超低排放粉尘仪

VOCs在线监测系统​

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挥发性有机物TVOC、VOC、VOCS气体检测解决方案

2019-06-26

工具/原料

TVOC气体传感器、XL90智能网关

XL.VIEW组态上位机监控软件

一、VOCs 的基本特性

方法/步骤1:

VOCs 的定义


VOCs 的学术定义:是指在正常状态下(20℃,101.3kPa),蒸气 压在 0.1mmHg(13.3Pa)以上沸点在 260℃(500℉)以下的有机化学物质。


方法/步骤2:

VOCs 的特性


●均含有碳元素,还含有 H、O、N、P、S 及卤素等非金属元素。


● 熔点低,易分解,易挥发,均能参加大气光化学反应,超低排放粉尘仪 在阳光下 产生光化学烟雾。


●常温下,大部分为无色液体,具有刺激性或特殊气味。


● 大部分不溶于水或难溶于水,易溶于有机溶剂。


● 种类达数百万种,大部分易燃易爆,部分有毒甚至剧毒。


● 相对蒸气密度比空气重。


方法/步骤3:

VOCs 的分类


VOCs 按其化学结构,可以分为:烃类(烷烃、烯烃和芳烃)、 酮类、酯类、醇类、酚类、醛类、胺类、腈(氰)类等。


二、VOCs的来源及危害

方法/步骤1:

VOCs的来源


VOCs的排放源及其污染物排放量的研究是控制大气中VOCs的根本,而VOCs气体的来源很广泛。典型的VOCs排放源可分为人为排放源(包括固定源与移动源)和自然排放源(包括生物源与非生物源)两类,其中以人为排放源为主,多半为石油化工相关产业的生产过程、产品消费行为以及机动车尾气造成。通过分析总结,VOCs主要来源于以下几个方面:


(1)石油化工厂排出的工艺尾气,如石油炼制工艺,石油化工氧化工艺,石油化工储罐生产工艺;


(2)石油、煤炭、天然气等的开采和储运过程中可有大量VOCs气体产生;


(3)煤、石油、石油制品、天然气、木材、烟草燃烧时的不完全燃烧产物,废弃物焚烧时产生的烟气,机动车排放的尾气中含有的未完全燃烧的烃类物质;


(4)室内装饰、装修材料如油漆、喷漆及其溶剂、木材防腐剂、涂料、胶合板等常温下可释放出苯、甲苯、甲醛、酚类、二甲苯、甲醛等多种挥发性有机物质;


(5)日常生活中使用的化妆品,有机农药、除臭剂、消毒剂、防腐剂、各种洗涤剂的加工和使用过程中可产生酚类、醚类、多环芳烃等挥发性有机物质;


(6)各种合成材料、有机粘合剂及其他有机制品遇到高温时氧化和裂解,可产生部分低分子有机污染物;


(7)淀粉、脂肪、蛋白质、纤维素、糖类等氧化与分解时产生部分有机污


染物。


另外,根据调研结果,我国工业VOCs排放源的行业分布情况见图1-1。


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方法/步骤2:

2.2 VOCs的危害


VOCs种类众多,其对人类的健康和生存环境的危害主要体现以下几个方面:


(1)大多数VOCs具有刺激性气味或臭味,可引起人们感官上的不愉快,超低CEMS系统 严重降低人们的生活质量。恶臭气体指一切刺激嗅觉器官并引起人们不愉快的气体物质。


(2)VOCs成分复杂,有特殊气味且具有渗透、挥发及脂溶等特性,可导致人体出现诸多的不适症状。还具有毒性、刺激性及致畸致癌作用,尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛对人体健康的危害较大,长期接触会使人患上贫血症与白血病。另外,VOCs气体还可导致呼吸道、肾、肺、肝、神经系统、消化系统及造血系统的病变。随着VOCs浓度的增加,人体会出现恶心、头痛、抽搐、昏迷等症状。


