固定源废气 VOCs 排放监测技能现状

  蒸腾性有机化合物英文缩写 VOCs，首要包含非甲烷总烃（烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃），含氧的有机化合物（醛、酮、醇、醚类等），含氮的有机化合物，含硫的有机化合物等。VOCs 有许多界说，这些界说有相同点也有各自的侧要点。

  EPA(美国环境保护署)将 VOCs 界说：除 CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外任何参加大气光化学反响的有机化合物，或许根据法定的办法、等效办法、代替办法测得的有机化合物，或许根据条款规则的特定程序确认的有机化合物”。

  WHO（世界卫生安排）对 VOCs 的界说：熔点低于室温而沸点在 50-260℃之间的蒸腾性有机物的总称。

  CEP(E 欧洲涂料、油墨和艺术颜料工业协会)对 VOCs 的界说：在 101.3 kPa 下，任何初沸点低于或等于 250 ℃的有机化合物，简称 1 atm 250 ℃ 界说，其实该界说包含了 WHO 提出的 VOCs 和 VVOCs。

  ISO （规范化安排）根据化合物的蒸腾性而提出 VOCs 的界说：在所在的大气环境的正常温度和压力下，可以天然蒸腾的任何有机液体和/或固体，简称蒸腾性界说。

  澳大利亚国家污染物清单将VOCs 界说为在 25℃条件下蒸气压大于 0.27kpa 的一切有机物。

  德国 DIN55649-2000 规范中的界说是：原则上在常温常压下，任何能自发蒸腾的有机液体和或固体。

  《合成革与人造革工业污染物排放规范》（GB21902-2008）对 VOCs 的界说：指常压下沸点低于 250℃，或许可以以气态分子的形状排放到空气中的一切有机化合物（不包含甲烷），简写作 VOCs。

  《城市大气蒸腾性有机化合物（VOCs）监测技能攻略》2014 年的界说：VOCs 是指在常压下沸点低于 260℃或常温下饱满蒸气压大于 70.91Pa 的有机化合物。

  1.3.1 化工燃料焚烧引起的 VOC 排放，如锅炉尾气排放、轿车尾气排放等；

  1.3.2 产品进程中的 VOC 排放，如炼油现场设备释放气、置换气，产品贮存容器的安全排放气等等；天然气挖掘、净化、贮存、液化进程中的排放气等。

  1.3.3 房子装饰、设备喷漆、家具等人为活动或民用产品处置进程中释放出的 VOC 气体。

  1.4.1 对环境的损害：排入大气的 VOC 和氮氧化物（NOx）等一次污染物在阳光（紫外光）效果下产生光化学反响生成二次污染物，参加光化学反响进程的一次污染物和二次污染 物的混合物（其间有气体污染物，也有气溶胶）所构成的烟雾污染现象。

  1.4.2 对人体的损害：环境中的光化学烟雾使人眼睛发红，咽喉痛苦，呼吸烦闷、头昏、 头痛。

  当居室中的 VOC 抵达必定浓度时，短时刻内人们会感到头痛、吐逆、乏力等， 严峻时会出现抽搐、昏倒，并会伤害到人的肝脏、肾脏、大脑和神经体系，构成记忆力减退 等严峻后果。VOCs 有急性或缓慢、直接或直接的致毒效果，有的还能堆集在安排内部改动细胞 DNA 结构，对人体产生“三致” （致畸、致癌和致骤变）效应，严峻损害人体健康。

  蒸腾性有机物(VOCs)是构成细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O₃)等二次污染物的重要前体物，然后引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。跟着我国工业化和城市化的快速展开以及动力消费的继续增长，区域内空气重污染现象大规模一起出现的频次日益增多，严峻约束社会经济的可继续展开，要挟人民群众身体健康。因而，为底子处理PM2.5、O₃等污染问题，实在改善大气环境质量，国家活跃推动其要害前体物VOCs的污染防治作业。近年来，京津冀及周边各省市就加强要点工业源蒸腾性有机物排放在线监控作业，对要点职业蒸腾性有机物（VOCs）固定污染源、无安排排放在线监测设备和超支报警传感设备设备、联网提出清晰建造要求。

  职业蒸腾性有机物（VOCs）的监测首要可分为 2 种：一是污染源排放监测，首要是对VOCs 固定排放源进行监测；二是无安排排放的 VOCs 监测，首要是对或许存在的排放走漏节点周边以及企业厂界进行监测，检查企业全体环境以及对附近地区的影响。根据产品不同的功用原理特性，将 VOCs 在线监测仪和超支报警传感设备配套运用，别离用于污染源排放及厂界周边的 VOCs 监测。

  其排气筒VOCs排放速率（包含等效排气筒排放速率）2.5kg/h或排气量＞60000m/h，设备VOCs在线监测设备。VOCs在线监测设备设备技能要求应参阅“固定污染源非甲烷总烃在线监测体系设备及联网技能要求”，一起企业的车间外设备超支报警传感设备。

  其排气筒 VOCs 排放速率（包含等效排气筒排放速率）＜2.5kg/h 或排气量＜60000m/h，固定汚染源可设备超支报警传感设备，一起企业车间外设备超支报警传感站设备。

  固定汚染源超支报警设备的设备应在风机出口 1 米处直管段架起渠道，渠道应有满意的作业面积，便于作业人员安全、便利进行设备、巡查、检修等操作；固定汚染源超支报警设备取样探头应设置于距风机弯头下流不小于烟道直径 2 倍处。

