挥发性有机物VOCs处理解决方案

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1、挥发性有机物VOCs处理解决方案一、概述目前备受关注的雾霾天气已经成为我国最突出的环境问题之一，其主要是由于细颗粒 物PM2.5造成的，而挥发性有机物(VOCs)作为PM2.5的重要前体物和光化学烟雾的主要 组成部分，对雾霾的形成起着至关重要的作用。同时，VOCs的排放会引起光化学烟雾， 使全球气候变暖并破坏同温层的臭氧。因此，控制固定污染源废气VOCs的排放，是降低PM2.5和03浓度、减少灰霾天气和光 化学烟雾污染，改善区域城市大气环境质量的有效手段之一。二、VOC的定义及国内污染物排放标准VOC(Volatile Orga nic Compou nds)挥发性有机化合物是指在常温状态下容

2、易挥发的有机化合物。除农药外的，所有的沸点 在50260C之间的有机化20 C下，蒸汽压力大于0.01kPa的所有化合物参与大气光化学反应 J的所有含碳化合物1国家出台的各行业污染物排放标准:标准名称标准号VOC监测对象大气亏染物综合排放标准GB 16297-1996苯、甲苯、二甲苯、甲醛、乙醛、丙烯醛、氯本类、氯乙烯、光气、非甲烷总烃环境空气HJ 604-2011总烃石油炼制工业污染物排放标准GB 31570-2015苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃石油化学工业污染物排放标准GB 31571-2015非甲烷总烃、有机特征污染物合成革与人造革工业污染物排放标 准GB 21902-2008苯、甲苯、

3、二甲苯、非甲烷总烃橡胶制品工业污染物排放标准GB 27632-2011苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃储油库大气污染物排放标准GB 20950-2007油气（非甲烷总烃）电子工业污染物排放标准征求意见稿苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、非甲烷总烃、异丙醇、丙酮、二氯甲烷涂装工业污染物排放标准征求意见稿苯、甲苯、二甲苯、乙苯、甲醛、苯乙烯、二氯甲烷、乙酸乙酯、总挥发性有机物工业园区污染物排放标准征求意见稿非甲烷总烃、有机特征污染物三、系统设计理念VOC 监测系统由采用系统、样品处理系统、分析仪器及分析小屋 /机柜组成。防爆或非防爆方式可选。针对性 1.充分考虑样气条件、露点等因素，针对性设计预处理系统。

4、2.防爆/非防爆型可选。 3.高度防腐蚀设计。所有接触样品的部件（例如，管道、阀、压力调节器和 流量计） 4.特殊的密封组件防泄漏设计。稳定及可靠性 1.基于防腐蚀及防泄漏的设计理念，保证系统长期可靠的连续运行。 2.高效的采用探头防堵塞设计，采用自动高压高频反吹方式，减少维护。 3.稳定的仪表工作环境。夏季制冷和冬季保温设计。经济性 1.技术先进、稳定可靠、适用性强。 2.符合环保要求的基础上，经济合理。3.系统设计充分考虑环保特点，并可扩展测量要求，提高系统的利用价值。四、产品遵循标准本系统的设计、制造、验收规范主要按下列标准和技术规范进行HJ 734-2014HJ 732-2014固定污

5、染源废气挥发性有机物的测定固定污染源废气挥发性有机物的采样固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）HJ/T75-2007固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行） HJ/T76-2007 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准HJ/T 212固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB/T16157-1996烟气采样器技术条件HJ/T47-1999大气污染物综合排放标准GB 16297-1996工业炉窑大气污染物排放标准GB 9078-1996工业控制设备及系统的端子板NEMAICS4工业控制装置及系统的外壳NEMAICS6分析仪器环境试验方法总则分析仪器环境试验方法

6、低温贮存试验 分析仪器环境试验方法高温贮存试验 分析仪器环境试验方法跌落试验 分析仪器环境试验方法碰撞试验爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范爆炸环境用防爆电器设备爆炸性气体环境用电气设备第0 部分：通用要求爆炸性气体环境用电气设备第1部分：隔爆型“d”爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全“i”外壳提供的防护程度 石油化学工业污染物排放标准 石油炼制工业污染物排放标准 涂装工业污染物排放标准 地方标准GB/T11606.11989GB/T11606.141989GB/T11606.151989GB/T11606.161989GB/T11606.171989GB 50058GB 3836.0

