[发明专利]针对工业烟气挥发性有机化合污染物的连续排放监测系统

说明书

技术领域

本发明属于工业烟气排放连续监测技术领域，特别涉及针对工业烟气挥发性有机化合污染物VOCs的烟气连续监测系统CEMS。该系统适用于纺织、火电、石油化工、喷涂、冶金等行业。

背景技术

《大气污染物综合排放标准GB16297-1996》中定义污染源是指排放大气污染物的设施或指排放大气污染物的建筑构造(如车间等)。污染源按照排放方式不同可分为固定污染源和流动污染源。固定污染源指烟道、烟囱及排气筒等具有固定位置，排放稳定的排放源。固定污染源中挥发性有机化合污染物VOCs主要来源于纺织、火电、石油化工、喷涂、冶金等行业。其主要特点是排放强度大、浓度高、污染物种类多、持续时间长，对局部环境影响较大，属于有组织排放监控点。对固定污染源进行在线监测能够检查污染源排放到废气中的有害物质是否符合排放标准的要求，评价企业净化装置的性能和运行情况，以及污染防止措施的效果，为大气质量管理与评价提供依据。

目前常用的烟气连续排放监测系统CEMS，主要监测SO₂、NOx、O₂、烟尘浓度、烟气温度、压力、流速、湿度等多项相关参数，但缺少对挥发性有机化合污染物VOCs的监测。有少数国外公司开发了针对工业挥发性有机化合污染物VOCs的工业级GC系统，如横河公司的GC8000系统和西门子公司MaxumTMEd.II工业色谱系统，但是都是采用冷阱捕集和热解析的方法，这种方法时效性差，成本较高，并且由于工业烟气水蒸气含量较高，若样品气中水蒸气去除不尽，冷阱很容易因结冰而损坏。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有烟气连续排放监测系统CEMS针对挥发性有机化合污染物VOCs监测的不足，提供一种针对工业烟气挥发性有机化合污染物VOCs的连续排放监测系统CEMS，实现了采样、检测、反吹、待机等功能的切换，具有安全可靠，精度高，更换与维护成本低，控制方便等特点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明提出的针对工业烟气挥发性有机化合污染物的连续排放监测系统，其特征在于，该系统包括采样子系统、反吹子系统、供气子系统、气体检测子系统和控制子系统五部分；采样子系统用于将烟道中的烟气连续采集到定量管中；反吹子系统用于清洗采样探头；供气子系统用于采样探头的反冲洗、检测子系统进样和分析的载气；气体检测子系统用于在线分析样品气中的挥发性有机化合污染物组分和浓度；控制子系统用于控制整个检测系统的运行以及在线监控烟气中的挥发性有机化合污染物浓度。

本发明提出的针对工业烟气挥发性有机化合污染物的连续排放监测系统，其中采样子系统包括由第一电磁阀、采样探头、第二电磁阀、伴热管、除氧管、空气泵、第一流量控制器、六通阀和定量管，采样探头中的过滤器包括依次排列的干燥层、粗过滤网和精过滤网；其中，采样探头的出口连到第二电磁阀的入口，伴热管的入口连到第二电磁阀的出口，伴热管的出口连到除氧管的入口，空气泵的入口和出口分别连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连到六通阀的，定量管的两端分别连接到六通阀的两个口上；采样子系统的功能是将烟气经过一系列预处理后采集到定量管中。反吹子系统包括N₂罐、第一减压阀、第二流量控制器、第三电磁阀和第三流量控制器，N₂罐的出口依次通过第一减压阀、第二流量控制器、第三电磁阀和第三流量控制器连接到采样探头上；反吹子系统的功能是用高纯氮将采样探头的过滤层和干燥层冲洗干净，实现再生。供气子系统包括N₂罐、第一减压阀、第二流量控制器、分子筛干燥器、除氧管、H₂罐、第二减压阀、第四流量控制器、空气罐、第三减压阀和第五流量控制器；其中，N₂罐依次通过第一减压阀和第二流量控制器、分子筛干燥器、除氧管连接到六通阀的d口，H₂罐通过第二减压阀和第四流量控制器接入气体检测子系统的氢离子火焰检测仪FID第一入口，同时空气罐通过第三减压阀和第五流量控制器接入气体检测子系统氢离子火焰检测仪FID的第二入口；供气子系统的功能是给反吹子系统和气体检测子系统供气。气体检测子系统包括气相色谱仪GC和氢离子火焰检测仪FID，气相色谱仪GC的入口和出口分别连到六通阀和氢离子火焰检测仪FID。控制子系统包括主控柜、连接线和监控器，主控柜和监控器通过连接线相互连接，并连接到上述四个子系统中需要控制的部件。

本发明与现有烟气连续排放监测系统CEMS相比有以下优点及突出性效果：