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工業揮發性有機化合物排放源
VOC在線監測系統解決方案
深圳市東日瀛能科技有限公司
Shenzhen Skyeaglee Technology C o., Ltd
一、方案概述
大氣中的VOCs不僅是生成光化學煙霧污染物的主要前體物，同時也是大氣細粒子中有毒有害有機組分的重要來源，對形成灰霾有重要貢獻，且一些VOCs本身具有毒性和致癌性。隨著我國大氣污染控制的不斷深化，VOCs成為繼顆粒物、二氧化硫、氮氧化物之后，我國大氣污染控制中又一新的關注點。
揮發性有機化合物（簡稱VOCs）不僅具有令人不悅的氣味，而且對人體健康的影響是多方面的，包括眼睛、鼻子和喉嚨炎癥，甚至引起頭暈、噩心、乏力、嘔吐等癥狀，同時對肝、腎和中樞神經系有長期的潛在性影響。此外，一些有機化合物被證明可使動物致癌。VOCs對生態環境也有很明顯的破壞作用，如光化學煙霧、霧霾等等。因此，VOCs的監測和治理是我國“十三五”工業廢氣排放治理的下一個風口。深圳市東日瀛能科技有限公司經過多年在環境監測領域的實踐經驗及利用成熟的光離子化（PID）檢測技術開發出的適用于我國VOCs在線監測的揮發性有機物SK-7500-VOC-Y型VOC在線監測系統。
為了工藝過程安全，濃度必須控制在相應可燃氣體的爆炸極限的25%以下?？扇細怏w燃燒的爆炸下限濃度與可燃氣體的初始溫度有關，因此，實際工程中要控制在LEL濃度的25%內。
SK-7500-VOC-Y型VOC在線監測系統，核心采用高精度傳感器，可實時測量和顯示空間內可燃氣體含量變化，另有高效過濾器、蠕動泵、樣氣采樣泵、高效降溫除濕冷凝器、轉子流量計、24V電源轉換器與漏電保護器等。該系統具有壽命長、穩定性好、抗干擾能力強、安裝簡單方便等優點。同時具有4-20mA、RS485信號輸出或無線212協議進行數據遠傳，采用LCD液晶顯示，還可以搭配工廠中的風機、閥門、噴淋系統等設備來使用，通過內部開關量信號實現聯動。氣體超標即時報警，同時啟動/關閉聯動設備。有效保障現場人員安全。
系統主要功能包括：
1、實時監測煙囪管道中的VOC含量。
2、通過上位機系統監控中心實時了解場所內的現場情況。
3、在監控中心實時記錄以上各監測數據，對數據統一集中管理。
4、并能通過聲光報警、LED屏幕顯示等多種方式發出報警信息，及時告知維護管理責任人。
5、氣體濃度達到對應設置的報警值時聯動風機/閥門/噴淋系統等設備。
6、可選配搭載7寸觸摸顯示屏，儲存歷史數據、歷史報警數據。
（監測系統示意圖）
二、執行標準
GB3836.1-2010《爆炸性氣體環境用電氣設備 第一部分：通用要求》
GB3836.2-2010《爆炸性氣體環境用電氣設備 第二部分：隔爆型“d” 》
GB 3836.15-2000 《爆炸性氣體環境用電氣設備第 15 部分：危險場所電氣安裝( 煤礦除外) 》
GBT50493-2019 《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》
GB12358-2006 《作業場所環境氣體檢測報警儀通用技術要求》
GBZ 2.1-2007 《工作場所有害因素職業接觸限值》
GB 4208-2008 《外殼防護等級（IP 代碼）》
GB 16297－1996《大氣污染物綜合排放標準》
GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》
HJ/T 76-2017《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》
HG/T 20507-2014 《自動化儀表選型設計規范》
三、方案介紹與設計
3.1 工業有機揮發物的排放源
點源：煙囪；
操作性&維修性排放源：污水處理、物料傳輸、工藝排氣、儲罐；
組件泄漏排放源：連接件、泵、閥門以及其它排放源。
3.2 VOC在線監測系統的選擇
針對常見實際環境與條件，選用PID光離子原理的VOC傳感器。
3.3 采集控制器
數據采集控制器用來集中顯示各監測點的VOC濃度值。同時控制器與聯動設備關聯，當VOC濃度值超過預設報警值時能夠自動報警或控制聯動設備。
采集控制器一般安裝在值班室中，與檢測儀采用四芯線RS485協議連接?？刂破鲀炔恳欣^電器報警開關量輸出用于控制聯動設備。
