VOCs在線監(jiān)測與手工采樣監(jiān)測比對
通過固定污染源非甲烷總烴的手工監(jiān)測數(shù)據(jù)與自動監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)監(jiān)測數(shù)據(jù)的比對分析,發(fā)現(xiàn)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)受外界環(huán)境影響較小,更準(zhǔn)確。由于手工監(jiān)測和自動監(jiān)測進(jìn)樣頻率不同和手工監(jiān)測因采樣及運輸中實際樣品有部分VOCs發(fā)生了吸附反應(yīng)、解離等第2次反應(yīng)或生成二次生成物從而導(dǎo)致的損耗以及實驗室的溫濕度環(huán)境等因素都會直接導(dǎo)致實際樣品測試結(jié)果發(fā)生偏差,建議加強在線監(jiān)測設(shè)備的運維管理,推進(jìn)固定污染源非甲烷總烴CEMS合理有序發(fā)展。
實 驗
1.1
監(jiān)測現(xiàn)場
某企業(yè)主要從事電子元件生產(chǎn),生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的非甲烷總烴收集后經(jīng)蓄熱式焚燒爐(RTO)處理后,通過高32m、直徑1.2m的煙囪向大氣排放。在離煙囪出口10m處設(shè)一監(jiān)測平臺,并設(shè)手工監(jiān)測與自動監(jiān)測系統(tǒng)采樣點。
1.2
手工監(jiān)測樣品采集與方法
參照《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的采樣氣袋法》(HJ 759-2015)、《固定污染源排氣中顆粒物的測定與氣態(tài)污染物采樣方法》(GB/T 16157-1996)進(jìn)行樣品采集并保存,樣品采集后8h完成分析。手工監(jiān)測現(xiàn)場采樣氣候條件為:晴,氣溫17~24℃,大氣壓101.2kPa,西北風(fēng)2級。應(yīng)用皮托管法測出煙道流速,干濕球法檢測出廢氣管道的含濕量,根據(jù)排氣筒排廢氣流速和排氣管道的截面積測算出標(biāo)干流量。使用2080B型智能真空箱氣體采樣儀器,將采樣袋(容積1L的TEDLAR采樣袋)接入真空箱內(nèi),啟動采樣泵吸氣,真空箱內(nèi)形成負(fù)壓,被測氣體通過加熱恒溫采樣槍將廢氣采集入采樣袋。采集1L排放筒廢氣,避光保存,廢氣樣品使用氣相色譜法4h內(nèi)完成分析?,F(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)見表1。
表1非甲烷總烴現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)
2080B型智能真空箱氣體采樣儀
根據(jù)《固定污染廢氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定氣相色譜法》(HJ38-2017)規(guī)定,用手工監(jiān)測分析樣品。實驗室分析中,采用六通閥定量環(huán)一次進(jìn)樣,雙柱雙檢測器同時測定總烴和甲烷。分析儀器使用安捷倫品牌的氣相色譜儀7890B,不銹鋼色譜柱GDX-502,柱溫120℃,檢測器溫度250℃,氮氣流速37 mL/min,氫氣流速50mL/min,空氣流速400mL/min。
六通閥
氣相色譜儀7890B
1.3
自動監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)設(shè)備
固定污染源廢氣自動監(jiān)測系統(tǒng)包括樣品采集系統(tǒng)、樣氣傳輸裝置系統(tǒng)、樣氣預(yù)處理系統(tǒng)、校準(zhǔn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、氣體分析儀、GPRS遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng),DAS系統(tǒng)等,并長時間持續(xù)性地監(jiān)測數(shù)據(jù),利用系統(tǒng)的自動數(shù)據(jù)匯總、統(tǒng)計和報表功能,進(jìn)行綜合分析可以實現(xiàn)對排污企業(yè)全過程監(jiān)督,能對污染事件的發(fā)生及時預(yù)防和處理。企業(yè)自動監(jiān)測系統(tǒng)已驗收合格,并根據(jù)滬環(huán)??偂?016〕171號和HJ75要求,在正常運維期間由ThermoFisher品牌的5800-A在線監(jiān)測儀對廢氣進(jìn)行自動監(jiān)測分析。監(jiān)測現(xiàn)場安裝CEMS監(jiān)測系統(tǒng),設(shè)備主要信息見表2。
