传感器技术(PID、FID)在VOCs监测中的应用

作者:ddgong 日期:2021-09-01 21:49:32 人气: 栏目:传感器

8月4日生态环境部印发《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》,对各行各业挥发性有机物(VOCs)的排放要求与检查细则做出详细规定。山东、广东等地级市也纷纷发布区域VOCs治理改造要求或意见征集。政策的不断出台,表明国家治理VOCs污染的决心和实际行动,VOCs污染将成为“十四五”乃至更长一段时间大气污染治理领域的主角,VOCs监测与治理市场已进入加速发展期。

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VOCs(挥发性有机物)是大气中形成臭氧和PM2.5的重要前体物。石化、化工、工业涂装、包装印刷、油品储运销等行业是VOCs重点排放源。相对于颗粒物、二氧化硫、氮氧化物污染控制,我国VOCs管理基础薄弱,已成为大气环境管理的短板。近年来,我国VOCs治理行业正处在快速发展阶段,集中度将不断提升,VOCs治理市场规模大幅扩容。据研究机构预测,未来5年,这一市场规模有望超过3000亿元。

目前市面上有很多VOCs在线监测系统,让人眼花缭乱,其实他们监测气体都差不多,只是依据检验方式的不一样,主要可分成光离子化检测器(PID)和火焰离子化检测器(FID)两大类。VOCs在线监测仪尽管都能监测挥发物有机化合物,但二者还是有很多不同点。

VOCs监测技术分为以下几种类型:

传感器技术:常用传感器为PID传感器、FID传感器;PID传感器对烷烃响应低;FID传感器对碳氢响应灵敏;两者监测精度均可达PPb,但无法区分VOC种类;常用于危险区域报警、室内环境空气监测。

色谱技术:色谱柱分离法可以测定挥发性有机化合物总量和特征成分,但分析周期长,一般用于固定污染源的在线监测。

质量分析技术:高敏感度(PPT)响应时间短,测量部件多,不需要矫正。但是价格相对昂贵。一般用于实验室、医院、环境应急/追溯的检测。

光谱技术:经常使用FTIR、TDLAS,响应速度快,一般用于地区环境监测/污染源监测。

VOCs常用的分析方法:

PID(应用监测THC,TVOC):探测器体积小,不需要辅助气体,经常用于现场和室内空气监测、危险/泄漏气体应急监测和预警,主要是检测浓度为1ppb-1500ppm的低浓度挥发性有机化合物等有毒气体。灵敏度高,广泛应用的探测器。

FID(THC、TVOC的应用监测):对THC的反应快,线性范围广,监测气体参数更加精准,使用方便,因此价格也相对较高。

气体色谱(FID/PID/MS)(应用监测THC,TVOC,VOCS):敏感度高,选择性强,同时测量多种成分。取样分析周期长,响应速度慢。

FTIR(应用监测VOCS):技术成熟可以监测多种VOCS。现场测量周期短,响应时间快,敏感度低,光学部件的维护成本高。

DOAS(应用监测VOCS(苯类物):技术成熟,多种成分可同时测定,不需要预备处理,反应快,但敏感度低,主要用于苯类监测。

PID和FID不同之处

检验原理不一样:光离子化检测器(简称PID)原理的VOCs在线监测仪在检验样气时,应用紫外线灯光效果来离子化样气,以监测VOC的浓度值,在样气排出后仍可对样气做二次剖析;而选用FID原理的VOC在线监测仪在检验样气时,应用氢火焰离子化样气,点燃后的样气排出后,VOCs气体成分和浓度值都发生了转变,不能做二次剖析。

监测范畴不一样:PID的监测范畴是1~4000ppm或0.1~10000ppm;而FID的监测范畴是1~50000ppm,当VOC的浓度值高过10000ppm时,FID线形更强。因此依据当场的VOC浓度值能够挑选适合精确测量原理的VOCs在线监测仪。

安裝和应用不一样:在安裝和应用层面,选用PID的VOCs线上监测仪身型更加小巧,安装操作方便,成本费较低;选用FID原理的VOCs在线监测仪因必须氡气瓶或氢气发生器,因此在安裝难度系数和技术标准需要高过PID,且成本费较高。

商品制成品不一样:一般选用PID的VOCs在线监测仪可制成携带式VOCs在线监测仪或VOCs在线报警仪,但在自然环境恶劣的环境必须按时清除紫外线杀菌灯和感应器;选用FID的VOCs在线监测仪一般制成身型很大的服务器机柜,内嵌氢气发生器和零气产生器。

对于VOCs在线监测仪中的PID传感器选择,可以选择工采网推出的英国AlphasensePID光离子原理传感器PID-A1/AH:量程分别为100ppb-6000ppm以及1ppb-50ppm,灵敏度高、稳定性高,量程宽,性价比高,是当前VOCs气体监测中最为常见的检测方案;可检测VOCs等可挥发性气体种类多;分别常用于炼油工业监测,危险化学品泄露的紧急处理以及泄露危险区域界定,油罐油站的安全监测,有机物排放净化效率监测以及大气监测应用等。

传感器技术(PID、FID)在VOCs监测中的应用(图2)

PID-A1/AH

    

标签: 传感器技术

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