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常见固定污染源废气在线监测仪器分析技术和应用特点

发布时间:2017-12-05 点击:191

氢火焰离子化检测(FID)

应用监测对象:THC、TVOC、NMTH对碳氢有机物响应十分灵敏,线性范围宽,稳定性强,而且结构简单、使用维护方便,已广泛应用于VOCs总量的监测,烟气中的氧气,水分以及含氮、氧或卤素原子的有机物均会对测试造成干扰和影响。

光离子化检测(PID)

应用监测对象:THC、TVOC检测器体积小巧,无需辅助气体,常用于现场便携仪器使用;主要用于室内环境监测、应急监测、危险/泄漏气体预警,污染源追踪中TVOC含量的监测分析。PID能检测响应的VOCs种类和所使用的紫外灯能量有关,对不同化合物的响应系数也不同,对一些短链烷烃响应极低甚至无法检测到。

催化氧化—非分散红外吸收(NDIR)

应用监测对象:THC技术稳定性和灵敏度不高,易受共存干扰物的影响,且在催化氧化过程中往往存在催化剂中毒、转化不完全、转化效率低等问题,因此目前在实际应用中并不多见。

气相色谱(GC)-FID/PID/质谱(MSD)

应用监测对象:THC、TVOC、NMTHC、VOCs组分检测灵敏度高,选择性强,可监测TVOC和VOCs单个组分,可同时分析多个组分;这一在线监测技术在欧美日韩等已有广泛应用,并在我国部分经济发达城市得到引进,取得了良好的效果。不足之处是样品检测周期相对较长,响应速度相对较慢,另外配置不同检测器其检测分析的组分数、灵敏度、选择性以及准确度和设备维护量差异较大。

傅立叶变换红外光谱(FTIR)

应用监测对象:VOCs组分检测技术成熟,检测VOCs种类较多,可同时分析多个组分;现场测量检测周期短,响应时间快;但其检测分析的灵敏度一般较色谱技术低,且光学器件维护成本高、维护量较大。

差分吸收光谱(DOAS)

应用监测对象:VOCs组分(苯系物)检测技术成熟,可同时分析多个组分;一般现场采取非接触式直接连续测量,无需预处理,气体不失真,响应时间很快,可实现测量光路区域内的在线监测;但其检测分析的灵敏度一般较色谱技术低,检测VOCs种类有限,目前主要是苯、甲苯等苯系物。

离子迁移谱(IMS)

应用监测对象:VOCs组分检测灵敏度高,相比于质谱技术不需要真空系统,仪器结构简单,成本较低,可测量浓度低、腐蚀性高的气体;但该技术特异性差,可测量VOCs种类有限,干扰化合物较多。目前,IMS作为便携式监测仪在应急监测、食品安全监测等领域有所应用。

调谐激光吸收光谱(TDLAS)

应用监测对象:CH4等检测灵敏度高,选择性强,干扰很小;现场采取非接触式直接连续测量,无需预处理,气体不失真,响应时间很快,实时性强,可实现测量光路区域内的线监测;该技术单一光源一般只能完成单一组分测量。

在技术要求中规定“本次建设以“非甲烷总烃(NMHC)”作为挥发性有机物连续监测综合控制指标,须选择采用火焰离子法(FID)检测技术的设备。”火焰离子法检测技术用到的检测设备有什么独特之处呢,以氢火焰离子化检测器为例。它是典型的破坏性、质量型检测器,是以氢气和空气燃烧生成的火焰为能源,当有机化合物进入氢气和氧气燃烧的火焰,在高温下产生化学电离,电离产生比基流层高几个数量级的离子。在高压电场的定向作用下,形成离子流,微弱的离子流经过高阻放大,成为与进入火焰的有机化合物量成正比的电信号,以此可以根据信号的大小对有机物进行定量分析。

其主要特点是对几乎所有挥发性的有机化合物均有响应,对所有径类化合物(碳数≥3)的相对响应值几乎相等,对含杂原子的烃类有机物中的同系物(碳数≥3)的相对响应值也几乎相等。这给化合物的定量带来很大的方便,而且具有灵敏度高(10-13~10-10g/s),基流小(10-14~10-13A),线性范围宽(106~107),死体积(≤1µL),响应快(1ms),可以和毛细管柱直接联用,对气体流速、压力和很度变化不敏感等优点,所以成为应用最广泛的气相色谱检测器。




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