表2 CEMS監(jiān)測系統(tǒng)主要信息
ThermoFisher煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) (CEMS)
參照《上海市固定污染源非甲烷總烴在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收及運行技術(shù)要求(試行)》,CEMS監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測前使用3種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體NMHC進(jìn)行了校準(zhǔn),得到非甲烷總烴線性誤差在-1.1%~1.1%,滿足規(guī)范中質(zhì)控要求(見表3)。
表3 非甲烷總烴CEMS先是濃度/(mg/m3)
誤差數(shù)據(jù)統(tǒng)計
1.4
采樣頻次及說明
非甲烷總烴:在正常生產(chǎn)負(fù)荷情況下,運用氣袋采集的方法在監(jiān)測點采集非甲烷總烴9次,每次采樣時間約10min,通過實驗室分析共獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)9個供同一時段CEMS監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)比對。
數(shù)據(jù)分析
2.1
同一時間段手工監(jiān)測數(shù)據(jù)與CEMS數(shù)據(jù)比對
同一時段手工監(jiān)測數(shù)據(jù)與CEMS數(shù)據(jù)比對見表4。根據(jù)《上海市固定污染源非甲烷總烴在線監(jiān)測系統(tǒng)驗收及運行技術(shù)要求(試行)》,相對誤差的計算公式見式(1)。
表4 同一時段手工監(jiān)測與CEMS濃度
(mg/m3)數(shù)據(jù)比對
2.2
手工監(jiān)測與CEMS數(shù)據(jù)誤差分析
由表4可知,自動監(jiān)測數(shù)據(jù)高于手工監(jiān)測數(shù)據(jù),相對誤差3.7%,誤差的相對值是2.62mg/m3,均達(dá)到上海和國家的相關(guān)要求。造成誤差的可能因素為:
結(jié)果與討論
固定污染源中非甲烷總烴的手工監(jiān)測與自動監(jiān)測系統(tǒng)的比對結(jié)果受多種因素影響,但均達(dá)到上海和國家的相關(guān)要求。
自動監(jiān)測比手工監(jiān)測結(jié)果更準(zhǔn)確,更適用于日常監(jiān)測管理。所以,CEMS數(shù)據(jù)的可靠性、正確性、穩(wěn)定性對于污染減排有著決定性作用。目前CEMS已成為1種最有效的定量和監(jiān)控管理手段。在現(xiàn)場監(jiān)測中應(yīng)該嚴(yán)格按照質(zhì)控措施進(jìn)行采樣工作,保證數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性。當(dāng)比對數(shù)據(jù)產(chǎn)生差異時應(yīng)及時查找原因,排除影響因素,使CEMS數(shù)據(jù)能更好、更準(zhǔn)確地反映企業(yè)排污狀況,為環(huán)境管理服務(wù)。CEMS系統(tǒng)在連續(xù)運行過程中可能由于色譜柱柱校下降、前處理設(shè)備升溫速率變化等原因?qū)е虏糠只衔锉A魰r間發(fā)生偏移,需要定期利用標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行校正,避免由于工況不穩(wěn),污染物排放濃度忽高忽低的情況出現(xiàn),以致使監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差和偏離。因此,建議加強對自動監(jiān)測設(shè)備的現(xiàn)場監(jiān)督檢查,加強管理和提升運維人員的專業(yè)技術(shù)水平,減少因人為因素帶來的誤差,加強對整個系統(tǒng)的維護,并定期檢修,更換老化的零部件,保障其正常穩(wěn)定運行,保證自動監(jiān)控數(shù)據(jù)的真實、可靠和有效,更加有利于推進(jìn)對固定污染源非甲烷總烴自動檢測系統(tǒng)的合理有序發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
來源:本文選自期刊《上海環(huán)境科學(xué)》2020年第39卷第3期
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