VOCs報(bào)警傳感器

一、產(chǎn)品介紹

揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCS）是指沸點(diǎn)在 50℃～260℃之間、室溫下飽和蒸氣壓過 133Pa 的易揮發(fā)性化合物，其主要成分為烷類、苯系物、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類和其他化合物等，它的成分復(fù)雜，所表現(xiàn)出的毒性、刺激性、致癌作用對(duì)人類健康造成較大的影響。根據(jù)貴方提供的監(jiān)測需求，山東新澤儀器開發(fā)的 TK-1200 污染源揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)采用*的全程伴熱預(yù)處理+在線色譜技術(shù)+火焰離子檢測法（FID），主要應(yīng)用于對(duì)各種工業(yè)污染源排放有機(jī)物的實(shí)時(shí)監(jiān)測，本系列在線氣相色譜分析儀采用國際*技術(shù)，性能穩(wěn)定可靠，自動(dòng)化程度高，檢測范圍寬，能夠測量 VOCS、烴（THC）、非甲烷烴（NMHC）、苯及苯系物等多項(xiàng)參數(shù)，對(duì) VOCS 的濃度和排放率進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)地跟蹤監(jiān)控，并將所有的監(jiān)測參數(shù)傳輸至工控機(jī)軟件和用戶 DCS 系統(tǒng)，可通過數(shù)采儀與環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)設(shè)備放置在分析小屋內(nèi)，操作和維護(hù)方便，具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送、遠(yuǎn)程故障診斷等功能，實(shí)現(xiàn)了工作現(xiàn)場的無人值守。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，模塊化設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性強(qiáng)，運(yùn)行成本低。

二、 測量項(xiàng)目

測量參數(shù)：VOCS 氣態(tài)污染物、O2、溫度、壓力、流速（流量）、濕度；

三、系統(tǒng)特點(diǎn) 

1、配有觸摸屏，菜單式操作，進(jìn)行不同的配置可實(shí)現(xiàn) VOCs 組份濃度，甲烷/非甲烷烴濃度及治理前后對(duì)比分析；

2、采用氣相色譜監(jiān)測方法，符合*標(biāo)準(zhǔn)，分析周期短，測量準(zhǔn)確；

3、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)和量程自動(dòng)校驗(yàn)功能（切換標(biāo)氣方式）； 

4、采樣探頭至分析儀表的流路采用全程 125 度伴熱，沒有任何的冷點(diǎn)；

5、樣品無吸附，無堵塞現(xiàn)象；整個(gè)流路和部件材料適用高溫、焦油、高壓、高腐蝕等多種混合組份的惡劣工況，防止堵塞和腐蝕。 

6、微電腦和系統(tǒng)控制軟件，序列運(yùn)行全自動(dòng)監(jiān)測分析環(huán)境空氣中 C2-C12 揮發(fā)性有機(jī)污染物；

7、系統(tǒng)具有運(yùn)行和報(bào)警、連鎖并實(shí)現(xiàn)反吹、等功能，保證統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行，同時(shí)擁有自診斷功能，減少了維護(hù)工作量和成本。 

四、系統(tǒng)組成 

TK-1200揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)3100型在線氣相色譜儀（非甲烷烴（NMHC）&苯系物）、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)SVPT-100型皮托管(溫度、壓力、流速)和SSD-100濕度儀、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)、校準(zhǔn)與輔助子系統(tǒng)四個(gè)基本部分組成。具體介紹如下：

TK-1200污染源揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝場景示意圖

本系統(tǒng)由置于煙囪或煙道上的采樣探頭、伴熱管和溫壓流一體化探頭及濕度探頭，以及置于小屋中的控制機(jī)柜、標(biāo)氣和氣體發(fā)生器組成。

采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣，內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵。

伴熱管線高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝。 

溫壓流用于測量煙囪或煙道內(nèi)煙氣的溫度、壓力和流速。 

濕度儀用于測量煙囪或煙道內(nèi)煙氣的濕度。 

控制機(jī)柜內(nèi)置電控單元、工控機(jī)、加熱盒、高溫泵等。 

標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表，零氣發(fā)生器、氫氣發(fā)生器、高純氮?dú)馄刻峁庠础?/SPAN> 