  可密闭车间：单个车间在保证窗户密闭的前提下，每个常用出入口设备 1 台超支报警传感设备。监测点位设在车间出入口外部上侧，间隔墙面1米以上，且周边无显着搅扰源，并保证设备设备结实。

  不行密闭车间或露天场所：监测点位设在出产设备周围，间隔地上 1.5 米以上方位，出产设备四个方位各设备1台超支报警传感设备。

  参照“固定污染源非甲烷总烃在线监测体系设备及联网技能要求”，当设备完结现场安 装，并正常作业 168 小时后，向相关部分提交请求，对设备固定源在线监测设备的企业，以一致的传输协议规范，联网接入环保部分污染源主动监控渠道，实时传输监测数据；对设备超支报警传感设备的企业，以市为单位树立体系渠道，实施数据联网和会集监控。

  VOCs 常见的剖析办法包含气相色谱(GC)、气相色谱质谱法(GC-MS)、、高效液相色谱法(HPLC)、荧光分光光度法、傅里叶改换红外光谱法(FTIR)等，此外还有反射干与光谱法、离线超临界流体萃取 GC-MS 法和脉冲放电检测器法等，其间运用多的是 GC 和 GC-MS 法。

  3.1.1 检测原理：被监测VOCs 气体在流经 H2 与空气的高温氢火焰中焚烧时，产生高温电离，反响产生的电子在电场的效果下被搜集，构成弱小的电离电流，电流强度与被测组分的浓度成正比，然后对待测样品 VOCs 进行判别。该技能关于各类组分的 VOCs 气体都能呼应，特别对碳氢或碳蒸腾性有机物具有*的活络度，因而多用于此类 VOCs 废气的监测中。但 FID 体积及分量一般较大，且须 H2 作为辅佐而风险性高，且 VOCs 废气中的气态水、O2 以及 N、O 以及卤素原子等的存在往往会使监测成果出现差错。

  3.1.2 作业原理：采样探头担任烟气采样，内置陶瓷滤芯用于过滤烟气中的粉尘，随同管线高温伴热避免烟气中水蒸气冷凝，温压流用于丈量烟囱或烟道内烟气的温度、压力和流 速。温度仪用于丈量烟囱或烟道内烟气的湿度,操控机柜内置操控单元,工控机、加热盒、高温泵等。标气用于校准剖析外表，零气产生器、氢气产生器、高纯氮气瓶供应气源。空压机 产生压缩空气，用于对伴热管线、采样探头、温压流进行守时反吹。

  3.1.3 检测规模：监测废气中的甲烷、总烃、非甲烷总烃、低碳酵酮、苯系物（苯、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯等）和部分卤代烃类等气体有机污染物，以及废气的湿度、温度、 压力、流速等参数。

  1. 气相色谱/火焰离子化检测法（GC+FID)是*的 VOCs 检测规范办法。具有高精确度，高活络度和高安稳性的特色，作业安稳牢靠，保护简洁，合适杂乱严苛环境条件的工业废气中蒸腾性有机物的在线.体系可监测总烃、非甲烷总烃、苯系物、酮类、烯烃、醇类等多种有机废气，可满意 不同客户的监测需求；

  石油炼制与石油化学、医药制作、涂料与油墨制作、橡胶制品制作、塑料制品制作、黑色金属锻炼、电子工业、印刷职业、轿车外表涂装、家具外表涂装、其他 外表涂装、其他 VOCs 排放职业。

  FPD 是根据硫、磷化物在富氢火焰中焚烧时，发射出波长别离为 394nm 和 526nm 特征光的原理而制成的，它首要运用以下 3 个条件来抵达检测之意图。

  1. 富氢火焰：检测器中有富氢火焰存在，为含硫、磷的有机化合物供应了焚烧和激起的 根本条件。

  2. 特征波长：样品在富氢火焰中焚烧时，含硫有机物和含磷有机物能发射出其特有波长 的特征光。

  3. 光电转化：检测器设有滤光片和光电倍增管，经过滤光片挑选后光电倍增管把光转化 成电信号。

  FPD 首要由火焰喷嘴、滤光片和光电倍增管等三部分所组成，其焚烧室与氢焰检测器焚烧室的结构很类似，若经恰当改善并在喷嘴上方加装搜集极，或许又可作氢焰检测器运用。

  FPD 的检测进程如下：GC 柱后流出的载气与空气和氢气混合后经喷嘴流出，在喷嘴上焚烧。当柱后流出的样品组分与载气一道进入此富氢火焰焚烧时，硫、磷化合物宣布其特征光。含磷有机物以 HPO 碎片的办法发射其特征光，含硫有机物以激起态 S2 分子的办法发射其特征光。磷化物用 526nm 的滤光片进行挑选；硫化物可用 394nm 或 384nm 的滤光片进行挑选。光电倍增管把所滤过的光转化成电信号，此电信送至微电流扩大器扩大后输至记载设备（记载仪、色谱数据处理机或色谱作业站等），进行数据处理、图象显现、打印图谱和打印剖析成果等。

  1. FPD 归于型微分检测器，对含硫、磷的化合物有很高的活络度。FPD 的小检出量达 10-11g，线；硫化物则不是线性联系，用双对数作图其线. FPD 有必要是富氢火焰，氧气与氢气流速之比在 0.2～0.5 规模可取得高活络度。

  3. 各种气体的有用流速、温度对检测活络度影响较大。例如测磷测时流速：氢气 160～

  1. PID (光电离检测器)由紫外灯光源和离子室等首要部分构成，在离子室有正负电极，构成电场，紫外灯产生高能紫外光。有机气体流入丈量池（离子室）后，在紫外光源的激起下 会离子化，被离子化的微粒“碎片”带有正负电荷，然后在两个电极之间产生电流信号，该电

