污染源voc濃度及排放總量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種污染監(jiān)控系統(tǒng)，具體地說(shuō)是一種污染源voc濃度及排放總量實(shí)時(shí) 監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] V0C是揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatileorganiccompounds)的英文縮寫，普通意義 上的V0C是指揮發(fā)性有機(jī)物，而環(huán)保意義上的V0C是指活潑的一類揮發(fā)性有機(jī)物，即會(huì)產(chǎn)生 危害的那一類揮發(fā)性有機(jī)物。
[0003] V0C (即揮發(fā)性有機(jī)化合物）對(duì)人體健康有巨大影響。當(dāng)居室中的V0C達(dá)到一定 濃度的時(shí)候，人們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐、乏力等癥狀，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)抽搐或昏 迷。V0C會(huì)傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，造成記憶力減退等嚴(yán)重后果。
[0004] 同時(shí)V0C是形成PM2. 5的重要來(lái)源，據(jù)估算，我國(guó)V0C排放量大約在2000到3000 萬(wàn)噸左右，因此，為了改善環(huán)境質(zhì)量，控制V0C的排放，已經(jīng)是勢(shì)在必行的一項(xiàng)工作。但目前 控制V0C的排放工作中還是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。
[0005] 我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放大量的V0C氣體，對(duì)該類氣體的排放濃度和總量進(jìn)行檢 測(cè)和控制是十分重要和必要的，而常用的檢測(cè)方法是現(xiàn)場(chǎng)采樣加實(shí)驗(yàn)室分析法，該方法需 要人工采樣，實(shí)驗(yàn)室分析，對(duì)V0C排放企業(yè)的監(jiān)控頻次低，且檢測(cè)數(shù)據(jù)需要很長(zhǎng)時(shí)間才能夠 得到，不能對(duì)企業(yè)的voc排放做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0006] 另外，一臺(tái)有效的V0C檢測(cè)設(shè)備需要具備分析數(shù)十種化合物有效成分的能力，以 應(yīng)對(duì)不同的檢測(cè)對(duì)象的使用需求，因此，其價(jià)格往往是以百萬(wàn)元計(jì)的，而如果這種高價(jià)位的 檢測(cè)設(shè)備設(shè)點(diǎn)布局在各個(gè)污染物企業(yè)的排污檢測(cè)上的，是不可想象的，也是根本做不到的， 這也就導(dǎo)致對(duì)污染源的特征污染物的濃度及排放總量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)基本是不可實(shí)現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的就是提供一種污染源V0C濃度及排放總量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，以解決常 規(guī)檢測(cè)方式不能對(duì)企業(yè)的V0C排放做到實(shí)時(shí)監(jiān)控的問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種污染源V0C濃度及排放總量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，包括有： 廢氣采樣單元，分別與廢氣預(yù)處理單元和反吹單元相接，用于對(duì)被測(cè)點(diǎn)排放的廢氣進(jìn) 行采樣、過(guò)濾和加熱處理； 廢氣預(yù)處理單元，分別與所述廢氣采樣單元、V0C檢測(cè)單元和校準(zhǔn)單元相接，用于對(duì)采 集的廢氣樣品進(jìn)行冷凝除濕處理； V0C檢測(cè)單元，分別與所述廢氣預(yù)處理單元和數(shù)據(jù)處理單元相接，用于檢測(cè)經(jīng)處理后的 廢氣樣品中的V0C濃度，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理單元； 廢氣參數(shù)測(cè)量單元，分別與數(shù)據(jù)處理單元和反吹單元相接，用于對(duì)被測(cè)點(diǎn)排放的廢氣 進(jìn)行溫度、壓力、流量和濕度的檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)處理單元； 數(shù)據(jù)處理單元，分別與所述V0C檢測(cè)單元、所述廢氣參數(shù)測(cè)量單元、反吹單元和通訊單 元相接，用于定期啟動(dòng)反吹單元?jiǎng)幼?