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    能量色散X熒光光譜儀

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    天瑞儀器揮發性有機物在線監測解決方案

    發布日期:2016/7/1 7:45:32  點擊次數:24780

    1 項目背景

    揮發性有機污染物(VOCs)在環境中聚集,危害人民的生存健康。VOCs有自然的原因,也有認為活動的原因,且以后者為主。環境有機污染源包括工業污染源、交通污染源、農業污染源與生活污染源等。目前國內還沒有相應的標準,各地環境監測站開展的項目都還是以USEPA PAMS標準為基礎,包括從C2-C12的56種揮發性有機物,此外,USEPA TO-14和TO-15標準經常被參考。

    隨著國家政策的不斷完善,目前已有北京、上海、江蘇等多地區陸續發布VOCs的排污費征收方案,加強了VOCs治理的力度,通過在線監測來衡量治理的效果及排放的達標狀況也成為了熱點。因此,天瑞儀器正積極與國內外相關企業進行合作,共同開發了揮發性有機物在線監測解決方案,推動VOCs在線監測的技術發展。

    1.1VOCs監管政策

    2011年12月發布的《國家環境保護“十二五”規劃》中強調“加強揮發性有機污染物(VOCs )和有毒廢氣控制”,正式提出控制VOCs的排放,并明確提出開展VOCs監測工作,石化行業、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等行業凈化率不低于90%。

    2013年9月,國務院印發的《大氣污染治理行動計劃》中明確了推動VOCs的治理,同時進一步明確了需要控制VOCs的石化、有機化工、表面涂裝、包裝印刷等重點行業。同期,環境保護部等六部委共同發布《京津冀及周邊地區落實大氣污染治理行動計劃實施細則》,要求到2017年底對有機化工、醫藥、表面涂裝、塑料制品、包裝印刷等重點行業的559家企業開展VOCs綜合治理。

    2014年7月,環境保護部等六部委共同發布《大氣污染治理行動計劃實施情況考核辦法(試行)實施細則》,規定了北京市、天津市、河北省、上海市、江蘇省、浙江省及廣東省珠三角等重點地區2014-2017年VOCs控制的進度。至此,大氣VOCs治理工作開始開展,監測工作也正式開啟。

    2014年12月,環境保護部發布《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》,石化行業的揮發性有機物治理工作率先開展。

    2015年8月新修訂的《大氣污染治理法》將揮發性有機物(VOCs)納入監管范圍,明確生產、進口、銷售和使用含VOCs的原材料和產品的,其VOCs含量應當符合質量標準或者要求。

    2 揮發性有機物在線監測系統集成方案

    2.1系統架構

    圖注:VOCs指揮發性有機物。

    智能設備層

    根據各產業園/企業污染特點,結合“點、線、面”一體化綜合監測網絡,集成各類環境揮發性有機物(VOCs)監測設備,提供定制化城市環境VOCs監控解決方案:

    點:污染源煙氣VOCs有組織排放監測;
    線:園區邊界(或廠界)無組織排放監測;
    面:區域環境大氣敏感點監測、移動監測、便攜監測。

    數據支撐層

    建設“環境監測大數據存儲和分析平臺”,為應用決策層提供穩定強大的數據支持。

    應用決策層

    建設“環保統一門戶”,為城市環境提供應用決策方案:

    形成環境監測數據綜合分析平臺,掌握環境質量狀況;
    監管各產業園污染排放情況,為環境執法提供依據;
    加強預報預警能力,防范園區環境和安全風險;
    建立應急響應機制,提升突發事故應急處置能力。

    2.2 目標功能

    1)實時監控:通過對產業園區揮發性有機物(VOCs)的氣體濃度監測,可實現對污染源有組織排放、園區邊界或廠界和環境大氣敏感點的實時監控,全面客觀反映產業園區及周邊環境污染現狀及其變化趨勢。為環境應急監測提供先進的環境監控和預報預警體系,確保人身安全和生產安全。
    2)統一監管:對所有產業園區危廢氣體進行統一監管監控,為后期更有效地開展VOCs源排放調查工作,實現園區VOCs減排打好基礎。
    3)監控合一:獲取污染治理工業過程、監測設備動力等參數來輔助評估數據的有效性和合理性,同時配合執法檢查做到有效監管污染排放的真實狀況。
    4)執法可依:應對環保投訴,依靠污染源排放監測數據,結合相關的分析手段,輔助管理者快速分析污染來源,合理處置投訴事件;并且,將污染源排放監測數據直接應用于VOCs排污收費和超標排放罰款,真正做到執法可依。
    5)風險防范:根據長期污染物監測數據,結合氣象參數、地形參數等,依靠相關性分析模型、污染物風向玫瑰分析模型和拉格朗日流體模型等分析模型,對整個園區污染狀況進行大數據分析和預報預警,建立環境風險源數據庫,構建環境風險防范及風險評估體系。
    6)突發應急:建立應急響應機制,突發污染事故發生后,快速定位事故周圍的污染源及其位置,根據污染物環境危害情況,制定針對性的應急處理措施,全面提升企業內部預先自行處理危廢氣體異常排放以及執法部門對突發事故的應急處理能力。

    2.3 儀器選型

    江蘇天瑞儀器股份有限公司正與國內外相關產品生產廠家積極合作共同開發以下在線監測設備

     