  流与气体浓 度线性相关根据待测气体浓度与电流信号的线性联系核算得出待测气体浓度。PID 是一种非损坏性检测器，离子被检测后可从头复合成为本来的气体分子。PID 检测器呼应快、活络度高且无须 H2、空气做辅佐，一起带着较为便利，因而在现场应急监测、室内监测以及风险气体预警等方面非常适用。但受紫外灯能量的约束，使得部分品种的VOCs 气体(例如短链烷烃类)的呼应慢，乃至检测不到。

  2. 气相色谱(GC)一般由气路体系、进样体系、别离体系、温控体系、检测记载体系组成。色谱柱是组分能否分隔的要害；色谱柱依照柱内径的巨细和长度，可分为填充柱和毛细 管柱。填充柱的内径在 2～4mm，长度为 1～10m 左右，毛细管柱内径在 0.2～0.5mm，长度一般在 25～100m。别离后组分能否判定出来则在于检测器，所以别离体系和检测记载体系是 GC 仪器的中心。

  3. 根据VOCs 组分的不同，选用气相色谱色谱柱可有用别离 VOCs 气体成分，别离后的气体分子由PID 检测器检测，以完结对多个组分的监测与剖析。待测 VOCs 气体经过 PID 后所产生的电信号输出到记载仪器，并得到峰面积与有机化合物质量呈正比的色谱图，然后经过色谱图对待测VOCs 废气展开定性与定量剖析。

  4. GC-PID 技能，选用超越 120℃的高温全程伴热进行样品的搜集与传输，并选用抗腐蚀功能强和慵懒资料，然后大大削减了样品传输进程中的吸附现象，其关于蒸腾性有机物废气 检测的可挑选性强、活络度高，且操作起来较为方便，丈量成果较为安稳、牢靠，并能完结对多个组分的一起丈量，因而得到了广泛的运用。

  温度规模：-40℃～55℃；湿度规模：0～95%RH(无凝结) 运用寿数：5 年(不含灯泡和栅极)

  一种通用性兼挑选性的气体剖析仪，对苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等VOCs 气体成分具有高活络度检测性。

  整套体系无需载气，作业费用低；VOCs 实时现场剖析，常压环境操作：好的挑选性与抗搅扰性，定量精确；

  1)极微量(ppb)蒸腾性有机物(VOC)的检测，优于传统氢火焰检测法约两个数量级；

  2)快速检测空气、水及土壤中的蒸腾性有机气体，无需富集/解析，直接进样；

  3)对苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等 VOCs 气体成分具有高活络度检测性；

  常见可测VOCs 化合物：含有苯环的芳香类化合物，如苯、甲苯、乙苯、二甲苯（BTEX）、苯乙烯等。卤代烃类：如氯乙烯、反式 1,2-二氯乙烯、顺式 1,2-二氯乙烯、三氯乙烯（TCE）、四氯乙烯（PCE）、氯化乙烯、全氯乙烯(PCE)等；

  、环己酮、甲醛、乙醛、醛类（直至己醛）等；含硫有机物：甲硫醇、硫化氢、轻质硫醇类、有机硫（直至二甲基二硫）等；胺类和氨基化合物：含 N 的碳氢化合物。比方：二乙胺等；

  不能检测的化合物：甲烷、一氧化二氮、六氟化硫、四氟甲烷、硅烷、氢、氮、氧、慵懒气体、氯、氟化氢、氯化氢、水、二氧化硫、三氧化二硫、硫化碳、二氧化碳、 一氧化碳。

  PID 可以非常精确和活络地检测出 PPM 级的 VOCs，可是不能用来定性差异不同化合物。3.4.5运用规模

  首要为炼油工业监测，风险化学品走漏的紧迫处理，走漏风险区域界定，油罐油站安全监测，有机物排放净化功率监测等。

  根据不同物质具有不同的热导系数，简直对一切VOCs 都有呼应，可以检测各种VOCs， 且样品不被损坏，但活络度相对较低。

  检测池中的放射性同位素，一般是 63Ni, 发射出射线。射线和载气分子磕碰而产生低能量的自在电子，在两电极间施加极化电压以捕集电子流。运用电负性物质捕获低能量自在电 子的才能，经过测定电子流进行检测。ECD 具有活络度高、挑选性好，是现在剖析痕量电负性有机化合物有用的检测器。

  选用高速电子碰击气态分子或原子，将电离后的正离子加快导入质量剖析器中，按质荷 比(m/z)的巨细次序进行搜集和记载，是一种质量型、通用型检测器。

  运用无油采样器搜集废气样品 100ml，使废气经过装有一种或多种固体吸附剂的吸附管（采样管），然后将吸附管放入加热器中敏捷加热，待测物质从吸附剂上被脱附后，由载气带入气相色谱(GC)的毛细柱中，经色谱别离后由质谱(MC)进行蒸腾性有机物（VOCs）的定性定量剖析。质谱仪(MC)具有一次进样完结质谱全扫描（SCAN）和挑选离子扫描（SIM）；全扫描质谱图可以经过核算机检索对不知道化合物和已知化合物进行定性。

