固定污染源 VOCs 在線監測系統技術特征及發展需求

摘要：現階段，我國大氣環境問題十分突出，尤其是霧霾天氣已經嚴重影響了人們的正常生活。文章針對大氣揮發性有機物 (VOCs) 污染防治的相關要求，對我國現階段固定污染源 VOCs 在線監測系統的技術特征進行分析，依據實際情況及發展需求提出了一些建議，以期達到良好的監測效果，促進固定污染源 VOCs 在線監測技術的發展。

常規情況下，揮發性有機化合物(VOCs)沸點在 50 ～ 260℃之間，室溫狀態下飽和蒸氣壓在 133.32Pa 以上，常溫下以蒸汽形式存在。該物質具有毒性和刺激性，也會引發光化學煙霧污染，對臭氧層產生破壞，引發溫室效應等。借助在線自動監測技術對固定污染源廢氣中的 VOCs進行連續實時監測，通過在線監測數據反映企業生產管理及污染治理情況，能夠一定程度上避免企業超標排放，減少環境污染。

1 固定污染源 VOCs 在線監測系統技術特征

1.1 主要監測儀器及原理

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物分子產生化學電離，生成的正負離子在電場作用下，被收集極收集產生微弱電流，根據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，被測氣體中有機物分子被電離成正負離子，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系，通過檢測電流值測量被測氣體的濃度。氣相色譜—質譜檢測器(CG-MS)：該類檢測器是借助高速電子對氣態分子、原子等進行撞擊，使電離后的正離子處于加速狀態，進入質量分析器，該過程中，處于離子狀態的樣品，需要借助不同離子在各異電場及磁場環境下的不同行為，依據質荷比，分解成各自相對應的質譜，從而對樣品定性和定量檢測[1] 。

1.2 系統結構特征

文章以 CEMS-2000 B VOC 型固定污染源 VOCs 在線監測系統為例分析。如圖 1 為系統構成，該系統中主要包含采樣 / 預處理子系統、VOCs 氣態污染物監測子系統、煙氣參數子系統、數據采集與處理子系統四部分內容。采樣預處理子系統包含采樣探頭、預處理單元、伴熱管線、電控單元，依托機柜中的真空泵抽取煙氣，經過采樣探頭和高溫伴熱管線，進入 VOCs 分析儀中完成測量工作。本系統采樣結構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，借助高溫伴熱管進入在線氣相色譜。將加熱箱設置在色譜儀中，管路狀態下，樣品保持高溫。經過色譜分離之后，樣品進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 在線監測系統

1.3 系統性能參數

在系統測試過程中，采用標氣和動態校準儀。該背景下，對系統檢出限、重復性、線性偏差、穩定性等各類技術指標進行檢測，確保實測參數滿足國際同類產品指標要求。

2 固定污染源 VOCs 在線監測技術發展需求

2.1 完善 VOCs 監測統計體系

在固定污染源 VOCs 在線監測中，國外傾向于采用總有機碳或總烴濃度，并輔之以特征污染物濃度表征 VOCs。具體實施過程中，可嘗試借助行業監測統計方法標準，為各類排放源分別設置VOCs監測統計方法，并出臺與之相配套的行業監測統計技術規范，借助實際測量方法，對企業VOCs排放總量具備一個清晰的認識和了解。

2.2 開展清潔生產，遏制無組織排放

大部分企業 VOCs無組織排放，收集效率低，要實現有效的 VOCs在線自動監測，開展清潔生產是重要的一環，從企業生產全過程對VOCs 無組織排放加以控制，如加強生產設備管理、原輔材料替代、設備更新、工藝改革等。采用清潔燃料對傳統鍋爐、加熱設備等進行替代，并對傳統工藝進行革新，優選儲油罐密閉一體技術，改進原有裝卸方式，優選屏蔽泵等優質密閉設備，注重生產過程的密閉性，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 在線自動監測奠定基礎。

2.3 明確設計標準及技術規范

為滿足企業實際操作需要，需對生產設備、管道、閥門、輔助生產設施的設計施工標準進行不斷更新和規范，執行在線監測系統設計工作及開展施工操作時，還要對 VOCs 在線監測技術建立標準，及時出臺與之相關的技術規范，對實際操作流程、數據處理和統計工作等進行嚴格要求。采用專業方法，科學處理各類檢測數據，注重檢測規范的完整性，始終保持在線監測過程規范有序。

2.4 注重 VOCs 監測技術適用情況研究

有機廢氣涉及到的污染源種類特別多，如石油化工企業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，成分復雜、排放濃度變化幅度大，固定污染源 VOCs 在線監測難度比較大，可嘗試通過專項研究，對各類污染源 VOCs 氣量、組分等各指標分別進行監測，綜合整體工藝特性，將 VOCs 組分篩選工作落實到位，并加大新型監測技術開發研究，得出可行性實施方法，為準確在線監測 VOCs 提供條件。

3 結語

綜上所述，固定污染源 VOCs 在線監測系統技術專業性強，在實施過程中需要考量各個方面影響因素。開展 VOCs 在線自動監測時，既要明確系統結構和測量原理，還要對技術開發過程和系統性能參數具備清晰的認知。執行具體工作時，要完善 VOCs 監測統計體系，注重清潔生產管理，遏制無組織排放，明確設計標準和技術規范，加大 VOCs 監測技術適用情況研究，才能達到良好的測量效果。

編輯：王媛媛