    監測類型

    監測指標

    儀器型號

    1

    污染源煙氣VOCs有組織排放監測

    煙氣VOCs成分,如非甲烷總烴(NMHC)、甲苯、二甲苯、總揮發性有機物(TVOC)、甲醇等

    CEMS-V100

    2

    園區邊界(或廠界)無組織排放監測;

    總揮發性有機物(TVOC)、甲烷(CH4)、非甲烷總烴(NMHC)、甲苯、二甲苯、甲醇及其他各種VOCs

    EVOCs-2000

    3

    區域環境大氣敏感點監測、移動監測、便攜監測

    美國EPA 的TO-14、TO-15和PAMS方法中107種VOCs有機物

    EVOCs-2000


     

    3 儀器簡介

    3.1 煙氣揮發性有機物在線監測系統

    CEMS-V100 煙氣揮發性有機物(VOCs)在線監測系統是天瑞儀器研制的煙氣中VOCs的在線監測設備,可測量總烴(THC)、甲烷(CH4)、非甲烷總烴(NMHC)、苯系物(BETX)等多種有機物。該系統可廣泛應用于各種工業污染源VOCs排放監測,例如半導體、電子、醫藥、石化、化工、印刷、汽車、涂裝、橡膠等多種工業,性能穩定可靠,集成化程度高。同時,針對各種不同工況條件及客戶需求,天瑞可提供定制化解決方案,包括:防爆機柜式、全程高溫伴熱式、移動監20測車等。

    3.1.1 可測項目

    甲烷(CH4)、總烴(THC)、非甲烷總烴(NMHC);
    苯系物(BETX),如苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、異丙苯、苯乙烯等;
    排放源中的其他特征揮發性有機物(含惡臭類有機物)。

    3.1.2 系統組成

    CEMS-V100 煙氣揮發性有機物(VOCs)在線監測系統主要由采樣系統、溫壓流系統、分析系統、控制系統、氣源系統等組成。另可根據客戶需求,定制化除水裝置、預濃縮裝置及其他檢測器等。

    3.1.3 性能優勢

    分析方法采用氣相色譜-氫火焰離子化檢測器(GC-FID)法,符合國家標準方法HJ/T 38-1999和美國EPA標準;
    可選配電子捕獲檢測器(ECD)、火焰光度檢測器(FPD)、熱傳導檢測器(TCD)或光離子化檢測器(PID)等多種檢測器,以滿足不同靈敏度和檢出物的需求;
    系統具有高檢測靈敏度,可自動進行高、低量程切換,各目標分析物具有獨立的檢出限;
    可依據客戶需求提供定制化解決方案,包括防爆機柜式、全程高溫伴熱式和移動監測車式。

    3.2 大氣揮發性有機物在線分析儀系統

    EVOCs-2000大氣揮發性有機物(VOCs)在線分析儀是天瑞儀器新研制的大氣中微量VOCs的在線檢測設備。
    儀器預處理系統采用低溫吸附與高溫脫附過程,根據美國環保署(EPA)方法要求,搭配自主研發的吸附劑以達到微量VOCs的濃縮預處理。后端檢測器可根據多種VOCs同步監測的需求,依據國家相關污染檢測方法和美國環保公告方法中的要求,根據美國EPA TO-14、TO-15和PAMS方法中107種VOCs有機物的性質,選用天瑞儀器自主研發氫火焰離子化檢測器(FID)、質譜(MS)、電子捕集檢測器(ECD)等多種檢測器,滿足在線監測的需求,達到高精度污染物濃度分析水準。

    3.2.1 儀器組成:

    前濃縮進樣儀模塊

    具有特制的冷凍捕集、熱解吸系統。
    VOCs氣體以一恒定的微流量取自前級采樣系統氣流緩沖室,后被傳送至后級低溫捕集和高溫熱脫附裝置,實現低濃度VOCs的濃縮富集。

    VOCs檢測模塊

    (1)采用先進的丁氏切換技術,成功實現高碳與低碳VOCs的有效分離,C2-C5低碳物質送入色譜柱PLOT,C6-C12高碳物質送入色譜柱DB-1,該技術可以對樣品直接進行分離,避免了傳統分離技術存在的低碳分離效果差、PLOT色譜柱高碳殘留嚴重等問題。
    (2)采用天瑞儀器精心打造、自主研發的FID、MS、ECD實驗室級檢測器,具有完全的自主知識產權,擁有多項技術;核心部件與主流產品保持一致,整機采用人性化設計,操作方便。
    (3)預留多品牌檢測器接口,可根據客戶需求選擇不同品牌的GC-MS檢測器。

    附件模塊

    氫氣、空氣、氮氣發生器。

    3.2.2 系統分類

     

    系統類型

    檢測器

    產品型號

    監測污染類型

    1

    PAMS在線監測系統

    氣相色譜雙FID檢測器

    EVOCs-2000a

    PAMS標準中規定的56種VOCs

    2

    VOCs氣質聯用實時監測系統

    氣質聯用檢測器

    EVOCs-2000b

    USEPA PAMS、USEPA TO-14和TO-15規定的VOCs

    3

    Tracer 硫化物/苯系烴在線監測系統

    氣相色譜FID/FPD檢測器

    EVOCs-2000c

    硫化物/苯系烴

    3.3 監測案例

    PAMS(56個物種)1ppb標氣色譜圖

    TO-15 0.25ppb標氣色譜圖 (含TO14鹵代烴)

    TO-15+PAMS0.5ppb標氣色譜圖

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