  HJ734-2014《固定污染源废气蒸腾性有机物的测定固相吸附-热脱附／气相色谱-质谱 法》，适用于固定源排气中蒸腾性有机物的采样和测定。

  运用便携式 GC-MS 法，可以快速测定固定污染源废气中 VOCs；该办法在 15 min 内能定性定量 50 种方针物,适用于污染源 VOCs 的日常监测。

  1. 精密度与精确度 在规范状况条件下，对浓度为 0.1×10-6 规范样品重复测定 6 次， 所得 32 种组分的 RSD 为 1.9%～19.1%，满意 RSD20%的要求。对环境空气样品加标，方针物加标量为 0.5 × 10-6 ， 测得各组分的回收率为 66.2% ～ 116%, 相对规范偏差为2.5%~14.4%。

  光谱气体剖析是根据气体分子对不同波段光的特征吸收光谱而进行剖析丈量的一种办法。在大气和烟气检测体系中，现在绝大部分运用产品的丈量原理都根据气体对特定光谱（紫外 UV 200-400nm，可见光 VIS 400-800nm 和近红外 NIR 800nm-5um）的吸收特性进行丈量和剖析。光谱气体剖析具有高活络度、高分辨率、高挑选性以及实时在线、快速动态、可遥测等特色和优势，是接连主动环境监测的首要技能手段。根本组成包含光源、光谱仪、样品池、 勘探器、信号搜集处理单元等。针对不同检测需求，根据气体分子的特征吸收波段挑选光源光谱仪和勘探器。

  傅里叶改换红外光谱气体剖析(FTIR)技能是根据光相干性原理，对红外光进行干与调制与傅里叶改换而获取气体特征吸收光谱，运用干与图和光谱图之间的对应联系，丈量和研讨对迈克尔逊干与仪丈量的干与图和进行傅里叶积分改换的光谱图；仪器经过对大气痕量气体成分的红外辐射“指纹”特征吸收光谱图定量解析获取待测气体浓度信息，然后完结对多组 分气体的定性和定量在线主动监测。

  FTIR 剖析仪，由 FTIR 光谱仪及软件、迈克逊干与仪、电脑及操控和剖析软件等单元组成。光谱仪部分可以对红外辐射信号进行干与调制，丈量包含有待测污染气体红外吸收特征 的光谱信息，并对其进行定量剖析。其作业原理为根据傅里叶改换红外光谱原理，光谱仪的光学镜头接纳来自红外光源发射 7500~375 cm-1 的红外辐射，辐射的红外线在敞开或密闭的空气中传达；光谱仪接纳到的红外辐射后，经由干与仪的调制分为两束光，穿透两片移动的 棱镜后，两束再次集合，并屡次反射穿过 4.3 米丈量池；在此，样品气体分子吸收特定频率的红外光能量。剩余的红外光经过 DTGS 检测器检测后，经傅里叶改换，把时域信号转化为频域信号。由光谱仪的电子学部件和相应数据处理模块完结干与图的转化和存储，并经过傅 里叶改换，将干与图转化成一个与基线光谱成份额的单线红外光谱，经过 PLS 化学计量学算法，可根据吸收光谱，得到被测气体的浓度值。这些光谱可用于一起丈量多种气体。

  近年来，我国中科院安徽光学精密机械研讨所与铜陵蓝光电子科技有限公司进行产学研 协作，发挥各自技能优势，成功推出根据傅里叶改换红外光谱剖析技能的系列多组分气体监 测体系。包含敞开光路傅里叶改换红外多组分气体监测体系、傅里叶改换红外多组分气体分 析仪、便携式傅里叶改换红外多组分气体剖析仪、风险化学品走漏现场扫描成像红外遥测系 统、大气污染多组分排放通量 SOF- FTIR 快速遥测体系等：用于有机痕量气体的检测。

  美国 CAI 一款在线式 FTIR 傅里叶改换红外剖析仪，可快速精确地剖析任何具有红外吸收光谱的气体。*的加热丈量池使得仪器可直接丈量高温高湿度样品气。和其他 FTIR 剖析仪不同，该 FTIR 无需液氮冷却，无需继续弥补液氮，因而不存在相关的安全隐患。仪器体积小，分量轻，设备和保护简略。

  0.8 波数（cm-1）分辨率；加热型丈量池；4.3 米光程，高活络度；机架式结构，设备集成便利。

  剖析气体：可快速、继续、安稳地剖析简直任何具有红外吸收光谱的气体样品。部分可丈量气体：CO,CO2，NO,NO2，SO2，N2O, HCL, NH3， C4，C3H8，丁烷，乙烷，乙醇，丙烯， 乙烯，苯，甲苯，乙苯，乙炔，氯乙烯，甲醛，丁酮，光气等。

  根据痕量VOCs 气体成份对光辐射(紫外/可见)的“指纹”特征吸收，完结定性和定量丈量，可一起丈量多种气体成份。关于差分光学吸收光谱体系而言，比较选用红外光谱检测的办法，紫外差分吸收法(DOAS)的检测产品成本更低价， 因而常被运用到大气检测产品傍边。

  DOAS 办法，是指用高压氙灯宣布的强紫外-可见光作为光源，经过一段长间隔传输后， 由望远镜接纳，经过光谱仪将光信号转成电信号，以取得经过大气吸收后的光谱。因为不同的气体在不同的波段对紫外光的吸收不同，且契合 Lambert-Beer 规则。在经过相应的算法， 由核算机进行处理，就可以得出所检测气体的含量。

