yùn)行原理；維護(hù)措施

0前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的意識(shí)也越加強(qiáng)烈。尤其由于前期工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的廢棄物嚴(yán)重制約了未來(lái)人們的健康生活。在此背景下，環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域受到了人們廣泛的重視。在此以VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，針對(duì)其工作原理、運(yùn)行狀態(tài)以及后期的維護(hù)進(jìn)行綜合性的探討研究，并針對(duì)其過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題展開(kāi)具體的因素探討與分析，為后期同類(lèi)項(xiàng)目建設(shè)與研究奠定實(shí)踐性研究基礎(chǔ)。通過(guò)綜合性的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)論述，驗(yàn)證整個(gè)框架的運(yùn)行特征與常見(jiàn)故障總結(jié)，為維護(hù)與運(yùn)行提供實(shí)踐性較強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)。

1 VOCs揮發(fā)性有機(jī)化合物

VOCs是近年來(lái)新出現(xiàn)的事物，其全稱(chēng)為volatile organic compounds即揮發(fā)性有機(jī)化合物，是指常溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa、常壓下沸點(diǎn)在50～260℃以下的有機(jī)化合物，或在常溫常壓下任何能揮發(fā)的有機(jī)固體或液體。伴隨著近些年國(guó)家對(duì)于環(huán)境保護(hù)政策的出臺(tái)，人們愈加重視自然環(huán)境的保護(hù)。根據(jù)資料顯示VOCs的主要來(lái)源之一是由于固定污染源廢氣的未科學(xué)處理排放，在此之中所排放的廢氣所多存在的特點(diǎn)有廢氣排放濃度高、排放物的污染種類(lèi)較多、影響范圍廣、維持時(shí)間較長(zhǎng)、周邊環(huán)境影響明顯等，而關(guān)于所涉及VOCs排放的行業(yè)也相對(duì)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(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作原理分析

VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理是建立在氣相色譜檢測(cè)技術(shù)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(cè)器技術(shù)。FID檢測(cè)器為氫火焰離子化檢測(cè)器，是以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源，當(dāng)有機(jī)化合物進(jìn)入火焰時(shí)，在高溫下產(chǎn)生化學(xué)電離，電離產(chǎn)生比基流高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的離子，在高壓電場(chǎng)的定向作用下，這些帶正電荷的離子和帶負(fù)電的電子分別向負(fù)極和正極移動(dòng)，形成離子流，微弱的離子流（10-12A～10-8A）經(jīng)過(guò)高阻（106Ω～1011Ω）放大，成為與進(jìn)入火焰的有機(jī)化合物量成正比的電信號(hào)，因此可以根據(jù)信號(hào)的大小對(duì)有機(jī)物進(jìn)行定量分析。該檢測(cè)原理的實(shí)質(zhì)在于碳?xì)滏I，故而對(duì)于烴類(lèi)有機(jī)化合物來(lái)說(shuō)，F(xiàn)ID屬于通用型檢測(cè)器。

3 VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行分析

VOCS在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先由采樣探頭吸入工藝管道內(nèi)采出樣氣，經(jīng)過(guò)樣氣傳輸單元全程伴熱進(jìn)入（120℃-150℃）分析儀，直接進(jìn)入加熱單元，除塵后，通過(guò)十通注射閥注入色譜柱進(jìn)行分離，后送入 FID 檢測(cè)器檢測(cè)，檢測(cè)的信號(hào)通過(guò)軟件分析后，以數(shù)據(jù)的形式在工控機(jī)顯示，分析儀器測(cè)量后氣體進(jìn)入大氣。該裝置正常投運(yùn)后，裝置在工控機(jī)控制下，處于自動(dòng)運(yùn)作狀態(tài)。分析儀器對(duì)樣氣進(jìn)行連續(xù)分析，輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，同時(shí)分析儀器把分析值與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)分析值超過(guò)設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，而這樣也可直接環(huán)保局直接進(jìn)行信號(hào)傳遞連接。

4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施分析

4.1 VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備問(wèn)題解析

VOCs是一種重要的前體物在復(fù)合型大氣污染環(huán)境中的形成過(guò)程，其物質(zhì)的污染性也是衡量環(huán)境的核心物質(zhì)，固定污染源在線(xiàn)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，采樣分析的環(huán)境條件相對(duì)惡劣，儀器設(shè)備將長(zhǎng)期在高污染、高負(fù)荷的條件下運(yùn)行，且污染源排放廢氣VOCs濃度較高，要求儀器的測(cè)量范圍覆蓋的更大；因此，固定污染源廢氣VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性和準(zhǔn)確測(cè)試的可靠性方面均需要提出更高的要求。在常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備中所存在的問(wèn)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(qiáng)腐蝕性等惡劣的環(huán)境條件是各種污染物在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所必須要面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(zhì)，且多帶有粘性；對(duì)于污染源廢氣復(fù)雜的監(jiān)測(cè)，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集和預(yù)處理的樣品也容易造成數(shù)據(jù)失真。

