[發(fā)明專利]一種氣態(tài)有機(jī)污染物的收集方法與實現(xiàn)裝置

無效

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• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103868763A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐竟成;陳舒雯;劉佳;李光明;黃翔峰;黃菊文;徐偉
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氣態(tài)有機(jī)污染物的分離收集方法及其實現(xiàn)裝置。

背景技術(shù)

工業(yè)廢氣，特別是加熱污泥、城市生活垃圾等固體廢棄物時釋放出的廢氣，是大氣污染物的重要來源。固體廢棄物受熱后能分解出苯酚、苯系物、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、醇、醛、酸、酯類物質(zhì)，會對自然環(huán)境、人體健康、設(shè)施設(shè)備產(chǎn)生不利影響。如苯酚、苯系物、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴及大部分醇、醛、酸、酯類物質(zhì)會對環(huán)境及人體健康產(chǎn)生危害，醇、醛、酸、酯類物質(zhì)可影響機(jī)械設(shè)備的正常使用。在學(xué)術(shù)研究中需研究不同操作工況對特征有機(jī)氣態(tài)污染物排放情況的影響，為操作工藝及機(jī)械設(shè)備的改進(jìn)提供依據(jù)。如何高效、便捷地對煙氣組分中的特征有機(jī)氣態(tài)污染物進(jìn)行定性定量分析，是研究前期需要考慮的重要問題。為了更好地開展研究工作，應(yīng)綜合考慮各方面因素，選用合適的有機(jī)氣態(tài)污染物檢測方法。

目前有許多煙氣的檢測及分析方法。采樣分析方法主要分為三類：國標(biāo)法、低溫吸附法及儀器在線分析法。

根據(jù)中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，固定源排放的每一類物質(zhì)都具有相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)，并且每類有機(jī)物的吸收方式都是不一樣的，需要采用不同的吸收液并進(jìn)行不同的前處理，才能達(dá)到分析要求。如：環(huán)境空氣中苯系物的測定需用填充有聚2,6-二苯基對苯醚（Tenax）的采樣管，收集污染源中的苯系物后，再進(jìn)行氣相色譜分析；酚類化合物的測定需用XAD-7樹脂采集氣態(tài)酚類化合物后經(jīng)甲醇洗脫，高效液相色譜分離后進(jìn)行檢測；多環(huán)芳烴及多氯聯(lián)苯等化合物則需采用XAD-2大孔樹脂采樣筒與玻璃纖維濾膜，吸收后用體積比為1/9的乙醚/正己烷混合溶劑進(jìn)行回流提取，并層析分離、富集后，再進(jìn)行GC-MS檢測。

低溫吸附法是通過冷凍，將煙氣溫度降低，使氣體溫度低于收集的氣態(tài)污染物的沸點，從而使待收集的氣態(tài)污染物液化而從煙氣中分離出。其通常將采樣管置于冷阱、冷凝或半導(dǎo)體制冷器中，采樣時，煙氣通過采樣管，被測組分即冷凝于采樣管內(nèi)。通常水和COS₂等也被冷凝，故一般在采樣管前裝有堿石棉、過氯酸錳等吸除裝置。冷阱中常用冷凍劑有冰—鹽水（-10℃）、干冰—丙酮（-78℃）、液氮（-190℃）等。實驗證明，采樣溫度、采樣流量和采樣時間對有機(jī)氣體污染物中各組分的吸附率（或穿透率）有明顯影響。另一方面，冷凍劑的運(yùn)輸、儲存以及使用都有嚴(yán)格的條件限制。

采用大型氣態(tài)污染物檢測儀器進(jìn)行煙氣在線檢測，可高效便捷地分析煙氣中氣態(tài)污染物的成分及含量。但設(shè)備投資成本較高，設(shè)備的日常運(yùn)行費(fèi)用也較高。對于檢測頻度并不高的實驗室日常試驗，或為了工況比選、優(yōu)化操作參數(shù)而進(jìn)行的一般研究而言，投資組建這樣的實驗室將造成很大的浪費(fèi)。

綜上，目前使用較為廣泛的檢測方法存在步驟繁瑣、效率低下、成本較高的問題，且吸收范圍較窄，適用范圍并不寬泛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種氣態(tài)有機(jī)污染物的收集方法與實現(xiàn)裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種物料加熱過程中氣態(tài)有機(jī)污染物的收集方法，包括如下步驟：

（1）將物料放入加熱裝置中加熱，保溫；加熱過程中，通入載氣，物料受熱釋放出的有機(jī)氣態(tài)污染物隨載氣逸散，由管路收集并導(dǎo)出至冷凝管冷凝，將有機(jī)氣態(tài)污染物冷凝后的煙氣分為兩路；分別導(dǎo)入第一吸收系統(tǒng)、第二吸收系統(tǒng)中，從煙氣中分離出特征有機(jī)氣態(tài)污染物；

其中所述的第一吸收系統(tǒng)中設(shè)有第一吸收液；

所述的第二吸收系統(tǒng)中設(shè)有第二吸收液，或第二吸收系統(tǒng)設(shè)有依次串聯(lián)的第二吸收液與第三吸收液；

（2）完成氣態(tài)污染物收集的各吸收液經(jīng)富集并分離后，進(jìn)入檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測。

所述的物料固體廢棄物，包括例如污泥、生活垃圾（廚余垃圾、包裝廢物、糞渣、灰燼、綠化垃圾等）、農(nóng)業(yè)廢棄物（農(nóng)資廢棄物、農(nóng)作物廢棄物、糞渣、動物尸骸、綠化垃圾、特殊廢棄物）、工業(yè)廢棄物（電子垃圾、廢渣、廢屑、廢塑膠、廢棄化學(xué)品、尾礦、包裝廢物）等在一定溫度下受熱可能發(fā)生分解的固體或半固體物質(zhì)。

所述的步驟（1）中的加熱裝置為管式爐，以每分鐘10～15℃的升溫速率將管式爐內(nèi)溫度升溫至50～600℃；保溫時間0.5～3小時，冷卻溫度按照每分鐘降低10℃。

所述的載氣的流速為20～60mL/min，使管式爐中的物料能較為穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)定的保溫溫度。流速大小根據(jù)物料在加熱過程中釋放出的氣態(tài)物質(zhì)的量而定。量大則載氣流速適當(dāng)放緩，量小則載氣流速適當(dāng)加快；可以吸收液中氣泡產(chǎn)生的速率控制，每分鐘約產(chǎn)生20～25個氣泡，以保證吸收液能充分吸收逸散出的物質(zhì)。