  DOAS 法大气监测体系中，一般选用的光谱仪装备有 2048 像素 CCD 的微型光谱仪，测定波长规模为 200～500nm 的光谱吸收特性。微型光谱仪集成了分光体系和勘探器，可快速的完结光谱搜集，数据悉数搜集到核算机中，与存储的相关气体吸收特性进行比较，再由事前标定的数值进行线性化处理，然后丈量出气体含量。

  1. 高分辨率和丈量高精度，检测下限低；量程规模可以从 ppb 级到百分比级；

  4. 可一起对多种污染气体进行测验。在大气和烟气体检测体系中，有些气体例如检测HC，HCOH，CO，CO2，HCl，HF 等气体成分时，可以选用近红外光谱检测；但有些气体如O3，Cl2，BTX 等，则选用紫外差分光谱的办法丈量更为适用；而关于 SO2，NOx，NH3 等， 两者办法都合适。因而被广泛运用于城市空气质量监测，排放源气体监测等场合。

  针对大气环境监测，首要选用差分光学吸收光谱体系及多种激光雷达体系，即以接连宽 光谱光源或激光作为勘探光源，运用其在大气中传达时的挑选性吸收及光散射现象，完结对 气体浓度的进行监测。

  关于固定源废气烟气检测而言，针对 SO2、HF、HCL、H2O、NH3、CO、CO2、NOX 等有害气体的检测，可选用紫外 DOAS 法来进行吸光度的剖析。

  得到烟气检测数据。因为微型光谱仪快速全谱搜集的长处，在几个毫秒(ms)内就可得到所要的信息。微型光谱仪还可以运用于轿车尾气检测体系傍边。

  运用 CEMS 烟气在线剖析（监控）体系监测排放烟气中的 SO2/NOx 含量状况，是完结出产进程主动剖析优化和监管污染气体排放的重要办法。根据光纤光谱仪的紫外差分吸收光谱（DOAS）技能，因其丈量精度高、呼应快速，已成为运用 CEMS 烟气在线剖析体系（监控）监测排放烟气中 SO2/NOx 污染气体含量的抱负挑选。

  该检测设备原理是将气体钢瓶内的气体经过流量计和压力阀等进入气体腔室，脉冲氙灯或氘灯宣布的光经过光纤进入气体腔室，经过待测气体后进入光纤并传递至光纤光谱仪中， 得到气体的吸收光谱，然后经过相关算法进行数据处理，然后得到待测气体的浓度。

  瑞典 OPSIS 的差分吸收光谱法（DOAS）体系是一套敞开式光径、非触摸式的烟道气体接连排放监测体系，处理了工艺现场环境高温、高压、高浓度、高微粒的影响，可以实时在 线地监测用户的多种物质，比如为了契合硫酸出产的某些特别需求，监测一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、二氧化硫(SO2) 和三氧化硫(SO3)等；。具有高精确性、高牢靠性和很强的数据搜集处理才能；一起可以满意化工业进程操控对呼应速度的要求。

  无需抽取采样，不改动工况条件，在线实时接连丈量；经过 TV，MCERTS 等认证；

  运用寿数长，保护量小，运营成本低（耗件氙灯）； 一年只需求校准 1-2 次；

  一种类型的烟气在线剖析仪(超低量程)，是根据紫外差分吸收光谱技能( DOAS )和化学计量学算法(PLS) ，选用屡次回返光路光谱剖析法进行气体剖析。可以丈量 SO2、NO、NO2、O2，可扩展监测 NH3、CO、CO2、 CL2、 O3、H2S、HCL 等气体浓度，具有丈量精度高、牢靠性强、作业成本低、呼应时刻快、量程跨度大、运用规模广等特色。适用于燃煤发电厂超净排放工况、废物发电厂、水泥厂、玻璃厂、石灰厂、陶瓷厂、烧结、焦炉、脱硫工艺、 脱硝工艺等尾气排放监测和进程操控。

  选用差分吸收光谱算法，消除了烟尘、水分、光源改变等影响要素，保证了丈量的精确 性和安稳性；

  光源、丈量室、光谱仪之间选用光纤衔接，无运动部件，牢靠性好、设备保护便利；选用脉冲氙灯光源，寿数超越五年，无需预热时刻，安稳性好；

  一台 TDLAS 气体勘探器在 1998 年由美国 Monitor 公司成功研制，该勘探器选用波长为 1550nm 的 InGaAsP 激光器，用以检测氨气的浓度。

  与传统红外光谱技能相同，TDLAS 气体剖析技能本质上是一种吸收光谱技能。但与传

  统红外光谱技能不同，TDLAS 气体剖析技能选用的半导体激光光源的光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。

  因为近红外可调谐激光二极管具有易于调谐、激光强度高、激光频带宽、光源相干性和方向性好等长处，TDLAS 技能具有活络度高、挑选性好、实时、动态等特色，运用波长调制技能在 1 s 的检测时刻内检测限可抵达 ppm 级乃至 ppb 级；可以一起剖析多种污染物质，包含甲烷、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、氨气等。一起可在高温、高压、高粉尘及 强腐蚀环境下丈量，因而近 20 年以来，根据TDLAS 技能成为运用到工业现场气体污染物在线监测的首要挑选，还可对大气环境质量及其污染源中的 CO、CO2、CH4、O3 等污染物进行主动监测。标志着这项技能在环境监测与出产进程监控等范畴的运用愈加显着。