(3)VOCs多半具有光化学反应性,在阳光照射下,VOCs会与大气中的NOx发生化学反应,形成二次污染物(如:臭氧等)或强化学活性的中间产物(如:自由基等),从而增加烟雾及臭氧的地表浓度,会对人造成生命危险,同时也会危害农作物的生长,甚至导致农作物的死亡。由光化学反应所造成的烟雾,除了能降低能见度之外,所产生的臭氧、过氧乙酰硝酸酯(PAN)、过氧苯酰硝酸酯(PBN)、醛类等物质可刺激人的眼睛和呼吸系统,危害人的身体健康,伦敦、东京等城市都相继出现过光化学烟雾污染事件。


(4)某些VOCs易燃,如苯、甲苯、丙酮、二甲基胺及硫代烃等,这些物质的排放浓度较高时如果遇到静电火花或其他火源,容易引起火灾。近年来由于VOCs造成的火灾及爆炸事故时有发生,尤其是常发生在石油化工企业。


(5)部分VOCs可破坏臭氧层,如氟氯烃物质。当其受到来自太阳的紫外辐射时,可发生光化学反应,产生氯原子,从而对臭氧层中的臭氧进行催化破坏。臭氧量的减少以及臭氧层的破坏使到达地面的紫外线辐射量增加。紫外线对人类皮肤、眼睛及免疫系统有较大的危害。


VOCS在日常的生活、工作、作业等环境中无处不在,因此对于VOCS的检测和治理应加强和普及。

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三、 VOCs 检测的法律依据

方法/步骤1:

安全生产法规


(1)《危险化学品安全管理条例》(中华人民共和国国务院令第 344 号)第 18 条:危险化学品的生产、储存、使用单位,应当 在生产、储存和使用场所设置报警装置。


(2)《生产过程安全卫生要求总则》(GB/T 12801 -2008)5.3.1.c: 对产生危险和有害因素的过程,应配置监控检测仪器仪表。


(3)《产许可证条例》(国务院令第 397 号 2004)第 6 条:企业 取得安全生产许可证,应当具备下列安全生产条件:(十一)有重 大危险源检测、评估、监控措施和应急预案。 (4)《危险化学品重大危险源 罐区 现场安全监控装备设置规范》 (AQ 3036-2010)


方法/步骤2:

职业健康卫生法规


(1)《中华人民共和国职业病防治法》 第 23 条:对可能发生职 业损伤的有毒、有害工作场所,用人单位应当设置报警装置。


(2)《国家职业卫生标准-工业企业设计卫生标准》(GBZ 1 -2010) 6.1.6 应结合生产工艺和毒物特性,在有可能发生急性 职业中毒的工作场所,根据自动报警装置技术发展水平设计自动 报警或检测装置。


(3)《工作场所有害因素职业接触限值—化学有害因素》 (GBZ2.1-2007)


(4)《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》(国务院 2002 年 第 352)第 11 条:可能突然泄漏大量有毒物品或者易造成急性中毒 的作业场所,设置自动报警装置。


方法/步骤3:

环保法规


(1)《国家环境保护“十二五”科技发展规划》(2011,环保部) 该 文将“有机污染物自动监测系统”列为“支持关键技术、装备和 产品研发”项目。


(2)《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(2012,环保部) 该文规定“工业 VOCs 排放逐步安装在线连续监测系统,厂界安装 VOCs 环境监测设施”。


(3)《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意 见》(国办发[2010]33 号)(二十三)各地环保部门应加强对重点 企业的监督性监测,并推进其安装污染源在线监测装置。


方法/步骤4:

生产使用法规


(1)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 (GB50493-2009)


(2)《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)第 4.6.11 条:VOCs在线监测系统在使用或产生甲类气体或甲、乙 A 类液体的装置内,宜 按区域控制和重点控制相结合的原则,设置可燃气体报警器 探头。


四、毒性 VOCs 的检测范围

方法/步骤1:

确定依据


(1)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 (GB50493-2009) 5.3.1(4)“有毒气体的测量范围宜为 0~300%较 高容许浓度或 0~300%短时间接触容许浓度”。


(2)《国家职业卫生标准-工作场所有害因素职业接触限值》 (GBZ2.1—2007) 4.1 工作场所空气中化学物质容许浓度:苯的 PC-STEL 为 10mg/m3 (2.87ppm)


