一種揮發性有機物連續在線監測系統的制作方法

本實用新型涉及揮發性有機物的監測應用領域，特別涉及一種揮發性有機物連續在線監測系統。

背景技術：

揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱VOCs)是指沸點在50-260℃之間，常溫常壓下蒸氣壓大于13.332pa，分子量范圍約在16amu～250amu(amu為原子量單位)的有機化合物的總稱，其成分包括烴類、含氧烴、鹵代烴、低沸點多環芳烴等多種類型，是環境空氣主要污染物之一。VOCs排放總量和防治難度大，易引起光化學污染、大氣霧霾，嚴重危害人體健康。

VOCs檢測方法主要有氣相色譜-火焰離子化檢測法(GC-FID)、傅里葉紅外法(FTIR)、光離子化檢測法(PID)。GC-FID檢測技術對大部分VOCs成分均有響應，并且是等碳響應，適合用于VOCs總量監測，也可通過更換色譜柱材料等方式實現特征成分的檢測；FTIR檢測技術因其光譜范圍寬，可同時檢測多種VOCs特征成分含量，響應速度快；PID檢測技術通過對有機物成分進行紫外電離，檢測其離子電流，從而分析有機物濃度。值得注意的是，依據歐洲標準“TGN M16”技術文件要求，PID檢測器對低碳飽和烴響應較弱，且響應因子不一致，檢測器表面易受污染，不適合用于污染源VOCs在線監測。依據美國標準“Method 25A”和歐洲標準“EN 12619”的技術要求，規定固定污染源VOCs在線監測應采用GC-FID檢測技術，采樣探頭、樣品輸送管路和分析儀中樣品管路應采用120℃以上高溫伴熱，應選用抗腐蝕和惰性化的材料，以減少樣品吸附。

所以，研發新一代VOCs連續在線監測系統，發展高靈敏度、操作簡便、經濟適用且便于維護的VOCs系統，在揮發性有機物連續在線監測領域具有重要意義。

技術實現要素：

為解決上述背景技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種高靈敏度、操作簡便、經濟適用且便于維護的揮發性有機物連續在線監測系統及其監測方法。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種揮發性有機物連續在線監測系統，包括采樣探頭、伴熱管線、預處理單元、氣源管路、監測單元、數據處理顯示單元；

所述采樣探頭為高溫采樣探頭，探頭的工作時溫度為120℃，所述采樣探頭與所述預處理單元通過伴熱管線相連接，用于采集樣氣后進入預處理單元；

所述預處理單元與監測單元相連接，用于對采集的氣體進行預處理后再進入監測單元，所述預處理單元包括除塵和流路控制；

所述氣源管路包括載氣氣源、燃氣氣源和助燃氣氣源；

所述監測單元分別與所述載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數據處理顯示單元相連接，用于對預處理后的樣氣進行濃度分析，樣氣通過所述監測單元中的色譜柱進行分離，分離后的樣品進入到監測單元的檢測器收集信號，采集信號后經過信號放大器發送至所述數據處理顯示單元；