  在燃气和天然气职业中，对管道的走漏检测也许多运用了选用 TDLAS 原理的走漏检测仪（RMLD），其有用检测间隔可抵达近 30 米左右。RMLD 一般选用一个较大功率的半导体激光器，对检测方针区域宣布激光信号，方针反射回的激光信号，经透镜聚集后传到勘探器， 整个光程中因燃气走漏产生的吸收信号被剖析并输出，完结了安全检测的意图。

  在剖析仪作业时，一路激光束经光纤传输到多个丈量探头收发器（Transceiver），经过 被测气体后由反射器回来，会聚于接受器的光敏管，光电转化的电流信号经过同轴电缆回来CCU；另一路激光束经过内置的气体参比室，进行主动接连标定。中心操控单元 (CCU)经过一系列的剖析、比较运算而取得到被测气体浓度值。

  缺乏：监测方针首要是甲醛等低分子量物质，对空气中其它损害性较大的痕量VOCs 成分的挑选性监测存在必定的困难。

  格外光性红外线技能(NDIR)是根据气体吸收理论的光谱类气体检测办法。其原理为：红 外光源宣布的红外辐射，经过必定浓度待测的气体吸收之后，特定波长上光强度会产生与气 体浓度相对应的改变，其改变规则可由比尔-朗伯吸收规则描绘。因而可以根据光强改变求出气体浓度。

  所谓格外散度便是不分光，用一个宽波长规模的光源将红外光照射到勘探器上，除能被特定气体分子吸收的波长外，用两个窄带滤光片别离在检测器之前滤除一切光线。两个检测器一个作为传感器，一个作为参比。比照两个检测到的光信号，就得出被测气体吸收了多少红外光然后得出浓度；不同的滤光片可用于丈量各种其他气体，例如 CO2、CO、HC、NO 等；选用这种技能的剖析仪就被称为 NDIR。

  红外格外光丈量法(NDIR)和紫外差分光学吸收光谱法(DOAS)技能两者的差异差异很大，

  首要表现在：1.红外和紫外波段不同。2.光源不同。紫外差分是单色光，红外格外光是多色光（是肉眼看不见的波长）；3.检测器不同。紫外差分测的是光强度，红外格外光一般测到 的是热量。

  近几年，业界用衔接机电信号的微型元件微电子机械体系(MEMS)技能代替了传统的红外光源和勘探器。其选用了一种超资料完美吸收器(MPA)，该 MPA 由铜和氧化铝组成的杂乱分层结构制成。因为具有分层结构，MPA 可吸收来自任何视点的光线。加上一个多反射单元，优化了红外光光的反射，然后可以在毫米级的空间内显着提高了其光程长度。其首要部件为 MPA)热发射器、吸收单元以及 MPA)热电堆勘探器。一个微操控器会守时将加热板加热， 使 MPA)热发射器产生红外光。光穿过吸收单元，被热电堆勘探到，然后微操控器从热电堆中搜集电子信号，并将数据传输至核算机。

  1. 涣散式架构为就地分布式实时检测，不存在泵吸式架构中采样泵机械或管路等物理的 搅扰条件，可以真实地反映每一个现场气体污染物超支状况。

  2. 因无安排排放监控要求每个点位采样都是彼此独立的，涣散式均为就地直触摸摸式模 拟搜集数字转化后采样；不存在泵吸式架构中的二次采样剖析腔室，不受管路和剖析腔室残 余气体彼此混合对检测精确度的影响。

  3. 涣散式为现场实时检测，实时性好，采样周期短。检测报警呼应速度敏捷，不会因电磁阀逐一切换剖析导致时刻延迟。因而能精确反映每一个监控点位污染的线. 涣散式采样部件寿数善于泵吸式，体系牢靠性高，且保护成本低。

  毒的气体的传感器(如 硫化氢、砷烷等)，大气污染的传感器(如 NOx、CH4、O3、甲醛)等。按气体传感器的结构可分为干式和湿式两类；按传感器的输出可分为电阻式和费电阻式两类；按检测原理可分为电化学法、电气法、光学法、化学法几类。

  因为许多可气体都有电化学活性，能被电化学氧化或许复原。经过传感器内部的电解质 与方针气体产生反响，并这种反响产生的电流和产生反响的气体浓度成必定份额，因而可通 过这类反响与气体浓专度成正比的电信号来检测气体的成份及浓度。电化学检测办法精度 高，呼应快，可进行在线监测，多有用于环境中一些低浓度有毒有害气体的预警检测。

  电化学气体传感器有不同的分类，首要可分为四品种型：一次电池型、可控电位电解型、 电量型和离子电极型。下面介绍常用

  1. 原电池型。这种传感器也被称为加伏尼电池型气体传感器，或燃料电池型气体传感器、 自发电池型气体传感器。原理好像咱们日常运用的干电池，只不过是用气体电极代替了电池的碳锰电极。被测气体在阴极被复原，构成的电子流到阳极被铅金属氧化，构成的电流与气体浓度成正比，经过电流来核算被测气体的浓度。例如可以有用检测氧气、二氧化硫

  2. 安稳电位电解池型。这种传感器是经过在电解质内设备安稳电位的作业电极，被测气体在作业电极产生氧化或复原反响，再对电极产生复原或氧化反响，电极的电位产生改变，构成的电流与气体浓度成必定份额，