空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，用于對(duì)伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進(jìn)行定期反吹。

五、系統(tǒng)各部分介紹

1 、采樣系統(tǒng)介紹

針對(duì)該工況特點(diǎn)對(duì) VOC 進(jìn)行在線分析監(jiān)測，系統(tǒng)采用全程高溫法進(jìn)行樣品的傳輸。從探頭、伴熱管線到分析儀器內(nèi)部均采用 125℃以上高溫伴熱，保證測量組分無損失。高溫伴熱的樣品直接進(jìn)入到色譜系統(tǒng)進(jìn)行分析檢測，得到分析檢測結(jié)果。采用高溫伴熱采樣系統(tǒng)，還可以有效的避免樣品中的水蒸氣冷凝，從而導(dǎo)致樣品組分的損失。同時(shí)樣品前處理系統(tǒng)還具有兩級(jí)樣品過濾模塊，有效的避免樣品中的顆粒物組分對(duì)分析系統(tǒng)的影響，延長儀器的使用壽命。

1.1 煙氣氣體污染物采樣器

圖 1-1 高溫采樣探頭

7.1.2 伴熱管線介紹

伴熱采樣復(fù)合管是環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)中在線分析成套系統(tǒng)的重要部件，它是由一組耐腐蝕高性能氟樹脂導(dǎo)管平行敷設(shè)特種恒功率伴熱管及各種電線，外加玻纖保溫層，*經(jīng)過聚氯乙烯(PVC)為保護(hù)外套復(fù)合而成。

恒功率伴熱的自動(dòng)限溫功能，可以保證采樣管內(nèi)維持一定的恒溫，保證采集樣品與初始值保持基本一致，*終確保系統(tǒng)連續(xù)、正確的采集樣氣。根據(jù)采集樣氣的成份、溫度等實(shí)際情況，采樣導(dǎo)管可以選用不同材質(zhì)，電熱帶可以根據(jù)用戶選型選用高、中、低溫的產(chǎn)品，另外根據(jù)功能配置各種導(dǎo)線等。

采樣：可組合多種類型、材質(zhì)的采樣管；

伴熱：自調(diào)功率，自動(dòng)補(bǔ)償，伴熱保溫，高效絕熱； 

1.3 主要參數(shù)

VOCs報(bào)警傳感器

" 系統(tǒng)具有運(yùn)行和報(bào)警、連鎖并實(shí)現(xiàn)反吹、等功能，保證統(tǒng)長時(shí)間運(yùn)行，同時(shí)擁有自診斷功能，減少了維護(hù)工作量和成本。"

2 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng) 

2.1 色譜分析儀表

3100 在線氣相色譜儀外觀圖

2.2 色譜分離基本原理

多組分的混合氣體通過色譜柱時(shí)，被色譜柱內(nèi)的固定相所吸附，由于氣體分子種類不同，被固定相吸附的程度也不同，因而通過柱子的速度產(chǎn)生差異，在柱出口處就發(fā)生了混合氣體被分離成各個(gè)組分的現(xiàn)象，這種采用色譜柱和檢測器對(duì)混合氣體先分離、后檢測的定性、定量的分析方法叫做氣相色譜分析法（圖 1）。

圖 1

根據(jù)需要測量的氣體選用不同的色譜柱，被測樣氣進(jìn)入色譜柱后，分離出被測氣體，以相應(yīng)的時(shí)間差送入檢測器監(jiān)測被測氣體。甲烷、非甲烷烴分析儀，采用色譜柱技術(shù)分理出CH4氣體送入氫火焰離子檢測器分析CH4濃度，其他的氣體送入氫火焰離子檢測器監(jiān)測非甲烷烴類氣體濃度（圖2）。