7、112IEC60079-0IEC60079-1IEC60079-4IEC 60529GB 31571-2015GB 31570-2015征求意见稿五、供货范围序号设备名称规格型号单位数量生产厂家、废气VOCs在线监测系统1.取样探头-套1国内集成2.取样管线BWG-F6米1X30国内集成3.色谱分析仪Maxum 11（测量 NMHC）台1德国 /SIEMENS4.样品预处理系统-套1国内集成5.控制系统S7-200套1德国 /SIEMENS6.标气根据量程定制浓度瓶1氦普7.标气根据量程定制浓度瓶1氦普8.载气（N2）40L 99.999%瓶1氦普9.燃烧气（H2）40L 99.999%瓶1氦

8、普序号设备名称规格型号单位数量生产厂家、废气VOCs在线监测系统10.助燃气（02）40L瓶1氦普11.流量测量系统SITRANS P套1德国 /SIEMENS12.温度测量系统SITRANS T套1德国 /SIEMENS13.压力测量系统SITRANS P套1德国 /SIEMENS二、数据采集传输系统1.烟气监测控制系统DAS V1.0套12.数据米集系统硬件 计算机曰TO显示器电脑操作台+座椅2G/500G22 寸 LCD套台台台1DELLDELL国产3.数采仪按照环保要求配置套1说明：1）分析仪测量组分需根据要求配置,可选测量组分:NMHC/苯/甲苯/二甲苯/VOCs; 测量组分及数量将

9、影响价格变动。2）可选配彩钢及不锈钢分析小屋。六、方案介绍6.1 测量项目主要监测：苯系物（苯/甲苯/二甲苯等）、VOCs组分。6.2 系统组成6.2.1 概述VOCs 在线连续监测系统由气态污染物（非甲烷总烃、苯系物等 VOCs 组分，具体监 测项目根据行业要求确定）监测子系统、烟气参数（流量、压力、温度等）监测子系统 以及数据采集与处理子系统构成。GPRS/网貉DCS环保局口集团公司QJSL.运堆中心总烃、非甲烷总烃、甲醛、乙 醛、丙烯醛、二氯甲烷、乙酸乙 酯二氯甲烷、苯系物。如上图所示：气体污染物监测子系统采用气相色谱分析仪测量甲烷及非甲烷总烃、 苯、甲苯、二甲苯、苯系物、等挥发性有机物

10、VOCs气体浓度。烟气参数监测子系统包括烟气流速、温度和压力的测量，烟气流速采用差压变送器 测量，通过测量烟气流动中的静压和动压，得到烟气的流速，统计VOCs的排放总量。数据采集与处理子系统由中央单元、上位机、 VOCs 在线连续监测系统监测软件、 DCS 预留接口、数据远传单元等构成、中央单元接收所有设备的信号输出，通过内部的处 理单元转换为 RS485 接口与外界进行数据传输，并能生成报表。存储数据、查询历史记 录、与环保部门联网通讯等功能。6.2.2 测量方法VOCs 气态污染物：在线气相色谱法烟气采样方法：直接抽取流量测量方法：差压法（皮托管）温度测量方法：热电阻/热电偶压力测量方法：

11、直接法6.3取样及预处理系统气体采样及分析简图6.4 工业气相色谱仪测量原理：在线气相色谱法 色谱测量分为两个步骤： 第一步：分离DETECTORSAMPLE LOOPColumn 3Column 2Column 1D/CVENTSAMPLE SAMPLE HELl(J INVENTColumn_REFERENCE : MEASURE气相色谱法的分离原理就是利用样品中各组分在流动项和固定项中吸附力或溶解度不同，也就是说分配系数不同。当两项相对运动时，样品各组分在两项间也就不一样。分配系数小的组分会较快大流出色谱柱，分配系数越大的组分就越易滞留在固定相内，流过色 谱柱的速度较慢。这样一来，当流经

12、一定的柱长后，样品中各组分得到了分离。当分离后 的各个组分流出色谱柱而进入检测器时，记录仪就记出各个组分的色谱峰。第二步：气体监测检测器：FID、PID、FPD等，根据待测气体的特性进行选择配置。FID(flame ionization detector)检测器：FID即火焰离子化检测器，因为一般都用的是氢气，所以叫氢焰离子化检测器是一种 高灵敏度通用型检测器，它几乎对所有的有机物都有响应，而对无机物、惰性气体或火焰 中不解离的物质等无响应或响应很小，它的灵敏度比热导检测器高100-10000倍，检测限 达10-13g/s，对温度不敏感，响应快，适合连接开管柱进行复杂样品的分离，线性范围为 1

13、0的7次方是气体色谱检测仪中对烃类(如丁烷，己烷)灵敏度最好的一种手段，广泛用于 挥发性碳氢化合物和许多含炭化合物的检测。lame Ionization De tec lor (F(D)-inputExhuusl(urrcnt nK3*iunnp (ii iruii responds Ep io阳 erected by curiibustion in lhe liningr性能特点：膜片阀技术，克服交叉干扰电子压力控制，方便维护柱间检测器，提高测量准确性零点自动基线校正 可实现远程控制，便于使用维护工业气相色谱-特点即插即用电子硬件：工业色谱仪采用最新的智能电子硬件设计，功能强大，电器灵活 性