3.4 聯動設備
風機/閥門/噴淋系統等設備由控制器聯動，當可燃氣體濃度超標時自動啟動；當可燃氣體濃度恢復正常時，自動停止。
四、產品參數
VOC在線監測系統
| 型 號 | SK-7500-VOC-Y |
| 顯示方式 | 分析儀LCD液晶顯示（選配七寸觸摸顯示屏） |
| 輸出信號 | ①4-20mA信號：標準的12位精度4-20mA輸出芯片，傳輸距離1Km②RS485信號：采用標準MODBUS RTU協議，傳輸距離1.2Km③開關量信號：標配1組無源觸點繼電器，容量220VAC 3A/24VDC 3A。（選配）④GPRS、4G、WIFI、LORA、ZigBee等無線信號（選配） |
| 接收設備 | 用戶電腦、控制報警器、PLC、DCS、DDC等 |
| 工作方式 | 泵吸式，連續在線監測 |
| 檢測介質 | VOC，可定制其它可燃、有毒有害氣體多合一 |
| 檢測原理 | PID光離子 |
| 檢測量程 | 0-100mg/m3 可定制 |
| 分 辨 率 | 0.1 根據檢測量程而定 |
| 檢測誤差 | ≤±3%F.S 更高精度可訂制 |
| 重 復 性 | ≤±1% |
| 線性誤差 | ≤±1% |
| 響應時間 | T90≤30S |
| 工作電壓 | AC220V，最大功率：100W |
| 工作溫度 | -20℃~50℃ |
| 工作濕度 | 10-95%RH（無冷凝） |
| 工作壓力 | 106KPa±20KPa |
| 采樣溫度 | 200℃以內 可定制 |
| 采樣濕度 | 0-100%RH |
| 傳感器壽命 | 2～3年（根據傳感器原理與使用的環境而定） |
| 防護等級 | IP66 防水濺和短時間雨淋，長時間雨淋需配防雨罩 |
| 連接電纜 | ①4～20mA 選三芯屏蔽電纜，RS485 選四芯，距離超 1000 米（帶一臺檢測儀）時單根線徑≥1.5mm， 屏蔽層接大地。②無線傳輸：可內置LORA、Zigbeg模塊，近距離無線傳輸；可外置GPRS/4G模塊，遠程數據傳輸到云平臺，可電腦端和手機端查看歷史記錄，不受距離限制（選配） |
| 報警方式 | 現場聲光報警,外置報警器,遠程控制器報警,電腦數據采集軟件報警等(選配) |
| 報警設置 | 標準配置兩級報警，可設置報警方式：常規高低報警、區間控制報警 |
| 外形尺寸 | 500*760*270mm（長*高*寬） |
| 安裝方式 | 壁掛式 |
| 計 量 證 | 可選，費用客戶自付 |
| 選配附件 | 干燥筒、減壓閥、焦油過濾器、蠕動泵、7寸觸摸顯示屏、高效降溫除濕冷凝器、標氣接口。電腦監控配件：免費上位機軟件、USB 轉 RS485 轉換連接線，如果要網絡傳輸還需 RS485 轉網口轉換器。 |
五、外形尺寸
（VOC在線監測系統）
六、應用領域
VOC煙氣排放連續監測系統（揮發性有機物）廣泛應用于各種固定污染源有機物排放的實時監測，例如煉油企業、制藥企業、化工企業、汽車企業、半導體企業、制革企業、鑄造企業以及油品的存儲、運輸和加油站等各個領域。通過對測量主機不同的內部配制，例如定量環與濃縮管、常溫富集與冷凝阱富集、填充柱與毛細柱、恒溫爐與程序升溫爐、FID與PID檢測器等的選擇可以實現單組份、多組份或不同物質的分析需求。通過配制不同的預處理系統，還能實現對水源或土壤中揮發性有機物的監測。主要監測項目為：苯、環氧乙烷、環氧丙烷、丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯、氯乙烯、二氯乙烷，以及其他需要監測的有毒碳氫化合物。
| 類別 | 行業 | 應用點 | 檢測介質 |
| 石化化工 | 煉油 | 常減壓 | 苯、甲苯、對二甲苯、丁二烯、硫醚等 |
| 催化裂化 | |||
| 催化重整 | |||
| 加氫裂化 | |||
| 延遲焦化 | |||
| 煉廠氣加工 | |||
| 化學原材料 | 丙烯腈裝置 | 丙烯腈、乙腈、丙希醛等 | |
| 環氧乙烷裝置 | 環氧乙烷、乙烯、乙二醇等 | ||
| 輪胎 | 煉膠 | 丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲苯、硫醚等 | |
| 橡膠制品 | 纖維織物浸膠烘干 | ||
| 乳膠 | 硫化 | ||
| 涂料 | 涂料生產 | 油性涂料 | 苯、二甲苯、丁醇、乙酸乙酯、丁酮等 |