(3)《国家职业卫生标准-工作场所有毒气体检测报警 装置设置规范》(GBZ/T223-2009) 5.3 气体检测仪检测范围 0~ 10 倍 PC-STEL,较小检测量≤0.5 倍 PC-STEL


方法/步骤2:

苯的检测范围


(1)依据上述规定,苯的检测范围分别为:2.87ppm×3 = 8.61 ppm≈ 9 ppm


(2)目前国际、国内苯检测器的实际测量范围:


① 固定式:0-10 / 20 ppm


② 便携式:0-1,000 /2,000 ppm(主要用于测漏)


五、 毒性 VOCs 探测器报警点的设定(以苯为例)

方法/步骤1:

设定依据


(1)《国家职业卫生标准-工业企业设计卫生标准》(GBZ 1-2010) 6.1.6.3 毒物报警值应根据有毒气体毒性和现场实际情况至少 设警报值和高报值。预报值 为 MAC 或 PC-STEL 的 1/2,无 PC-STEL 的化学物质,预报值可设在相应超限倍数值的 1/2;警报值 为 PC-STEL 值,无 PC-STEL 的化学物质,警报值可设在相应超限倍 数值;高报值 应综合考虑有毒气体毒性、作业人员情况、事故 后果、工艺设备等各种因素后设定。


(2)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 (GB50493-2009)5.3.3(3)有毒气体的报警设定值宜小于或等于 百分之百较高容许浓度或短时间接触容许浓度。


(3)《危险化学品重大危险源 罐区 现场安全监控装备设置规范》 (AQ3036-2010)4.3.6 有毒气体报警至少分为两级,弟一级报警 阈值为较高允许浓度的 75%;第二级报警值为较高允许浓度的 2 倍-3 倍。


方法/步骤2:

苯检测器的报警设定值


(1)、按上述要求,苯检测器的报警设定值应为:


①低段报警设定值: PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 )的 1/2,约 1.5ppm(实际为 3-5ppm);


② 高段报警设定值:PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 ),约 3ppm(实 际为 5-7ppm)。


(2)、实际应用中苯探测器的建议报警设定值为:


①低段报警设定值:一般为 1.5-3ppm(量程 0-10ppm);


② 高段报警设定值:一般为 3-7ppm(量程 0-10ppm)。


六、解决方案

方法/步骤1:

方案简介


基于无线传感器网络技术的深圳信立科技有限公司TVOC、VOC、VOCS气体无线检测系统解决方案,具有低功耗,高精度,性能稳定,并且支持多种通讯方式和通讯协议等优势特点。结合华为南方工厂洁净室环境的实际情况,特制定了一套切实可行的解决方案。


(1)共2层,每层布置15个无线TVOC无线气体传感器,采用电池供电,均匀分布房间每个角落,通过无线传输上传方式将TVOC气体浓度实时上传至XL90管理装置上;


(2)每层由一个总XL90无线管理装置来接收下面15个TVOC无线气体传感器数据,XL90无线管理装置接收天线在室内,发射天线放置在室外,2层的无线管理装置都采用这种方式收集数据;


(3)较后在中控室内安装一个XL91智能网关来接收2个总的XL90无线管理装置上传数据,并通过处理后以485或以太网的方式给PC机上的上位机软件提供实时数据;


(4)对于提供的上位机监控软件,可实时采集并显示数据,提供曲线图和报警记录或者输出,对历史数据可随时查阅,完全掌握洁净室TVOC气体浓度变化。2、结构示意图



方法/步骤2:

方案结构



方法/步骤3:

方案设备清单


(1)30台无线TVOC气体传感器,电池供电,490MHZ吸盘天线


(2)2个无线管理装置,XL90,2根490MHZ吸盘天线


(3)1台智能网关,XL90,1根490MHZ吸盘天线


(4)1套数据监控软件,iView128点


方法/步骤4:

类似业绩图



方法/步骤5:

适用范围


TVOC、VOC、VOCS气体检测系统解决方案适用于学校科研、楼宇建设、消防报警、污水处理、工业气体过程控制、锅炉房、垃圾处理厂、隧道施工、输油管道、加气站、地下燃气管道检修、室内空气质量检测、危险场所安全防护、航空航天、军用设备监测等。


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