，并?duì)輸入的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，然后將數(shù)據(jù)信息 發(fā)送到中心控制單元； 反吹單元，分別與所述數(shù)據(jù)處理單元、所述廢氣采樣單元和所述廢氣參數(shù)測(cè)量單元相 接，分兩路對(duì)所述廢氣采樣單元中的采樣氣路和所述廢氣參數(shù)測(cè)量單元中的測(cè)量?jī)x器分別 進(jìn)行定期的反吹清理； 通訊單元，與所述數(shù)據(jù)處理單元相接，并通過(guò)有線或無(wú)線方式與中心控制單元相接，用 于將所述數(shù)據(jù)處理單元輸出的數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)程發(fā)送到中心控制單元；以及 中心控制單元，通過(guò)有線或無(wú)線方式與所述通訊單元相接，用于接收由數(shù)據(jù)處理單元 輸出的數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)點(diǎn)所排放廢氣中的VOC的濃度和排放總量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0009] 本發(fā)明污染源VOC濃度及排放總量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)還包括有： 校準(zhǔn)單元，與所述廢氣預(yù)處理單元相接，用于通過(guò)所述廢氣預(yù)處理單元對(duì)所述VOC檢 測(cè)單元中的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行定期標(biāo)校。
[0010] 在所述廢氣采樣單元中設(shè)有加熱裝置、過(guò)濾裝置和冷卻除濕裝置，所述加熱裝置 對(duì)采集的廢氣樣品進(jìn)行加熱，所述冷卻除濕裝置對(duì)加熱后的廢氣樣品進(jìn)行冷卻除濕處理。
[0011] 所述VOC檢測(cè)單元是使用光離子化檢測(cè)器對(duì)所采集廢氣中的VOC進(jìn)行監(jiān)測(cè)，檢測(cè) 包括芳香類、酮類、醛類、氨和胺類、鹵代烴類、硫代烴類、不飽和烴類和醇類等；其中，芳香 類是含有苯環(huán)的系列化合物，如苯、甲苯、萘等；酮類和醛類是含有c=0鍵的化合物，如丙酮 等；氨和胺類是含N的碳?xì)浠衔?，如二甲基胺等；不飽和烴類如烯烴等。
[0012] 所述中心控制單元對(duì)所接收的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總、分析和超限報(bào)警，并可將其中 的VOC的濃度和排放總量換算成被測(cè)點(diǎn)（即排污企業(yè))排放的特征污染物的濃度和總量予以 記錄和顯示。
[0013] 雖然本發(fā)明中的VOC檢測(cè)單元所檢測(cè)到的是有機(jī)物的總量，但由于每個(gè)排污企業(yè) 的某個(gè)污染源所排放的有機(jī)物是特定的，因而，VOC檢測(cè)單元檢測(cè)所檢測(cè)到的VOC的濃度和 排放總量，實(shí)際就是該特定污染源所排放的特征污染物的濃度和排放總量，這樣，本發(fā)明就 無(wú)須在VOC檢測(cè)單元中配置對(duì)各種污染有機(jī)物進(jìn)行分辨的大型設(shè)備，僅保留VOC的濃度檢 測(cè)和排放總量的計(jì)量功能，結(jié)合事先對(duì)各被測(cè)點(diǎn)的被測(cè)氣體的具體成分分析，就可明確得 出該被測(cè)點(diǎn)特征污染物的濃度和排放總量實(shí)際就是VOC檢測(cè)單元檢測(cè)的VOC的濃度檢測(cè)和 排放總量。這樣，本發(fā)明就可利用僅有數(shù)千元價(jià)格的光離子化檢測(cè)器即可完成特征污染物 的濃度和排放總量的監(jiān)控工作，使對(duì)污染源的特征污染物的濃度及排放總量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成 為可能。本發(fā)明的關(guān)鍵就在于此。
[0014] 本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是： 1、 廢氣采樣單元可對(duì)所采集的廢氣進(jìn)行全程加熱，從而有效地去除氣體中的顆粒物和 水分對(duì)后續(xù)測(cè)量的干擾，有利于提高檢測(cè)精度，減少測(cè)量誤差； 2、 廢氣參數(shù)測(cè)量單元可同步檢測(cè)出廢氣的溫度、壓力、濕度和流速等參數(shù)，進(jìn)而對(duì)VOC 的排放總量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控； 3、 設(shè)置校準(zhǔn)單元，可對(duì)廢氣參數(shù)測(cè)量單元中的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行在線實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，保證檢測(cè) 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性； 4、VOC檢測(cè)單元使用光離子化檢測(cè)器檢測(cè)有機(jī)氣體，檢測(cè)種類多，檢測(cè)靈敏度高； 5、 根據(jù)用戶需求，可更換FID檢測(cè)器。