（2）FID檢測(cè)器在長(zhǎng)期的不良條件下進(jìn)行運(yùn)行，易導(dǎo)致點(diǎn)火絲老化、結(jié)垢、點(diǎn)火困難等問(wèn)題，這也是檢測(cè)設(shè)備經(jīng)常遇到頭痛的問(wèn)題。

4.2 系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)措施

針對(duì)上述問(wèn)題需要進(jìn)行分析并提出相適應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，其具體維護(hù)措施如下：

（1）針對(duì)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(zhì)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(guò)濾腔兩部分組成，過(guò)濾腔內(nèi)安裝精度5um陶瓷過(guò)濾器，外面安裝電加熱器組成，實(shí)現(xiàn)樣氣的取樣和第一級(jí)過(guò)濾。樣氣通過(guò)管路連接精度為2um金屬過(guò)濾器，實(shí)現(xiàn)樣氣的取樣和第二級(jí)過(guò)濾，在通過(guò)內(nèi)管為6mm不銹鋼材質(zhì)的伴熱管，全程伴熱將樣氣傳輸?shù)絻x器內(nèi)部的進(jìn)樣流路，經(jīng)過(guò)流路切換閥、采樣泵和檢測(cè)器，全程采用高溫（120～180℃）進(jìn)行伴熱，防止樣品冷凝損失。這樣使得安裝操作極為簡(jiǎn)便，并且性能可靠，維護(hù)方便，樣氣不易被管路吸附。

（2）針對(duì)FID檢測(cè)器點(diǎn)火困難從以下幾點(diǎn)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(yán)重漏氣就會(huì)引起較大的爆鳴聲而不能點(diǎn)火；氫氣太小，載氣太大會(huì)使點(diǎn)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(huì)造成噪音變大；氣路系統(tǒng)不干凈，包括進(jìn)樣器污染，檢測(cè)器污染或色譜柱沒(méi)有充分老化都會(huì)引起基流、噪音較大和基線(xiàn)漂移。

②、檢查FID電壓值：在點(diǎn)火前，放大器基線(xiàn)位置盡可能調(diào)在記錄儀零位及附近， 在不旋動(dòng)調(diào)零電位器的條件下，點(diǎn)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(lái)確定，一般來(lái)說(shuō)，點(diǎn)火后H2氣調(diào)回正常工作值時(shí)，基流偏離小于1mV，說(shuō)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(shuō)明系統(tǒng)污染比較嚴(yán)重，這時(shí)噪音、漂移都很大，儀器穩(wěn)定時(shí)間也較長(zhǎng)。

③、檢查檢測(cè)器：檢查極化極與噴嘴的象對(duì)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(shí)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(huì)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(huì)很大，基線(xiàn)不穩(wěn)定，漂移嚴(yán)重；收集極離子流訊號(hào)線(xiàn)接觸不良或斷線(xiàn)就會(huì)造成不出峰。

④、檢查點(diǎn)火線(xiàn)圈：檢查點(diǎn)火線(xiàn)圈的點(diǎn)火絲是否太靠?jī)?nèi)：可以用鑷子往外挑挑。如果點(diǎn)火絲生銹了，燈絲蜷縮在里面，也可以嘗試輕輕拉出來(lái)一些來(lái)幫助點(diǎn)火。如果點(diǎn)火的時(shí)候點(diǎn)火絲沒(méi)有發(fā)紅，那可能是點(diǎn)火線(xiàn)圈銹蝕太嚴(yán)重或者斷了，需要重新更換代替。

結(jié)語(yǔ)

針對(duì)近年空氣污染問(wèn)題持續(xù)惡化而引發(fā)系列性的社會(huì)問(wèn)題，在此之中對(duì)具體的空氣中的一種主要污染源VOCs進(jìn)行了構(gòu)成分析，并就其檢測(cè)系統(tǒng)的工作過(guò)程及常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)分析，通過(guò)總結(jié)得到VOCs的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中常見(jiàn)故障并對(duì)其進(jìn)行相適的應(yīng)對(duì)措施展開(kāi)分析，為使用該系統(tǒng)有效控制評(píng)價(jià)大氣污染的提供了核心前提。在此以VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，展開(kāi)了具有實(shí)踐意義的VOCs在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)研究，為后相關(guān)系統(tǒng)研發(fā)與維護(hù)都奠定了實(shí)踐性基礎(chǔ)。

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