| 乳膠漆 | 丙苯、苯乙烯、丙烯酸酯、醋酸乙烯等 | ||
| 汽車 | 車身涂裝 | 丙酮、苯、甲苯、乙苯、1，3-丁二烯等 | |
| 塑料件涂裝 | |||
| 維修噴漆 | |||
| 醫藥 | 藥品 | 干燥器 | 乙醇、丙酮、二氯甲烷、瓶利昂、甲苯、環己胺、二甲苯、異戊二烯等 |
| 反應器 | |||
| 蒸餾系統 | |||
| 儲罐 | |||
| 消耗品 | 一次性器具 | 丙酮、丁二烯、環氧乙烷等 | |
| 消毒 | |||
| 半導體制造 | 分立器件 | 光刻 | 異丙醇、甲基丙酮、丙酮、四氯化碳、苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯等 |
| 集成電路 | 顯影 | ||
| 光電組件 | 刻蝕 |
七、電氣連接
（VOC在線監測系統電氣接線圖）
八、配置清單
| VOC在線監測系統配置清單 | |||
| 序號 | 物品名稱 | 數量 | 備注 |
| 1 | 可燃氣體檢測報警器 | 1 | SK/MIC-600-EX-Y |
| 2 | 高效過濾器 | 1 | 除塵除水、水氣分離 |
| 3 | 樣氣采樣泵 | 1 | 采樣流量3～5L/Min |
| 4 | 轉子流量計 | 1 | 控制進氣到檢測儀流量為：0.3～0.5L/Min |
| 5 | 電磁排水閥 | 1 | 定時自動排水 |
| 6 | 漏電開關 | 1 | |
| 7 | 24V電源 | 1 | |
| 8 | 碳鋼箱體 | 1 | 500*500*200mm（具體尺寸根據配置而定） |
| 以下配置根據工況選配 | |||
| 序號 | 物品名稱 | 序號 | 物品名稱 |
| 1 | 法蘭式不銹鋼取樣探頭 | 2 | 蠕動泵 |
| 3 | 電子冷凝器 | 4 | 硅膠吸附罐 |
| 5 | 活性炭吸附罐 | 6 | 分子篩吸附罐 |
| 7 | 減壓閥 | 8 | 防爆溫控器 |
| 9 | 防爆加熱器 | 10 | 伴熱管 |
| 11 | 水洗罐 | 12 | 標氣接口 |
九、安裝注意事項
9.1 安裝方式：
9.1.1機柜固定
機柜采用立柜式或壁掛式放置，地面應保持平整，機柜不得傾斜放置。
9.1.2 供電
機柜采用 220V AC 供電，須確保地線接地良好。
9.1.3 確定安裝位置
9.1.3.1 主機箱安裝位置的選擇
首先內部傳感器元件的耐受溫度范圍為-20℃～+50℃，最佳工作溫度為+20℃左右，所以要選擇環境溫度不低于-20℃也不高于+50℃的地方安裝。
9.1.3.2采樣點與主機箱管路距離
主機箱內部使用的抽氣泵是小型真空隔膜泵，真空度在 50KPa～70KPa 左右，管路長度的原則是溫度合適的前提下越短越好，管路越長數據延遲越長，一般20米內是沒有問題的。還是需要結合現場實際情況而定。
9.2 氣路連接
9.2.1 管路接口
一路采樣進氣口進入系統；一路檢測后的氣體排出口；二路過濾除水氣體排出口。接口默認是φ6大小，可以使用外徑6mm內徑4mm的PU軟管。
9.2.2 采樣管的安裝（選配）
采樣管插入待測氣體的管道，使用配套法蘭固定。如果待測管道氣體溫度高于采樣管的耐熱溫度，采樣前段的管路應采取耐熱管路并進行預降溫再接PU軟管連接檢測系統的采樣接口。
9.2.3 氣路排出接口的接法
排氣口：使用φ6的PU軟管連接，主要排放的是從流經檢測儀里檢測后的氣體，
排水口：使用φ6的PU軟管連接，大部分的采樣氣體和水汽從這里排出，如果管道待測氣體管道溫度高、濕氣大所含水汽較多，那排水口會有水流出，所以排水管應向下安裝，以保證水流順利排出。
9.3 使用調試中的注意事項：
9.3.1 流量計控制
系統運行中，通過調整流量計和冷凝器下端排水管道上的節流閥，控制流過檢測儀表的氣體流量在300～500ml/min左右。
9.3.2 冷凝器
冷凝器的目標冷凝溫度使用默認溫度即可。
9.3.3 過濾器
需要定期手動維護清洗粉塵過濾器或及時打開節流閥排掉積累的水汽，防止堵塞氣路。
9.3.4 溫控器（選配）
一般設定為30℃（開蓋設置，控制伴熱管伴熱溫度，感溫管放置外部）。
9.3.5 加熱器（選配）
一般設定為20～30℃（開蓋設置，注意防止燙傷）。
9.3.6 氣體濃度檢測儀
檢測儀的使用詳見檢測儀的使用說明書。
（管路示意圖）