  4. 极限电流型。这是一种丈量氧气浓度的传感器，作业原理是根据安稳氧化锌固体电解 质的氧泵效果，经过气体涣散操控供应阴极的氧而得到极限电流，再经过极限电流来核算氧 气的浓度。这种传感器现在首要用于锅炉的焚烧操控、钢水中氧气浓度检测，以及轿车的氧气检测。

  5. 半导体式气体传感器。根本作业原理：由金属氧化物半导体半导体资料(SnO2，ZnO， Fe2O3，WO3 等)制成的传感器，在必定条件（温度）下，在被测气体（氧化或复原型气体） 抵达半导体外表并与吸附在半导体外表的氧产生化学反响的进程中随同电荷转移（削减或增多），导致半导体资料的灵敏体电阻值的改变（下降或上升），经过丈量半导体电阻的改变；就可以有用的检测出对应的气体。

  氧气等具有负离子吸附倾向的气体，被成为氧化型气体电子接纳型气体；氢、碳氧化合物、醇类等具有正离子吸附倾向的气体，被称为复原型气体电子供应型气体。因而， 半导体式气体传感器可以有用用于甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等许多气体检测。

  长处首要是在低浓度气体中输出改变大、活络度高，运用寿数长，挑选性相比照较好。缺陷是线形度欠好，安稳性较差，受环境影响较大，合适定性丈量不合适定量丈量。

  在电化学传感器的展开进程中，从前出现过水液体电解质电化学传感器、有机溶剂电解质电化学传感器和离子液体电解质电化学传感器等类型。其间，水液体电解质电化学传感器的电解液易蒸腾，传感器的寿数较短；有机溶剂电解质电化学传感器的电解质易燃，反响体系杂乱；离子液体电解质电化学传感器简单出现漏液、腐蚀电极等问题。为了*处理以上问题，人们经过在聚合物中引进离子液体，研宣布了固态聚合物电解质电化学气体传感器。

  这种传感器技能根据电化学气体检测原理，丈量可以化学分化的各种气体，消除了惯例 电化学传感器中因电解液渗漏或干枯对器材功能、寿数的影响。具有离子液体和聚合物二者 的长处，一是该电解质具有固体电解质的性质，消除了离子液体密封困难的问题; 二是在聚合物中引进离子，提高了聚合物的离子导电功能，创始了职业新技能革命。

  这种传感器具有体积小( 8mm*8mm*1mm)、结构紧凑，传感器寿数长(可达 5-10 年)， 高精度(1%)、高辨分率(0.01ppm)，安稳性好(2ppm)，呼应时刻短(30 秒内快速呼应)，一致性好(95%以上)，智能化、低成本等长处，因而在食物、环境监控、医学、农业、生物及安全等各范畴得到了广泛的运用。

  运用催化焚烧的热效应原理，由检测元件和补偿元件配对构成丈量电桥，在必定温度条 件下，可燃气体在检测元件载体外表及催化剂的效果下产生无焰焚烧，载体温度就升高，通 过它内部的铂丝电阻也相应升高，然后使平衡电桥失去平衡，输出一个与可燃气体浓度成正 比的电信号。经过丈量铂丝的电阻改变的巨细，就知道可燃性气体的浓度。

  这种传感器实际上是根据铂电阻(由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹)温度传感的一种气体传 感器，即在铂电阻外表制备耐高温催化剂层，在必定温度下，可燃气体在外表催化焚烧，因 此铂电阻温度升高，导致电阻的阻值改变。

  理论上这种传感器可以检测一切可以焚烧的气体，但实践中首要用于甲烷、LPG、丙酮 等可燃性气体安全范畴的报警检测。

  具有有计量精确，呼应快速，输出信号线性好，指数牢靠，价格便宜，不会与其他非可 燃性气体产生穿插感染等优势。缺陷是需求在足够的氧气环境中作业（究竟需求焚烧）；暗 火作业，有点燃爆破风险；大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒效果；因为催化剂不断消 耗，零点和量程会产生漂移，需求频频的标定和调理。

  境空气、室内空气和固定污染源。EPA 在 40 CFR PART 60 中配套的固定源废气 VOCs 的监测办法规范见下表。

  近几年来，我国在蒸腾性有机物监测方面接连出台了一系列监测规范，气相色谱法（GC） 是我国环境空气及污染源排气中 VOCs 组分剖析的干流办法。如下表所示。现在我国引荐的蒸腾性有机物离线监测规范（针对污染源、城市大气、室内空气等），首要是选用吸附解析采样办法的离线监测技能，例如《固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定气相色谱法》（HJ 38-2017），其办法原理是气袋采样，气相色谱别离甲烷，FID 检测的实验室办法。

  VOCs 的检测办法首要有滴定或许紫外吸收比色法、气相色谱法、气相色谱--质谱联用技能等。色谱法因遭到仪器或许场所的约束，一般仅用于实验室检测。如 GC-FID 检测技能对大部分 VOCs 成分均有呼应，并且是等碳呼应，合适用于 VOCs 总量监测，也可经过替换色