圖 2

2.3 FID 的工作原理 

3100采用氣相色譜法原理，采用三個(gè)定量環(huán)、一個(gè)六通閥、兩個(gè)十通閥、一根分離甲烷的色譜柱、一根烴色譜柱、一根分離苯系物的色譜柱，兩個(gè)FID檢測器的解決方案。在確保各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到*標(biāo)準(zhǔn)的前提下，實(shí)現(xiàn)較高的測試。具體的工作原理主要是通過泵將樣品抽到定量環(huán)中定量，六通閥和十通閥同時(shí)切換，烴定量環(huán)中的樣品快速通過烴柱到達(dá)FID檢測器，測定烴濃度，甲烷定量環(huán)中的樣品通過填充柱，樣品在填充柱中分離，甲烷經(jīng)過填充柱到達(dá)FID，測定甲烷濃度，苯系物通過預(yù)柱和分析柱分離，然后六通閥和十通閥同時(shí)切換至原始位置，利用反吹的方式將仍滯留在填充柱中的非甲烷烴通吹掃至出口，利用反吹的方式將預(yù)柱中比苯系物沸點(diǎn)高的誤差吹掃至出口，完成檢測。通過烴和甲烷含量的差值計(jì)算得到非甲烷烴的含量，極大縮短分析周期。烴檢出限為0.03 mg/m3，甲烷檢出限為0.03 mg/m3，可以滿足標(biāo)準(zhǔn)HJ/T38的要求。苯檢出限為0.2 mg/m3，甲苯檢出限為0.3 mg/m3，乙苯檢出限為0.3 mg/m3，對(duì)二甲苯檢出限為0.3 mg/m3，間二苯檢出限為0.3 mg/m3，鄰二甲苯檢出限為0.3mg/m3，1,3,5-三甲苯檢出限為0.3 mg/m3，對(duì)苯乙烯檢出限為0.3 mg/m3，1,2,4-三甲苯檢出限為0.3 mg/m3，1,2,3-三甲苯檢出限為0.3 mg/m3。

2.4 FID 氣相色譜儀特點(diǎn) 

對(duì) FID 檢測器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)加工，提高檢測器的靈敏度水平； 

的電子壓力控制單元，優(yōu)化流路控制和溫度控制，提高分析精度； 

實(shí)時(shí)環(huán)境溫度和壓力補(bǔ)償，適應(yīng)多種環(huán)境條件； 

特殊的閥箱設(shè)計(jì)，既支持固定污染源廢氣，也支持環(huán)境空氣； 

自動(dòng)校準(zhǔn)功能，可設(shè)定周期性自動(dòng)校準(zhǔn)和質(zhì)量控制點(diǎn)；

響應(yīng)時(shí)間短，分析時(shí)間短；

支持一臺(tái)儀器對(duì)多個(gè)工況點(diǎn)實(shí)施循環(huán)監(jiān)測； 

實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)和功能化區(qū)塊，可根據(jù)客戶需求定制功能模塊； 

內(nèi)置工控機(jī)，觸摸屏設(shè)計(jì)，支持 web 遠(yuǎn)程操作； 

支持與前段各種前處理設(shè)備信號(hào)對(duì)接；

數(shù)據(jù)輸出支持與工控機(jī)連接。 

2.5 技術(shù)參數(shù) 

測量原理：氣相色譜法

檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）

分辨率：0.01ppm

量程：甲烷（0-1000ppm）；非甲烷烴（0-1000ppm）；苯系物（0-1000ppm）；

檢出限：甲烷≤0.01ppm；非甲烷烴≤0.01ppm；苯系物≤0.05ppm

基線漂移：≤5 ×10-12A（30min）

重復(fù)性： RSD7≤2%F.S.

量程漂移：≤3%F.S.

