VOCs及非甲烷总烃系统技术培训

VOCs及非甲烷总烃系统

技术培训VOCs及非甲烷总烃的定义《大气污染物综合排放标准详解》对NMHC定义为：NMHC是指除甲烷以外所有碳氢化合物的总称，主要包括烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃等组分。HJ/T38-1999《固定污染源排期中非甲烷总烃的测定气相色谱法》对NMHC的定义为：指除甲烷以外的碳氢化合物（其中主要是C2-C8）的总称，本标准规定的条件下测得的NMHC，是气相色谱火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计。HJ-1013-2018《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》：在HJ38标准规定的条件下，氢火焰离子化检测器上有响应的除甲烷外的其他气态有机化合物的总和，除另有说明，结果以碳计。非甲烷总烃（NMHC）DB31/933-2015《大气污染物综合排放标准》：所测得的氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷以外碳氢化合物及其衍生物的总量，以碳计。HJ604-2017《环境空气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定直接进样-气相色谱法》：指在本标准规定的条件下，在气象色谱仪的的氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外其他奇台有机化合物的总和（除非另有说明，结果以碳计。）非甲烷总烃（NMHC）挥发性有机物—VOCs和NMHC的区别挥发性有机物VOCs在我国，VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全部有机化合物。现行有标准的测定种类100多种，主要有PAMS57种、TO1565种，醛酮类13种等。非甲烷总烃NMHC氢火焰离子化检测器上有响应的除甲烷外其他气态有机化合物（主要是C2~C12）的总和，以碳计。甲烷CH4，大气温室效应的气体之一，来源于自然产生和人类活动的排放。非甲烷总烃包含苯系物等特征因子。什么是氢火焰离子化检测器（FID）FID检测器基本原理：1）待测气体由载气助推经色谱柱进入FID检测器2）有机物在氢火焰中被电离成碳阳离子和电子3）在电场的作用下形成离子流，并于电极生成微电流，经放大输出，形成输出信号。FID具有高灵敏度FID具有较大的线性范围FID对于不可燃气体不灵敏，例如:H2O、CO2、SO2等

FID的主要技术要点1燃烧气：氢气。如燃烧气缺失则熄火，无法测量。2助燃气：洁净空气。如助燃气缺失或量小则熄火，无法测量。3载气：洁净空气或高纯氮气。如载气缺失，被测气体无法送达检测器，无法测量。4被测气体中碳离子燃烧所释放的电子，氢离子无响应。GC-FID气相色谱仪的基本原理数据处理器是什么成份和有多少量(检测器)从色谱柱出来了的每个成份的量按比例转化成电信号。目标：混合样品（气体或液体）GC载气将样品送入色谱柱色谱柱将样品中不同的成分分离开气相色谱仪检测流程载气源进样口检测器数据处理色谱柱样品燃烧气（氢气）助燃气（空气或氮气）载气时间轴进样系统辅助系统检测系统分离系统计算系统辅助系统气相色谱仪与传统CEMS相比，在其测量时有很大不同，GC-FID主要为:定性-定量色谱柱分离定性原理时间检测器色谱柱样品注入口A＋BA＋B|一＋B峰