[0015] 本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)采用冷凝法測(cè)量煙氣/廢氣濕度，測(cè)量精度高，用戶維修 維護(hù)簡(jiǎn)便，整套設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本低，可實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分鐘平均值，可將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出 Excel文檔；氧氣測(cè)量使用氧化鋯傳感器，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，準(zhǔn)確性高，壽命長(zhǎng)；PID\UV-DOAS\FTIR 之VOC監(jiān)測(cè)方式用戶任選，根據(jù)用戶監(jiān)測(cè)目的及功能要求選擇；采用嵌入式單板機(jī)，可動(dòng)態(tài) 顯示氣體吸收曲線。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0017] 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0018] 圖3是本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)布局的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)包括：廢氣采樣單元、廢氣預(yù)處理單元、VOC檢測(cè) 單元、廢氣參數(shù)測(cè)量單元、數(shù)據(jù)處理單元、反吹單元、校準(zhǔn)單元、通訊單元和中心控制單元等 部分；其中，廢氣采樣單元的輸出端接廢氣預(yù)處理單元，廢氣預(yù)處理單元的輸出端接VOC檢 測(cè)單；廢氣參數(shù)測(cè)量單元和VOC檢測(cè)單元的輸出端共接到數(shù)據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)輸入端，數(shù) 據(jù)處理單元的數(shù)據(jù)輸出端接通訊單元；數(shù)據(jù)處理單元的兩路控制信號(hào)輸出端，一路接反吹 單元，另一路接校準(zhǔn)單元；反吹單元有兩路輸出，其中一路接廢氣采樣單元，另一路接廢氣 參數(shù)測(cè)量單元；校準(zhǔn)單元的輸出接廢氣預(yù)處理單元；通訊單元通過(guò)無(wú)線或有線方式與中心 控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0020] 廢氣采樣單元包括有加熱裝置、過(guò)濾裝置、冷卻除濕裝置和復(fù)合取樣管線(又稱 "伴熱管線")，加熱裝置對(duì)由被測(cè)點(diǎn)采集的廢氣樣品進(jìn)行加熱處理，過(guò)濾裝置對(duì)廢氣樣品進(jìn) 行過(guò)濾，冷卻除濕裝置對(duì)廢氣樣品進(jìn)行冷卻除濕處理。也可將加熱裝置和過(guò)濾裝置與廢氣 采樣單元中的采樣頭相結(jié)合，形成一種加熱過(guò)濾采樣頭，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。
[0021] 在廢氣預(yù)處理單元中設(shè)有煙氣冷凝過(guò)濾裝置，以對(duì)所采集并被加熱處理過(guò)的廢氣 樣品進(jìn)行冷凝除濕處理。
[0022]VOC檢測(cè)單元包括一臺(tái)光離子化檢測(cè)器(簡(jiǎn)稱PID)。光離子化檢測(cè)器是采用一個(gè) 紫外燈來(lái)離子化樣品氣體，從而檢測(cè)其濃度。當(dāng)樣品分子吸收到高紫外線能量時(shí)，分子被電 離成帶正負(fù)電荷的離子，這些離子被電荷傳感器感收到，形成電流信號(hào)。紫外線電離的只是 一小部分VOC分子，因此在電離后它們還能結(jié)合成完整的分子，以便對(duì)樣品做進(jìn)一步的分 析。本發(fā)明中的VOC檢測(cè)單元可檢測(cè)芳香類、酮類、醛類、氨和胺類、鹵代烴類、硫代烴類、不 飽和烴類以及醇類等多種化合物。
[0023] 廢氣參數(shù)測(cè)量單元包括廢氣溫度測(cè)定儀、廢氣壓力測(cè)定儀、廢氣流量測(cè)定儀和廢 氣濕度測(cè)量?jī)x等，可對(duì)被測(cè)點(diǎn)排放的廢氣進(jìn)行溫度、壓力、流量和濕度的檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù) 據(jù)輸送到數(shù)據(jù)處理單元。
[0024] 數(shù)據(jù)處理單元用