关于烟气VOC监测技术的应用分析

张伟 王勇

济南鲁验环境检测有限公司 山东济南 250100

经济的增长，不仅提高了人民的物质生活质量，还带来了诸多污染物，极大影响到生态环境，而且还产生了生态污染事故。当前，人类感受到了生态污染給自身带来的影响，由此越来越注重环保，需要相关单位加大环境监测力度。

1 国内外对于烟气VOC 的探究现况

（1）概述。在《空气污染物整体排放规范》（GB16297-1996）上确定污染源主要指排放空气污染物的设备和排放空气污染物的工程结构，像车间等。污染源根据排放形式差别能分成固定污染源与流动污染源。前者是指烟道、烟囱和排气筒等位置不变，且排放可靠的源头。固定污染源VOCs的源头是各式各样的工厂，而且其具有一定的特征，如具有多种污染物、排出强度很大、持续周期较长且具有很大浓度等，会极大影响到周边环境。为全面掌握固定污染源的情况，对其实现线上监测，如此可以掌握其排放物是否合格，而且还可以准确掌握公司净化设备的运转情况及性能。此外，有关防范污染所采用的措施获得了何种效果也能得到监测，进而更好评价与控制空气质量。

（2）固定污染源测控因子。根据国标、美国CTM-028规范和国内各行各业规定监测需求，归纳的固定污染源测控因子有，常见的有机溶剂和各领域生产材料，总共78类物质，包含酯类、酮类、醇苯物质等等。其中，监测频率最大的物质是苯、甲苯以及二甲苯。

（3）研究标准。当前，国家及地区都设置了相关的排放规定，对污染源排出限值提出了要求及限定，主要包含六个国标、五个地区标准、一个行业规范。标准着重监测的指标是苯物质、非甲烷总烃和少数挥发性有机物。

2 VOC 的主要来源

VOC来源包括室内与户外，而户外主要包括燃烧燃料和汽车排放物，室内的是烧煤与天然气等形成的烟气，以及建筑装修、家具、电器等本身含污染成分，此外人体本身也会排出污染成分。污染物的来源途径不同，按照其不同来源创建了工业园区的系统化监控体系，而且这种体系采用的形式是单位线上管理，并根据相关理念把责任落实到个人，通过专人来监管，而且建立相关的监控平台，还利用诸多环保技术，再认真分析掌握污染源，并把握其他因素，进而更好检测VOC[2]。而且，还要及时测算各大工厂、测量点，掌握监测的信息情况，且监测点的实际排放情况与本地的气候环境展开分析了解，进而获得该地区的实际排放情况。要全面监督VOCs的排出范围，并预估污染物的实际分散情况，研究污染物的源头，尽量线上监测VOCs，并建设出相关的平台，如此可以随时监测排出污染物的情况，进而减少环境污染，优化生态环境，如此以获得的相关信息为依据制定节能降耗的方案，此外有助于科学把控污染成分。

3 烟气VOC 测控方法

（1）VOC监测方法的类型。当前，VOC监测方法包括四类：传感器法、色谱法、质谱法以及光谱法。①传感器法：常用传感设备为PID、FID；FID传感设备对碳氢响应较好，PID传感设备对烷烃响应小；二者监测精度都能达到PPb，但不能区别VOC类别；常用作危险地区预警、室内环境气体监控。②色谱法：利用色谱柱能监测VOC总量和特点组分，但分析时间较长，通常用作固定污染源线上监控。③质谱法：灵敏性大、响应周期短、监测组分多、不用标定；但是价格非常昂贵；通常用在实验室、医疗、生态应急或溯源监控。④光谱法：常见技术包括FTIR、DOAS以及TDLAS；其响应迅速，通常用于地区环境大气监测或污染成分检查。

（2）烟气采样系统规划。烟气取样平台包含高温取样探头，用来完成高温取样，具备反吹作用，取样管使用180℃全程预热，低温除湿器用来分隔汽水，除掉烟气内的水，高温裂解与低温富集设备用来完成样本富集及裂解研究，多通阀用来切换样本，送进分析仪。

4 VOC 处理方案

（1）纯冷凝法。因为不同物质于不同温度和压力下的饱和度不一样。采取提升系统压力和减小系统温度的途径，能使处在气态的VOCs冷凝，从废气内脱离出来。冷凝法有很多操作流程，在有机废气处理中，企业往往将该法用在风量偏小、温度偏低、净化浓度偏高的环境下[3]。采取三级制冷、制冷平台令烟气的温度减到-110℃，就能够令烟气内98%之上的碳氢物质冷凝为液体，得到显著的经济效益。但是因为要深冷到-110℃，所以纯冷凝法烟气回收设备有耗电大的问题。

（2）膜分离法。有机物质内不同组分在穿透聚合物复合膜的过程速度由于气体本身性质及膜的特征有所差别，膜分离法即借助气体中不同的组分在穿膜时的渗透性能不同，并根据气体透膜水平和有机蒸汽性能间的区别来分隔有机废气内的VOCs和其它组分。常用的膜分离法能对氯化有机物、Cu、酯和少数烷烃等有很大的分离回收率。采取该方法有很强的便捷性，且高效、处理弹性很大、方便把控，能用在很多领域，而且还能回收废气内的有机成分，大幅度提升了经济效益。

（3）RTO。对于烟气内有机物浓度偏低，热值无法保证燃烧室的温度进而需要加入辅助燃料的现象，依靠冶金、化工产业已成功使用的蓄热炉项目，将之用来处理烟气，就是蓄热式热力氧化设备。RTO采取热氧化法处置中低含量的烟气，通过陶瓷蓄热床换热设备回收余热。RTO主体框架由燃烧室、陶瓷投料床以及切换阀等构成。其基本特点是：蓄热床下部的智能控制开关分别和入气总管及排气总管连接，蓄热床经换向阀交叉专项，将从燃烧室形成的高温烟气热量蓄存，并预热进到蓄热床的烟气；利用陶瓷蓄热物吸附、排出热量；预热至一定温度的烟气在燃烧室出现氧化反应，形成CO2与水，得以净化。

5 结语

总之，经研究国内外烟气VOC的探究技术、不同企业的仪器对比以及国内外研究标准的比较分析，并探究了烟气VOC线上监测方法方案，为VOC线上监测器研制奠定良好的基础。唯有重视烟气VOC的治理，尽量减少VOCs的排出量与排出浓度，方可更好保障生态环境，促进国家工业的长远发展。