14、高，维护和操作简单方便强大的处理软件：工业色谱仪的所有操作包括色谱图信号处理都由强大的软件 一一 EZChrom 软件来控制，简单经济多重分析工具：工业色谱拥有全套应用工具，包括柱箱，检测器，阀和一些特殊硬件, 使它能够实现范围很广的应用，这样用户只需依靠单台设备就能满足自己的分析需要并行和无阀的工业色谱：功能繁多的软件和硬件使工业色谱能广泛使用并行色谱和无 阀切换技术，这些技术降低了色谱应用的难度，缩短了分析周期，也节省了费用图形化的人机界面：工业色谱仪采用了灵活的图形化人机界面，使技术人员能够简单 快捷的维护和操作色谱仪，这些界面既可以是内置的，也可以通过计算机工作站来使 用 完备的网络能

15、力：工业色谱仪使用工业标准的TCP/IP协议以及基于以太网的硬件，网 络兼容性很强，能够轻松实现人机对话兼容老型号产品：工业色谱仪包容了老型号产品的所有技术，具有向下兼容性，并提 供在现场进行的便宜的老产品升级方法 技术参数：柱箱：单空气浴柱箱或有两个独立恒温区的双空气浴柱箱，对低于环境温度的操作可 使用旋风制冷；电加热单柱箱或双柱箱；双柱箱型有两个完全不同的空间可彻底独立 操作检测器：FID检测器模块数量：空气浴柱箱，13个，可任意组合；电加热柱箱，12个，可任意 组合取样/柱切阀：膜式阀，转动或平动活塞膜片阀，无阀柱切，高温液体进样阀 色谱柱：填充柱，微填充柱，毛细管柱气体压力调节：最多8

16、通道电子压力控制 最小测量范围（通常）：TCD，0500ppm； FID，OTppm 重复性：2100%, 0.5%FS ； 0.052% , 1%FS ； 50500ppm , 2%FS ； 550ppm ,3%FS； 0.55ppm， 5%FS 分析周期：15秒3小时（视应用而定） 灵敏度：0.5%FS 线性度：2%FS 柱箱温度范围：5225C 温度控制精度：0.02C 环境对温控的影响：采用电子压力控制，无环境温度影响震动影响：忽略不计平均维护时间：1小时平均故障周期：3年（除消耗品） 串行通信：RS 232 以太网：标准10M网，RJ 45连接 MODBUS 通讯：RS 485 接口

17、，RTU 协议标准I/O： 2个模拟输出，4个数字输出（1个系统故障，3个用户组态），4个数字输 入， 1 个串口输出任选I/O板槽：2 I/O 板: AO，8个隔离模拟输出；DI/O，4个数字输入和4个数字输出；AI/O，2个数字输入， 2个数字输出， 2个模拟输入， 2个模拟输出 数字输入：光电耦合，内置1224VDC电源，触点浮空 备选：使用特殊的数字输入时，可转换为外部1224VDC供电（触点浮空），外部电源负端接公共端 数字输出：浮空双掷触点，触点额定1A30V，最大0.5A电感性负载，如果连接电磁阀，应有一个二极管抑制电磁阀负载 模拟输入：-20+20mA，50欧姆，或者-10+1

18、0mA，1兆欧姆 模拟输出：0/420mA, 750欧姆，共用负端 接线端子：螺钉连接，线径1.5mm 样品流量：50200毫升/分钟A样品过滤：5p. 压力范围：2psig75psig 最高样品温度：标准，250F取样管路材料：特弗伦，聚酰亚胺，不锈钢标定方式：手动或自动零点标定：自动基线校正量程标定：瓶装标准气6.5流量监测方法：皮托管差压制造厂家：SIEMENS设备型号：SITRANS P测量范围：040m/s仪器准确度：1%系统误差：2%采样方法：直接式分析方法：皮托管法环境温度限制（最低/最高）：-2555C用电量：5VA仪用空气要求：无报警输出：2路接点输出AC/DC 24V 1A

19、输出信号型式：420mA66压力监测方法：连续监测制造厂家：SIEMENS设备型号：SITRANS P量程（高/低）：-1000 TOOOPa精确度： 0.1%误差： 0.1%采样方法：直接法环境温度限制（最低/最高）：-25-+55 C电源： DC 24V 0.5A仪用空气要求：无警报输出：极限报警输出信号型式： 4-20mA6.7 温度监测方法：连续监测制造厂家： SIEMENS设备型号： SITRANS T量程（高/低）： 0500C精确度： 1%误差： 1%采样方法：直插式分析方法：热电阻环境温度限制（最低/最高）：-25-+55 C电源： DC 24V 0.5A仪用空气要求：无警报输

