[發明專利]針對工業煙氣揮發性有機化合污染物的連續排放監測系統

在審

• 申請號: 201610108080.1
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105738572A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 向建幫;莫金漢;張寅平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬于工業煙氣排放連續監測技術領域，特別涉及針對工業煙氣揮發性有機化合污染物VOCs的煙氣連續監測系統CEMS。該系統適用于紡織、火電、石油化工、噴涂、冶金等行業。

背景技術

《大氣污染物綜合排放標準GB16297-1996》中定義污染源是指排放大氣污染物的設施或指排放大氣污染物的建筑構造(如車間等)。污染源按照排放方式不同可分為固定污染源和流動污染源。固定污染源指煙道、煙囪及排氣筒等具有固定位置，排放穩定的排放源。固定污染源中揮發性有機化合污染物VOCs主要來源于紡織、火電、石油化工、噴涂、冶金等行業。其主要特點是排放強度大、濃度高、污染物種類多、持續時間長，對局部環境影響較大，屬于有組織排放監控點。對固定污染源進行在線監測能夠檢查污染源排放到廢氣中的有害物質是否符合排放標準的要求，評價企業凈化裝置的性能和運行情況，以及污染防止措施的效果，為大氣質量管理與評價提供依據。

目前常用的煙氣連續排放監測系統CEMS，主要監測SO₂、NOx、O₂、煙塵濃度、煙氣溫度、壓力、流速、濕度等多項相關參數，但缺少對揮發性有機化合污染物VOCs的監測。有少數國外公司開發了針對工業揮發性有機化合污染物VOCs的工業級GC系統，如橫河公司的GC8000系統和西門子公司MaxumTMEd.II工業色譜系統，但是都是采用冷阱捕集和熱解析的方法，這種方法時效性差，成本較高，并且由于工業煙氣水蒸氣含量較高，若樣品氣中水蒸氣去除不盡，冷阱很容易因結冰而損壞。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有煙氣連續排放監測系統CEMS針對揮發性有機化合污染物VOCs監測的不足，提供一種針對工業煙氣揮發性有機化合污染物VOCs的連續排放監測系統CEMS，實現了采樣、檢測、反吹、待機等功能的切換，具有安全可靠，精度高，更換與維護成本低，控制方便等特點。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

本發明提出的針對工業煙氣揮發性有機化合污染物的連續排放監測系統，其特征在于，該系統包括采樣子系統、反吹子系統、供氣子系統、氣體檢測子系統和控制子系統五部分；采樣子系統用于將煙道中的煙氣連續采集到定量管中；反吹子系統用于清洗采樣探頭；供氣子系統用于采樣探頭的反沖洗、檢測子系統進樣和分析的載氣；氣體檢測子系統用于在線分析樣品氣中的揮發性有機化合污染物組分和濃度；控制子系統用于控制整個檢測系統的運行以及在線監控煙氣中的揮發性有機化合污染物濃度。

本發明提出的針對工業煙氣揮發性有機化合污染物的連續排放監測系統，其中采樣子系統包括由第一電磁閥、采樣探頭、第二電磁閥、伴熱管、除氧管、空氣泵、第一流量控制器、六通閥和定量管，采樣探頭中的過濾器包括依次排列的干燥層、粗過濾網和精過濾網；其中，采樣探頭的出口連到第二電磁閥的入口，伴熱管的入口連到第二電磁閥的出口，伴熱管的出口連到除氧管的入口，空氣泵的入口和出口分別連到除氧管的出口和第一流量控制器的入口，第一流量控制器的出口連到六通閥的，定量管的兩端分別連接到六通閥的兩個口上；采樣子系統的功能是將煙氣經過一系列預處理后采集到定量管中。反吹子系統包括N₂罐、第一減壓閥、第二流量控制器、第三電磁閥和第三流量控制器，N₂罐的出口依次通過第一減壓閥、第二流量控制器、第三電磁閥和第三流量控制器連接到采樣探頭上；反吹子系統的功能是用高純氮將采樣探頭的過濾層和干燥層沖洗干凈，實現再生。供氣子系統包括N₂罐、第一減壓閥、第二流量控制器、分子篩干燥器、除氧管、H₂罐、第二減壓閥、第四流量控制器、空氣罐、第三減壓閥和第五流量控制器；其中，N₂罐依次通過第一減壓閥和第二流量控制器、分子篩干燥器、除氧管連接到六通閥的d口，H₂罐通過第二減壓閥和第四流量控制器接入氣體檢測子系統的氫離子火焰檢測儀FID第一入口，同時空氣罐通過第三減壓閥和第五流量控制器接入氣體檢測子系統氫離子火焰檢測儀FID的第二入口；供氣子系統的功能是給反吹子系統和氣體檢測子系統供氣。氣體檢測子系統包括氣相色譜儀GC和氫離子火焰檢測儀FID，氣相色譜儀GC的入口和出口分別連到六通閥和氫離子火焰檢測儀FID。控制子系統包括主控柜、連接線和監控器，主控柜和監控器通過連接線相互連接，并連接到上述四個子系統中需要控制的部件。

本發明與現有煙氣連續排放監測系統CEMS相比有以下優點及突出性效果：