所述載氣氣源為監測單元提供所需的載氣；所述燃氣氣源和助燃氣氣源為監測單元提供所需的燃氣；

所述數據處理顯示單元將所述監測單元的型號處理并計算濃度，最后顯示。

優選的，所述預處理單元包括樣氣預處理單元和標氣預處理單元，

所述樣氣預處理單元包括加熱箱體、粉塵過濾器、采樣泵、旁路流量計、樣氣精密過濾器、空壓機；

所述樣氣精密過濾器和采樣泵設置在加熱箱體的內部，所述加熱箱體進行整體加熱，溫度不小于120℃，并避免水汽凝結于管路中；

所述粉塵過濾器與所述采樣泵相連接，還與空壓機通過反吹閥相連接，用于除去樣氣中較大的顆粒物；

所述空壓機用于提供反吹氣體，反吹從所述采樣探頭到預處理單元的管路；

所述采樣泵與樣氣精密過濾器相連接，用于抽取樣氣；

所述樣氣精密過濾器用于除去樣氣中較小的顆粒物；

所述旁路流量計通過三通閥與樣氣精密過濾器相連接，用于調節樣氣流量的大小；

所述標氣預處理單元包括流路切換閥、標氣流量計和流量調節閥；

所述流路切換閥分別與標氣流量計和樣氣預處理單元通過三通閥相連接，用于切換樣氣流路和標氣流路；

所述樣氣流量計與所述流量調節閥相連接，用于顯示進入監測單元的樣氣流量；

所述流量調節閥用于調節進入監測單元的樣氣流量。

優選的，所述監測單元包括柱箱、多通閥、檢測器、信號輸出口、載氣進口、燃氣進口、助燃氣進口、樣氣進口、樣氣出口，所述柱箱內設置有色譜分離填充柱，其分別與多通閥和檢測器相連接，用于對樣氣中的所要監測的組分進行分離；

所述載氣進口位于監測單元的背板上，與所述載氣氣源和多通閥相連接，用于向色譜分離填充柱輸送載氣；

所述燃氣進口位于監測單元的背板上，與所述燃氣氣源和檢測器相連接，用于向檢測器輸送燃氣；

所述助燃氣進口位于監測單元的背板上，與所述助燃氣氣源和檢測器相連接，用于向檢測器輸送助燃氣；

所述樣氣進口位于監測單元的側板上，與所述預處理單元和多通閥相連接，用于向所述多通閥提供預處理后的樣氣；

所述樣氣出口位于監測單元的側板上，與所述多通閥相連接，用于輸出多余的沒有進入色譜柱的樣氣；

所述多通閥用于定量進入色譜分離填充柱的樣氣量；

所述檢測器經信號放大后與信號輸出口連接，用于采集信號并通過信號放大器放大后送至信號輸出口；

所述信號輸出口與數據處理顯示單元相連接，用于將信號放大器放大的信號發送至數據處理顯示單元。

通過上述技術方案，本實用新型提供的揮發性有機物連續在線監測系統及其監測方法，其優點為：1、通過高溫采樣探頭、高溫伴熱管線、高溫加熱箱、樣氣全程處在高溫環境下，避免了由于冷凝除水方式，凝結后產生的負誤差，同時能夠很好做好除塵處理，保證樣氣的干凈、干燥；2、監測單元分離部分包括預柱和分析柱，采用反吹技術防止高沸點組分化合物進入分析柱，延長分析柱的使用壽命，并大大縮短由于高沸點組分化合物分離而導致的較長分析時間，色譜柱采用進口的不銹鋼填充柱，分離度好，使用壽命長；3、具有自動吹掃功能，可自動去除粉塵過濾器表面的粉塵，延長過濾器中濾芯使用壽命。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為本實用新型實施例所公開的一種揮發性有機物連續在線監測系統的工作流程圖；

圖2為本實用新型實施例所公開的一種揮發性有機物連續在線監測系統的監測單元的分析方法圖；

圖3為本實用新型實施例所公開的一種揮發性有機物連續在線監測系統的非甲烷總烴譜圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。

本實用新型提供的一種揮發性有機物連續在線監測系統，如圖1-3所示，包括采樣探頭、伴熱管線、預處理單元、氣源管路、監測單元、數據處理顯示單元；

所述采樣探頭為高溫采樣探頭，探頭的工作時溫度為120℃，所述采樣探頭與所述預處理單元通過伴熱管線相連接，用于采集樣氣后進入預處理單元；

所述預處理單元與監測單元相連接，用于對采集的氣體進行預處理后再進入監測單元，所述預處理單元包括除塵和流路控制；

所述氣源管路包括載氣氣源、燃氣氣源和助燃氣氣源；

所述監測單元分別與所述載氣氣源、燃氣氣源、助燃氣氣源和數據處理顯示單元相連接，用于對預處理后的樣氣進行濃度分析，樣氣通過所述監測單元中的色譜柱進行分離，分離后的樣品進入到監測單元的檢測器收集信號，采集信號后經過信號放大器發送至所述數據處理顯示單元；