20、出：极限报警输出信号型式： 4-20mA6.8数据采集传输系统1 ）数据采集 DAS 系统功能描述CEMS 计算机硬件系统采用高可靠性的美国 DELL 计算机。它适用于在恶劣工作环境 条件下连续正常运行。PAS-DAS 用来获取和处理来自各分析仪传输来的数据，并进行实时而有效的控制和处 理，对各CEMS厂商的分析仪具有良好的兼容性。PAS-DAS的开发充分参考了中国环保法 规，并与中国火电厂的应用实际相结合，是目前为止唯一满足国内环保、电力行业对烟气 连续监测系统的关于数据、报表的要求的数据采集控制系统。该系统包括两部分，即：可 编程逻辑控制器、数据处理及控制子系统。PLC是CEMS系统的数据

21、采集、控制单元。与常规的控制方式不同，PLC提供了更为 丰富的功能和更高的可靠性、扩展能力。在CEMS系统中，PLC提供了各种模拟量数字量 的输入输出信号，并通过软件进行深度处理，PLC提供了 24小时的记录接口系统，可以将加工过的数据传输给DAS，其控制指令 通过 DAS 激活。1）数据处理及控制子系统具有丰富的功能，功能包括： 数据采集：根据需要，定时地采集各个通道的模拟量 /数字量数据。采样的对象可以 包括S02、NOx烟尘、烟气流量（湿度、温度、压力、含氧量）等。数据处理：根据采样得到的数据，可以计算得到各种测量项的分析结果以及需要的统 计数据，可以提供烟气气体成分即时值、指定时间段内

22、的平均值和指定时间段内的排放量 并且可以识别无效的数据。数据保存：根据需要，可以保存原始采样数据和统计数据。如各通道采样原始数据， 即时烟气气体浓度，单位时间内烟气气体浓度平均值，小时、日、月、年内烟气气体浓度 平均值和各种烟气的累计干烟气排放量。数据显示：可以即时显示采集到的通道烟气监测数据和监测日期时间。形式可以有： - 数值显示：显示各通道各种烟气的测量值。每个数据组伴随显示正常范围值和 超限报警值。屏幕上可以始终保留显示几个数据组。可以通过鼠标操作显示当日内以往数 据组。- 条形图显示：每个通道的采样数据在一个条形图上显示，条形图有浓度标尺，正 常范围值和超限报警值。在图上以不同颜色的

23、背景显示。每采样一次，条形图刷新一次。 在条形图上方，显示条形图所示的数值。- 显示采样趋势图：以曲线的形式显示当前测量的各通道的烟气浓度。- 显示历史数据：选择某一通道，在某一段时间内，某一时间单位下的浓度或累计 排放量。数据打印：根据需要可以打印报表、显示内容、校正记录等。适应性：系统具有自适应性，只要修改系统设置和建立相应的测试模板，系统就可以 适应新的一次测量仪表。修改系统设置，也可以改变测量对象。系统操作：- 校准：通过系统设置，系统可以定时定标。如果需要，也可以在安全认证后在操作 界面上即时定标。- 反吹：通过在系统设定，系统可以定时反吹。如果需要，也可以在安全认证后在 操作界面上

24、即时反吹。- 报警：系统可以提供超限报警和事故报警。- 自检：系统提供自检工具，若有异常，给出提示。数据的安全性和保密性：进入系统必须经过安全认证，以避免误操作和确保系统数据 的保密性，提供数据备份功能。数据传输：所监测参数可以就地显示并传至厂内的环保监测站，留有接口可将信号传 输到电厂集中单元控制室显示和记录。数据丢失处理：数据丢失处理完全符合即将颁布执行的火电厂烟气连续监测系统技 术规范要求。2）报告系统报告系统可自动产生报告2） 数据采集技术指标制造厂家：美国DELL计算机，双核2.7G /1G内存/硬盘500G/DVD光驱，19寸液晶操作系统： Windows XP烟气连续监测系统软件： PAS-DAS-V1.0系统数据采集率：大于 95%与政府环境监测部门的通讯，通过有线/无线通讯网络进行防尘要求： IP34环境温度限制（最低/最高）：+5-+45 C用电量： 0.5 kVA6.9 系统使用环境VOC 在线连续监测系统可以在恶劣的环境下长期安全运行，满足以下条件： 供电电压：AC220V20%,频率为501Hz； 仪表环境温度：（-20+50）C 湿度： 气压（86-106） kPa 所有设备的总用电量（kVA）： 3kVA