  作杂乱、设备贵重、检测周期长，无法完结在线丈量，其运用遭到了很大的约束；

  VOCs特征成分含量，呼应速度快，可用于接连排放监测CEMS中VOCs气体剖析。其他的半导体、电化学、催化焚烧等气体传感器操作简明、检测价格低、实时性好，可以完结无创、方便的在线丈量，但其检测进程简单遭到搅扰，难以抵达较高的辨认精度。5.VOCs监测采样技能VOCs 监测首要有环境空气、污染源的离线监测和固定污染源VOCs 在线监测两类办法。离线监测首要包含采样、样品预处理和测验三个进程。现在运用多的采样技能有罐采样、 固相微萃取等。一起还有针对含氧有机物(如极性较强的醛、酮、醇、醚、酯等)的化学衍生试剂吸附法。预处理是为了给后续剖析、测验办法做准备，一般包含浓缩和提取，首要办法有溶剂解析、固相萃取、热解析等。5.1离线监测采样技能现行的手艺离线采样办法首要有全量气体采样法和吸附剂富集采样法两种。5.1.1全量气体采样法指用容器直接搜集必定体积空气进行采样的办法叫做全量气体采样法。运用的容器有玻 璃容器、聚合物袋、聚四氟乙烯、不锈钢采样罐等，其间运用广泛的是不锈钢罐和聚合物 袋。罐式采样法能避免采样进程中出现穿透、分化、解析难等问题，坚持样品完整性，可以 屡次运用剖析。聚合物袋则具有物美价廉的长处，采样体积大，可以重复运用，但有简单受 到污染物浸透的影响而构成样品污染的缺陷。

  是指一种将预留浓缩与采样进程相结合，运用固体吸附剂对蒸腾性有机化合物进行吸附浓缩的办法。吸附管采样法有较多长处，如可以取得气体污染物的时刻加权均匀浓度，并且简单运送和清洗；可以重复运用，具有显着的价格优势；适用规模广泛，关于绝大多数的化合物都可以运用，并且搜集样品的体积改变规模大。可是此类办法也存在缺陷，并不合适于搜集蒸腾性*的化合物。吸附剂富集采样法常用的吸附剂一般有 XAD-2、活性炭、TenaxTA、以及 Carbotrap 等。在搜集污染源样品时，含有高浓度颗粒物与水分的废气相同会对后续测定产生影响。因而在采样时，需求先用玻璃棉过滤头、不锈钢滤膜等去除颗粒物，然后再运用冷凝设备、硅胶颗粒等去除水分。

  例如环境空气 VOCs 的采样办法：有真空玻璃采样瓶法(将空气样直接吸入真空采样罐取样)、吸附采样管法(用装有固体吸附剂的吸附管经过吸气泵进行捕集)、冷阱一真空样品罐采 样法(用 U 形或蛇形采样管或装有玻璃微珠采样管刺进冷阱中捕集)。采样后的样品测定，既可用 GC-MS 剖析体系，也可以用 GC-MD(F1D、ECD、PID、NPD)多检测器剖析体系。

  在VOCs 废气的排放进程中一般含有许多气态水，而水分的存在不只会导致采样及运送时 样品出现丢失，并且还会对监测成果构成影响。但是，一般的冷凝脱水在脱水的一起也 会相应滤除部分VOCs 组分，然后导致待测样品失真。因而，关于固定污染源 VOCs 在线 种办法进行采样：

  大程度的保存。一般，该脱水设备的资料因为 出现酸性，因而VOCs 废气的待测样品中所含有的碱性气体（NH3）成分会对设备构成必定的损坏，且该设备的脱水、抗高温以及运用寿数等状况，也会因为排放废气污染源的状况而

  为避免VOCs 废气中气态水分在运送的进程中出现冷凝、降温后因吸附出现丢失，而影响样品监测成果的真实性、精确性，一般会采纳加热、伴热的办法来削减因冷凝而导致的待 测样品丢失失线℃伴热的办法，使样品自采样探头经运送管，再传输至监测仪器的进样流路、切换阀、采样泵以及监测器等整个进程中不产生冷凝。全程高温 伴热采样关于伴热管线的原料、加热安稳性以及各结构部件的腐蚀性等均有着非常严厉的要求。

  关于废气排放中VOCs 浓度较高的企业，可先运用干态零气对所搜集的待测样品进行稀释，其一方面可以削减样品中水分含量然后下降水分对监测精度的影响，另一方面经过稀释后的 VOCs 气体浓度会相应的削减，然后有用避免了待测样品中 VOCs 浓度过高而超出监测仪器的丈量量程。该技能关于稀释所用零气的质量要求较高，且关于稀释比精度的把控要求也极为严厉，一般须选用核算机操控在 50∶1～200∶1，因而往往对剖析仪器活络度也有非常高的要求。一起，固定污染源VOCs 气体中除气态水格外，还有较高浓度的颗粒污染物， 长时间运作后往往会导致采样体系的探头、管线等出现必定的磨损或阻塞，而影响在线监测仪器的正常运作与丈量质量。因而，一般须选用惯性别离、高频反吹以及滤芯加热等技能守时 对颗粒污染物予以处理，以削减颗粒污染物附着而影响监测成果的精确性。一起，为避免搜集与运送VOCs 气体时吸附或黏附触摸资料，采样体系的探头、管线、过滤部件以及各类接头、阀门构件等均应运用慵懒资料，如此不只可以保证采样气体的安稳性，并且可以使搜集的VOCs 废气 快速经过，然后大大削减了废气因停留时刻过久而出现吸附的状况。

  2 固定污染源 VOCs 废气排放首要出现浓度跨度大、成分杂乱多变等特色，因而，在线现场剖析办法，多选用活络度高、多成分监测的在线 GC-MS /FID/PID/ECD 等剖析技能，还可运用快速呼应、多成分监测的 FTIR 和格外散红外剖析技能。