所述載氣氣源為監測單元提供所需的載氣；所述燃氣氣源和助燃氣氣源為監測單元提供所需的燃氣；

所述數據處理顯示單元將所述監測單元的型號處理并計算濃度，最后顯示。

所述預處理單元包括樣氣預處理單元和標氣預處理單元，

所述樣氣預處理單元包括加熱箱體、粉塵過濾器、采樣泵、旁路流量計、樣氣精密過濾器、空壓機；

所述樣氣精密過濾器和采樣泵設置在加熱箱體的內部，所述加熱箱體進行整體加熱，溫度不小于120℃，并避免水汽凝結于管路中；

所述粉塵過濾器與所述采樣泵相連接，還與空壓機通過反吹閥相連接，用于除去樣氣中較大的顆粒物；

所述空壓機用于提供反吹氣體，反吹從所述采樣探頭到預處理單元的管路；

所述采樣泵與樣氣精密過濾器相連接，用于抽取樣氣；

所述樣氣精密過濾器用于除去樣氣中較小的顆粒物；

所述旁路流量計通過三通閥與樣氣精密過濾器相連接，用于調節樣氣流量的大小；

所述標氣預處理單元包括流路切換閥、標氣流量計和流量調節閥；

所述流路切換閥分別與標氣流量計和樣氣預處理單元通過三通閥相連接，用于切換樣氣流路和標氣流路；

所述樣氣流量計與所述流量調節閥相連接，用于顯示進入監測單元的樣氣流量；

所述流量調節閥用于調節進入監測單元的樣氣流量。

所述監測單元包括柱箱、多通閥、檢測器、信號輸出口、載氣進口、燃氣進口、助燃氣進口、樣氣進口、樣氣出口，所述柱箱內設置有色譜分離填充柱，其分別與多通閥和檢測器相連接，用于對樣氣中的所要監測的組分進行分離；

所述載氣進口位于監測單元的背板上，與所述載氣氣源和多通閥相連接，用于向色譜分離填充柱輸送載氣；

所述燃氣進口位于監測單元的背板上，與所述燃氣氣源和檢測器相連接，用于向檢測器輸送燃氣；

所述助燃氣進口位于監測單元的背板上，與所述助燃氣氣源和檢測器相連接，用于向檢測器輸送助燃氣；

所述樣氣進口位于監測單元的側板上，與所述預處理單元和多通閥相連接，用于向所述多通閥提供預處理后的樣氣；

所述樣氣出口位于監測單元的側板上，與所述多通閥相連接，用于輸出多余的沒有進入色譜柱的樣氣；

所述多通閥用于定量進入色譜分離填充柱的樣氣量；

所述檢測器經信號放大后與信號輸出口連接，用于采集信號并通過信號放大器放大后送至信號輸出口；

所述信號輸出口與數據處理顯示單元相連接，用于將信號放大器放大的信號發送至數據處理顯示單元。

一種揮發性有機物連續在線監測系統的監測方法，如圖2所示，包括以下步驟：

步驟一，通過多通閥的切換，使樣氣經過樣氣通道和多通閥，進入定量環進行樣氣定量；

步驟二，多通閥切換，樣品氣進預柱預分離，待甲烷經過預柱進入分析柱，由載氣進入檢測器出甲烷峰；

步驟三，多通閥再次切閥，預柱中組分由載氣進入分析柱，進入檢測器檢測出非甲烷總烴峰。

通過調節載氣流量反吹，從分析柱1和分析柱2出來的樣氣在不同時間段進入檢測器分析。

本方法的優點在于，運用一個多通閥，一個檢測器，一次定量即可測量非甲烷總烴的含量，同時運用反吹技術有效地縮短了非甲烷總烴的分析周期，提高了檢測的精度和分析效率。

本實用新型公開的一種揮發性有機物連續在線監測系統及其監測方法，其優點為：1、通過高溫采樣探頭、高溫伴熱管線、高溫加熱箱、樣氣全程處在高溫環境下，避免了由于冷凝除水方式，凝結后產生的負誤差，同時能夠很好做好除塵處理，保證樣氣的干凈、干燥；2、監測單元分離部分包括預柱和分析柱，采用反吹技術防止高沸點組分化合物進入分析柱，延長分析柱的使用壽命，并大大縮短由于高沸點組分化合物分離而導致的較長分析時間，色譜柱采用進口的不銹鋼填充柱，分離度好，使用壽命長；3、具有自動吹掃功能，可自動去除粉塵過濾器表面的粉塵，延長過濾器中濾芯使用壽命。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。