A峰

B层析原理：1）THC-透过无分离效果的钝化空柱，将样品一同吹出2）CH4-透过具强吸附性的分子筛（PQ柱），在一定时间内仅容许CH4通过3）VOCs-针对分析要求，透过不同分离效果的管柱组合（毛细柱），来达成分析要求十四通阀状态一十四通阀状态二状态一：载气一吹扫甲烷柱，载气二吹扫预切柱，载气三吹扫总烃柱；样品气在采样泵作用下进入定量环1和定量环2；状态二：载气一排空；载气二将定量环2中的样气带入预切柱、甲烷柱，最后进入FID；载气三将定量环1中的样气带入总烃柱，然后进入FID；标准气体图谱将标准物质通入系统测量，得出测量峰，根据标准气体出峰时间确定组分的出峰范围。根据位置和范围对测量图谱进行定性、定量。谱图对比谱图识别检查要点出峰时间（峰位）：每台色谱仪都不尽相同，根据以上原理得出，出峰时间与色谱柱分离特性、载气压力等有关，会有轻微差别；出峰顺序和原理有关，不会改变。积分时间：定性物质的出峰起始位置到结束位置的时间轴，一般已标准物质校准谱图为准，实际设定的积分时间原则上要大于等于标准气体的积分时间，保证定量的准确性。反吹色谱使样气进入能够分离甲烷和非甲烷的色谱柱，甲烷快速通过色谱柱进入检测器被监测，然后切换流路将非甲烷反吹出色谱柱进行检测。谱图表现为先出甲烷峰，后出非甲烷总烃峰；非甲烷总烃直接测量得出。非反吹色谱样气分两路，一路直接进入检测器被检测得到总烃含量，另一路经过色谱柱将甲烷与非甲烷物质分离后，测出甲烷含量，两值相减即得非甲烷总烃含量。谱图表现为先出总烃峰，后出甲烷峰；非甲烷总烃由总烃-甲烷得出。甲烷/非甲烷总烃监测主要技术原理催化氧化转化技术样气分两路，一路直接进入检测器被检测得到总烃含量，另一路经过催化氧化转化装置，将非甲烷总烃全部转化为CO2，进入检测器只能测出甲烷含量，两值相减即得非甲烷总烃含量。谱图表现为先出总烃峰，后出甲烷峰；非甲烷总烃由总烃-甲烷得出。冷阱技术样气通过一个冷阱浓缩管，非甲烷烃类被富集浓缩，甲烷沸点较低而直接通过进入到检测器被测出，然后加热浓缩管进行脱附，测出其他烃类物质含量。谱图表现为先处甲烷峰，后出非甲烷总烃峰；非甲烷总烃直接测量得出。甲烷/非甲烷总烃监测主要技术原理固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统NMHC-CEMS系统组成固定污染源非甲烷总烃连续监测系统，由非甲烷总烃监测单元和烟气参数监测单元、数据采集与处理单元组成。主要的系统外型及组成实例实验室色谱的演变：将实验室色谱小型化，仪表化；按传统CEMS方式进行集成。如磐诺，汇环，伟瑞迪，泽天等。除烃器工控主机分析仪主机氢气发生器空气发生器主要的系统外型及组成实例工业过程在线色谱的演变：将用于过程控制检测的色谱仪表按标准进行改进后用于排放口监测。如ABB,横河，霍普斯。阀控箱：内含多个电磁阀、电子流量控制器、。高温箱：内部集成气动阀，过滤器，进样阀、色谱柱、检测器、氧气湿度等。气路辅助箱：内含抽气泵，流量计，反吹电磁阀。仪表电气箱氢空一体机：为系统提供氢气和助燃空气。主要的系统外型及组成实例氢气发生器主要原理：电解水产生氢气供FID检测器燃烧，提供燃烧气定期进行硅胶检查及纯水补充。主要的系统外型及组成实例空气发生器主要原理：吸取室内常压空气，经初级过滤器除去空气中杂质后进入压缩机内，经压缩成高压气体储存在内置不锈钢罐中。经过再次净化后，经过稳压阀稳压，即可输出满足仪器所需的纯净压缩空气。主要的系统外型及组成实例零气发生器（除烃器）主要原理：对压缩空气中的总碳氢化合物和氮氧化合物进行催化裂解产生小于0.1PPM碳氢化合物（以甲烷计）的零级空气，在含有铂钯载体的高温反映室中，碳氢化合物被转化为二氧化碳和水蒸气。再分别经过脱除二氧化碳和水的装置后，即可得到零级别的空气，用于助燃气或载气。。固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统系统的认证目前市场上的VOC系统认证主要有两种：计量器具许可或CPA+CCEP总站认证+CCEP固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统查询路径：中国环境监测总站工作动态仪器检测。或进入网址后直接搜索“非甲烷总烃”网址：1、非甲烷总烃连续监测系统的主要测量因子为总烃和甲烷当使用甲烷标气时，总烃示值＝

甲烷示值，非甲烷总烃为零。当使用甲烷丙烷混合标气时，

总烃示值＝

甲烷示值＋丙烷示值，非甲烷总烃＝丙烷值。

2、结果已碳计目前的软件系统一般为实测值，标气值要转化为已碳计值mg/Nm3：一般为标准状态下物质浓度，需进行转换mgC/Nm3：一般为标准状态下物质碳浓度，不需要转换甲烷CH4质量转换：mgC=C/CH4=12/16=0.75mg。丙烷C3H8质量转换：mgC=C3/C3H8=36/44=0.82mg（物质含碳原子分子量/物质总分子量）固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统使用中的主要注意事项固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统检测器的老化检测器的一般老化：在载气进入检测器的情况下，将检测器温度设置在300℃以上进行数小时的老化。色谱柱的老化1，在载气进入色谱柱的情况下，将柱箱温度设置在色谱柱允许的最高温度以下30℃，或正常使用温度以上30℃，进行十小时以上的恒温老化。2，适当增加载气流量，可以提高老化效率或减少老化时间。检测器和色谱柱使用中的主要注意事项1、电解池中的电解液会在电解过程及自然蒸发而逐渐减少，在达到最低液位时，补水系统会自动启动补水功能，确保储液桶纯净水足够；

2、电解池中的电解液每年更换一次；3、应保持空气发生器“排水口”畅通，并将排水口管出口放入废液瓶；4、变色硅胶颜色变化超过2/3或有异常时需立即更换；氢气发生器和空气发生器固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统使用中的主要注意事项固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统日常运维及监管要求《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》（HJ1013-2018）《固定污染源废气中非甲烷总烃排放连续监测技术指南》环办监测函〔2020〕90号固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统无色谱峰原因：1、火未点着（FID）；

2、没有载气流过；

3、驱动气压力不够；

4、进样管堵；

5、色谱仪故障；处理措施：1、重新点火；

2、检查载气压力、气路；

3、检查空气发生器压力、气路；

4、检查进样气路、采样泵；

5、维修色谱仪；常见异常情况使用中的主要注意事项固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统基线不稳原因：1、仪器接地不好；

2、检测器污染；

3、气流选择不当；

4、放大器不好；

5、环境震动；处理措施：1、改善接地；

2、清洗检测器；

3、选择合适气流；

4、检查放大器；

5、减小周围震动；使用中的主要注意事项固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统基线噪声大原因：

1、色谱柱污染2、气体不纯3、接地不良4、检测器污染5、检测器电缆接触不良处理措施：

1、老化或更换色谱柱2、净化气体使达到要求3、改善接地4、清洗检测器5、更换或修复电缆使用中的主要注意事项固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统熄火原因：1、燃料氢气或助燃空气未供应或不稳定2、载气未供应或泄漏3、氢气、助燃空气流量比例不对4、排液口堵塞处理措施：

1、查看氢气和助燃气压力、气路2、查看载