CN105445066B - 烟气中voc在线监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烟气中VOC在线监测装置及方法，所述在线监测装置包括：取样单元，所述取样单元用于取样待测烟气；色谱仪，所述色谱仪设置在所述取样单元的下游，并连接所述取样单元；所述色谱仪包括色谱柱、第一压力计，所述第一压力计设置在所述色谱柱的下游；泵，所述泵设置在所述色谱仪的下游，并连接所述色谱仪；切换单元，所述切换单元用于选择性地使所述取样单元通过或不通过所述色谱仪而连通所述泵；第二压力计，所述第二压力计设置在所述取样单元和色谱仪之间。本发明具有可靠性高等优点。

Description

烟气中VOC在线监测装置及方法

技术领域

本发明涉及烟气监测，特别涉及烟气中VOC在线监测装置及方法。

背景技术

目前，国家虽已全面启动污染行业气态VOC监测，但尚未提出气态VOC在线检测标准。

图1示意性地给出了美国EPA标准中气态VOC监测正压进样装置的结构图，如图1所示，使用高温泵抽取烟气，抽出的气体通过泵后的压力输送到色谱仪表进行进样、分析。该装置的不足主要在于：

1.使用寿命短，相应地提高了运行成本。高温泵的性能下降较为明显，常出现泵电机线圈烧坏、泵膜片堵塞、泵膜片腐蚀、泵电机疲劳，一般使用半年就需要更换昂贵的高温泵；

2.泵阀内部材质对VOC有一定的吸附效应；

3.在色谱仪表平衡分析时泵停止工作带来的管线中气体样品流动停滞，下次进样时需要较长的时间置换掉原有管路中的停滞气体，导致烟道内部的气体的测量实时性不足。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种烟气中VOC在线监测装置，实现了负压下采样，并在负压状态下实现色谱仪的进样、平衡、分析，减少了烟气在过程中的损失，并提高了可靠性及减少了维护频次。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种烟气中VOC在线监测装置，所述烟气中VOC在线监测装置包括：

取样单元，所述取样单元用于取样待测烟气；

色谱仪，所述色谱仪设置在所述取样单元的下游，并连接所述取样单元；所述色谱仪包括色谱柱、第一压力计，所述第一压力计设置在所述色谱柱的下游；

泵，所述泵设置在所述色谱仪的下游，并连接所述色谱仪；

切换单元，所述切换单元用于选择性地使所述取样单元通过或不通过所述色谱仪而连通所述泵；

第二压力计，所述第二压力计设置在所述取样单元和色谱仪之间。

根据上述的烟气中VOC在线监测装置，优选地，所述切换单元为三通阀，设置在所述色谱仪与泵或取样单元之间。

根据上述的烟气中VOC在线监测装置，优选地，所述泵为射流泵。

本发明还提供了烟气中VOC在线监测方法，实现了负压下采样，并在负压状态下实现色谱仪的进样、平衡、分析，减少了烟气在过程中的损失，并提高了可靠性及减少了维护频次。该发明目的是通过以下技术方案实现的：

烟气中VOC在线监测方法，所述烟气中VOC在线监测方法包括以下步骤：

(A1)在泵的作用下，取样待测环境内的烟气；

(A2)取样的烟气依次通过色谱仪和所述泵，色谱仪完成进样；

(A3)取样的烟气不通过所述色谱仪而进入所述泵，使得所述色谱仪内色谱柱上下游的压力平衡；

(A4)所述色谱仪通过分析而获知烟气中VOC含量。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1.装置成本低，可靠性高，减少了维护频次；

2.泵安装在色谱仪的下游，减少了泵阀对于气态VOC的吸附；

3.增加了快速回路，可以在色谱仪平衡时减少采样滞后；

4.实现负压测量方法下的进样与标定平衡，以及进样与标定切换的压力补偿。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据现有技术的进样装置的结构简图；