分析周期：2min-20min（可選）

色譜柱：支持填充柱，毛細(xì)血管柱；

柱箱溫度穩(wěn)定性：＜0.5℃

閥類型：高溫轉(zhuǎn)閥 溫度＜200℃

氣路接口：1/8″不銹鋼卡套螺紋接頭 

樣氣輸入流量：200ml/min

氫氣輸入?yún)?shù)：H2，≥99.999%，（0.30±0.01）MPa

空氣輸入?yún)?shù)：除烴空氣，≥99.999%，（0.30±0.01）MPa

載氣輸入?yún)?shù)：N2≥99.999%，（0.30±0.01）MPa

輔助氣輸入?yún)?shù)：無油壓縮空氣 0.45～0.6MPa

遠(yuǎn)程控制：支持，可做參數(shù)設(shè)定、圖譜處理、校準(zhǔn)；

供電要求： 220VAC±10%，50Hz  500W

通訊方式：RS232、以太網(wǎng)

人機(jī)界面：觸摸液晶屏 

工作環(huán)境：溫度：5-35℃；濕度：20-90%RH

儀器尺寸：19 英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，高度 6U，（430×266.7×633）mm（W×H×D） 

約 25kg

3 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng) 

3.1 煙氣溫壓流一體化監(jiān)測儀 

溫壓流一體化監(jiān)測儀擁有高精度微差壓/靜壓傳感器，同時(shí)配備反吹單元，是專門針對(duì)煙氣排放連續(xù)監(jiān)測的高粉塵、高溫、高濕環(huán)境而開發(fā)的一體化溫度、壓力、流速監(jiān)測儀，符合*相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，可以用于煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)進(jìn)行煙氣溫度、壓力、流速及流量的實(shí)時(shí)連續(xù)測量。 

3.2 測量原理

溫壓流一體化測量裝置的結(jié)構(gòu)主要包括微差壓變送器、靜壓傳感器、熱電阻（或熱電偶）、皮托管、控制單元、反吹單元、顯示單元、數(shù)據(jù)傳輸單元等。其測量原理是：一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測量方式。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹單元主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時(shí)的系統(tǒng)反吹。溫壓流一體機(jī)采用高精密微差壓變送器，自動(dòng)調(diào)零，自動(dòng)反吹，反吹保護(hù)，數(shù)據(jù)上傳與顯示等功能; 

3.3 溫度壓力流速監(jiān)測儀優(yōu)勢(shì) 

實(shí)時(shí)測量溫度、壓力、流速，并通過 4-20mA 模擬信號(hào)輸出； 

流速檢測可達(dá) 2-40m/s； 

采用高精密微差壓變送器，自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)，可靈活配置變送器維修更方便，良好的人機(jī)交互界面。 

可適應(yīng)高粉塵、高溫、高濕等煙氣場合； 

流速測量精度高、可靠性好、可長期連續(xù)工作； 

自身配備自動(dòng)反吹單元，可定時(shí)反吹皮托管內(nèi)的顆粒物；具備反吹保護(hù)功能；

結(jié)構(gòu)緊湊，可直接安裝在管道上；

3.4 技術(shù)指標(biāo)

3.4.1 煙氣流速監(jiān)測儀

量程 ：0-40m/s  0-15.5m/s 可訂制

測量精度：≤±2%F.S.

分析方法：皮托管法 

環(huán)境溫度限制 (*低/*) ：-40～60℃

電源：220±10%VAC

儀用空氣要求：0.4Mpa 以上，無油無水

響應(yīng)時(shí)間：<1s；

輸出信號(hào)：4~20mA；

皮托管材質(zhì)：不銹鋼；

反吹單元：自動(dòng)反吹，自動(dòng)調(diào)零； 

皮托管插入長度：500~1700mm 可選（訂制）；

壓力變送器量程：-10~10kPa、 *小±200Pa 或其它訂制量程；

介質(zhì)溫度范圍：-40~500℃；

3.4.2 煙氣壓力監(jiān)測儀

量程(高/低) ：±10Kpa

測量精度：≤±2%

分析方法：靜壓傳感器 

環(huán)境溫度限制 (*低/*)：-40～60℃

用電量：5w

輸出信號(hào)型式：（4～20）mA

3.4.3 溫度監(jiān)測儀

量程 ：0-300℃

測量精度：≤±2%

分析方法： 熱電阻（或熱電偶）

環(huán)境溫度限制 (*低/*)：-40～60℃

用電量：2W 

輸出信號(hào)型式： （4～20）mA

VOCs報(bào)警傳感器

VOCs在線檢測裝置：/1606244228