傳感器技術(PID、FID)在VOCs監測中的應用

作者:ddgong 日期:2021-09-01 21:49:32 人氣: 欄目:傳感器

8月4日生態環境部印發《關于加快解決當前揮發性有機物治理突出問題的通知》,對各行各業揮發性有機物(VOCs)的排放要求與檢查細則做出詳細規定。山東、廣東等地級市也紛紛發布區域VOCs治理改造要求或意見征集。政策的不斷出臺,表明國家治理VOCs污染的決心和實際行動,VOCs污染將成為“十四五”乃至更長一段時間大氣污染治理領域的主角,VOCs監測與治理市場已進入加速發展期。

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VOCs(揮發性有機物)是大氣中形成臭氧和PM2.5的重要前體物。石化、化工、工業涂裝、包裝印刷、油品儲運銷等行業是VOCs重點排放源。相對于顆粒物、二氧化硫、氮氧化物污染控制,我國VOCs管理基礎薄弱,已成為大氣環境管理的短板。近年來,我國VOCs治理行業正處在快速發展階段,集中度將不斷提升,VOCs治理市場規模大幅擴容。據研究機構預測,未來5年,這一市場規模有望超過3000億元。

目前市面上有很多VOCs在線監測系統,讓人眼花繚亂,其實他們監測氣體都差不多,只是依據檢驗方式的不一樣,主要可分成光離子化檢測器(PID)和火焰離子化檢測器(FID)兩大類。VOCs在線監測儀盡管都能監測揮發物有機化合物,但二者還是有很多不同點。

VOCs監測技術分為以下幾種類型:

傳感器技術:常用傳感器為PID傳感器、FID傳感器;PID傳感器對烷烴響應低;FID傳感器對碳氫響應靈敏;兩者監測精度均可達PPb,但無法區分VOC種類;常用于危險區域報警、室內環境空氣監測。

色譜技術:色譜柱分離法可以測定揮發性有機化合物總量和特征成分,但分析周期長,一般用于固定污染源的在線監測。

質量分析技術:高敏感度(PPT)響應時間短,測量部件多,不需要矯正。但是價格相對昂貴。一般用于實驗室、醫院、環境應急/追溯的檢測。

光譜技術:經常使用FTIR、TDLAS,響應速度快,一般用于地區環境監測/污染源監測。

VOCs常用的分析方法:

PID(應用監測THC,TVOC):探測器體積小,不需要輔助氣體,經常用于現場和室內空氣監測、危險/泄漏氣體應急監測和預警,主要是檢測濃度為1ppb-1500ppm的低濃度揮發性有機化合物等有毒氣體。靈敏度高,廣泛應用的探測器。

FID(THC、TVOC的應用監測):對THC的反應快,線性范圍廣,監測氣體參數更加精準,使用方便,因此價格也相對較高。

氣體色譜(FID/PID/MS)(應用監測THC,TVOC,VOCS):敏感度高,選擇性強,同時測量多種成分。取樣分析周期長,響應速度慢。

FTIR(應用監測VOCS):技術成熟可以監測多種VOCS。現場測量周期短,響應時間快,敏感度低,光學部件的維護成本高。

DOAS(應用監測VOCS(苯類物):技術成熟,多種成分可同時測定,不需要預備處理,反應快,但敏感度低,主要用于苯類監測。

PID和FID不同之處

檢驗原理不一樣:光離子化檢測器(簡稱PID)原理的VOCs在線監測儀在檢驗樣氣時,應用紫外線燈光效果來離子化樣氣,以監測VOC的濃度值,在樣氣排出后仍可對樣氣做二次剖析;而選用FID原理的VOC在線監測儀在檢驗樣氣時,應用氫火焰離子化樣氣,點燃后的樣氣排出后,VOCs氣體成分和濃度值都發生了轉變,不能做二次剖析。

監測范疇不一樣:PID的監測范疇是1~4000ppm或0.1~10000ppm;而FID的監測范疇是1~50000ppm,當VOC的濃度值高過10000ppm時,FID線形更強。因此依據當場的VOC濃度值能夠挑選適合精確測量原理的VOCs在線監測儀。

安裝和應用不一樣:在安裝和應用層面,選用PID的VOCs線上監測儀身型更加小巧,安裝操作方便,成本費較低;選用FID原理的VOCs在線監測儀因必須氡氣瓶或氫氣發生器,因此在安裝難度系數和技術標準需要高過PID,且成本費較高。

商品制成品不一樣:一般選用PID的VOCs在線監測儀可制成攜帶式VOCs在線監測儀或VOCs在線報警儀,但在自然環境惡劣的環境必須按時清除紫外線殺菌燈和感應器;選用FID的VOCs在線監測儀一般制成身型很大的服務器機柜,內嵌氫氣發生器和零氣產生器。

對于VOCs在線監測儀中的PID傳感器選擇,可以選擇工采網推出的英國AlphasensePID光離子原理傳感器PID-A1/AH:量程分別為100ppb-6000ppm以及1ppb-50ppm,靈敏度高、穩定性高,量程寬,性價比高,是當前VOCs氣體監測中最為常見的檢測方案;可檢測VOCs等可揮發性氣體種類多;分別常用于煉油工業監測,危險化學品泄露的緊急處理以及泄露危險區域界定,油罐油站的安全監測,有機物排放凈化效率監測以及大氣監測應用等。

傳感器技術(PID、FID)在VOCs監測中的應用(圖2)

PID-A1/AH

    

標簽: 傳感器技術

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