图2是根据本发明实施例2的烟气中VOC在线监测装置的结构简图；

图3是根据本发明实施例3的烟气中VOC在线监测装置的结构简图；

图4是根据本发明实施例4的烟气中VOC在线监测装置的结构简图。

具体实施方式

图2-4和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例1：

本发明实施例的烟气中VOC在线监测装置，所述在线监测装置包括：

取样单元，所述取样单元安装在烟囱或烟道上，用于取样待测烟气；

色谱仪，所述色谱仪设置在所述取样单元的下游，并连接所述取样单元；所述色谱仪包括色谱柱、第一压力计，所述第一压力计设置在所述色谱柱的下游；

泵，如射流泵，所述泵设置在所述色谱仪的下游，并连接所述色谱仪；

切换单元，如一个三通阀或二个单向阀的组合，所述切换单元用于选择性地使所述取样单元通过或不通过所述色谱仪而连通所述泵；

第二压力计，所述第二压力计设置在所述取样单元和色谱仪之间。

烟气中VOC在线监测方法，也即上述在线监测装置的工作过程，所述烟气中VOC在线监测方法包括以下步骤：

(A1)在泵的作用下，取样待测环境内的烟气；

(A2)通过上述切换单元的切换，取样的烟气依次通过色谱仪和所述泵，色谱仪完成进样；

(A3)通过上述切换单元的切换，取样的烟气不通过所述色谱仪而进入所述泵，使得所述色谱仪内色谱柱上下游的压力平衡；

(A4)所述色谱仪通过分析而获知烟气中VOC含量。

实施例2：

根据本发明实施例1的在线监测装置及方法的应用例。

在该应用例中，如图2所示，取样单元1、过滤器3、色谱仪5和泵8依次连接；三通阀7设置在色谱仪和泵之间的管路上，泵使用射流泵；三通阀的另一入口连通所述过滤器和色谱仪之间的管路；第二压力计4设置在所述过滤器和色谱仪之间的管路上。

在在线监测装置的工作过程中，通过三通阀的切换和泵的工作，烟道内的烟气依次流过取样单元、过滤器而进入色谱仪内，最后流过三通阀、泵；

通过三通阀的切换，使得烟道内的烟气依次流过取样单元、过滤器、三通阀和泵，而不经过色谱仪，使得所述色谱仪内色谱柱上下游的压力平衡；

色谱仪通过分析烟气中的VOC，获知其含量。

实施例3：

根据本发明实施例1的在线监测装置及方法的应用例。

在该应用例中，如图3所示，取样单元1、过滤器3、色谱仪5和泵8依次连接；三通阀7设置在色谱仪和过滤器之间的管路上，泵使用射流泵；三通阀的另一出口连通所述泵和色谱仪之间的管路；第二压力计4设置在所述三通阀和色谱仪之间的管路上。

在在线监测装置的工作过程中，通过三通阀的切换和泵的工作，烟道内的烟气依次流过取样单元、过滤器、三通阀而进入色谱仪内，最后流过泵；

通过三通阀的切换，使得烟道内的烟气依次流过取样单元、过滤器、三通阀和泵，而不经过色谱仪，使得所述色谱仪内色谱柱上下游的压力平衡；

色谱仪通过分析烟气中的VOC，获知其含量。

实施例4：

根据本发明实施例1的在线监测装置及方法的应用例。

在该应用例中，如图4所示，取样单元1、过滤器3、色谱仪5和泵依次连接；第一阀2设置在过滤器3和色谱仪5之间的管路上，泵9使用真空泵；第一阀和过滤器之间的管路通过气体通道连通色谱仪和泵之间的管路，第二阀6设置在所述气体通道上；第二压力计4设置在所述过滤器和色谱仪之间的管路上。

在在线监测装置的工作过程中，关闭第二阀，打开第一阀，泵工作，烟道内的烟气依次流过取样单元、过滤器、第一阀而进入色谱仪内，最后流过泵；

打开第二阀，关闭第一阀，使得烟道内的烟气依次流过取样单元、过滤器、第二阀和泵，而不经过色谱仪，使得所述色谱仪内色谱柱上下游的压力平衡；

色谱仪通过分析烟气中的VOC，获知其含量。

Claims (4)

1.一种烟气中VOC在线监测装置，其特征在于：所述烟气中VOC在线监测装置包括：

取样单元，所述取样单元用于取样待测烟气；

色谱仪，所述色谱仪设置在所述取样单元的下游，并连接所述取样单元；所述色谱仪包括色谱柱、第一压力计，所述第一压力计设置在所述色谱柱的下游；

泵，所述泵设置在所述色谱仪的下游，并连接所述色谱仪；

切换单元，所述切换单元用于选择性地使所述取样单元通过或不通过所述色谱仪而连通所述泵，使所述色谱仪实现负压测量方法下的进样与标定平衡，以及进样与标定切换的压力补偿；

第二压力计，所述第二压力计设置在所述取样单元和色谱仪之间。

2.根据权利要求1所述的烟气中VOC在线监测装置，其特征在于：所述切换单元为三通阀，设置在所述色谱仪与泵或取样单元之间。

3.根据权利要求1所述的烟气中VOC在线监测装置，其特征在于：所述泵为射流泵。

4.烟气中VOC在线监测方法，所述烟气中VOC在线监测方法包括以下步骤：

(A1)在泵的作用下，取样待测环境内的烟气；

(A2)取样的烟气依次通过色谱仪和所述泵，色谱仪完成进样；

(A3)取样的烟气不通过所述色谱仪而进入所述泵，使得所述色谱仪内色谱柱上下游的压力平衡；

(A4)所述色谱仪通过分析而获知烟气中VOC含量。