厂区VOC监测系统方案计划书

一、项目背景

《重点区域大气污染防治“十二五”规划》明确提出，“十二五”期间完善重点行业挥发性有机物（VOC）的排放控制要求和污染防治体系，石化、有机化工等行业均被列为重点控制行业。“十三五”规划中也已经制定“生态环境质量总体改善”的目标，从目前环保部力推的“气，水，土三大战役”的初步效果来看，下一步对于环境质量的改善则是对于现有治理设施和治理手段的检验。而对于三个领域治理效果的检验，则需依赖于全面有效的环境监测 络。

国务院印发的《生态环境监测 络建设方案的通知》提出建设主要目标：到2020年，全国生态环境监测 络基本实现环境质量、重点污染源、生态状况监测全覆盖，各级各类监测数据系统互联共享，监测预 预警、信息化能力和保障水平明显提升，监测与监管协同联动，初步建成陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测 络。

VOC是挥发性有机化合物，按其化学结构可以分为烷类、芳烃类、酯类、醛类和其他等，最常见的气体组分有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、二异氰酸酯（TDI）、二异氰甲苯酯等等等，这些气体在喷漆、石化、化工、制鞋、印刷、电子、服装干洗、石油、建筑等行业均有排放，VOC对人体的伤害很大，会引起慢性中毒，损害肝脏和神经系统，甚至会导致白血病的产生。

因此，实时监测VOC浓度，根据监测结果检验治理成果，帮助企业进一步改进完善生产工艺及治理装置，同时通过整合各类地理信息资源和环境保护业务资源，建立统一的环境信息资源数据库，将空间数据与动态监测数据、动态监管数据、政策法规数据等业务数据进行无缝衔接。为管理者提供直观、高效、便捷的管理手段，提高环保业务管理能力，综合管理与分析的决策能力，为环境治理添砖加瓦。

二、项目依据

• 《关于印发大气污染防治行动计划的通知》（国发〔2013〕37号）
• 《关于实施《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的通知》（环发[2012]11号）
• 《环境空气质量预 预警方法技术指南（第一版）》
• 关于印发《重点区域大气污染防治“十二五”规划》的通知（环发[2012]130号）
• 大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）；
• 储油库大气污染物排放标准（GB20950-2007）；
• 汽油运输大气污染物排放标准（GB20951-2007）；
• 加油站大气污染物排放标准（GB20952-2007）；
• 合成革与人造革工业污染物排放标准（GB21902-2008）；
• 《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》（国发〔2011〕35号）；
• 《中华人民共和国环境保护部公告（2013年第59号）环境空气细颗粒物综合防治技术政策》；
• 《省政府关于印发江苏省大气污染防治行动计划实施方案的通知》，苏政发〔2014〕1号；
• 《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》环境保护部公告【2013】 31号；
• 《环境保护部关于加强环境应急管理工作的意见》（环发〔2009〕130号）
• 《关于切实加强风险防范严格环境影响评价管理的通知》环发【2012】98号；
• 《环境保护部关于印发〈2013年全国环境应急管理工作要点〉的通知》（环办〔2013〕10号）

三、项目设计

本方案的建设目标是利用我公司成熟的VOC监测仪，对治理前后VOC气体进行实时监控。系统除了满足不同场合下气体浓度监测监控要求外，还可以实现预警预 功能，一旦全部系统完善，将形成VOC气体的监测、监控、预警、预 体系，以信息化推动厂区有害气体监控业务与应急响应水平，全面提升安全生产与突发事故的应急处理能力。

系统可自动采集并通过内置协议将字符串解析为需要的信息，实现数据包的校验、检查、解析和入库（数据存储），并完成与上位机（工控机或监控软件）数据传输功能的数据终端单元。最终通过本方案，可提高厂区污染源准确定位，同时快速直观的分析出污染源周边的相关信息，通过整合各类地理信息资源和环境保护业务资源，建立统一的环境信息资源数据库，用数据说话，对排放气体及治理系统进行检验。

3.1使用环境及工作条件

1. PID传感器的环境温度为-40℃～+55℃，而本产品在气体进入PID传感器之前会先进行螺旋冷凝等操作对气体进行降温处理，所以仪器可分别先后监测治理前后的气体中VOC的浓度（在未进行催化氧化处理之前气体温度约为60℃，而经过催化氧化处理后的气体约达到200℃）；
2. PID传感器的环境湿度为0～95% RH (无冷凝)，而本产品在气体进入PID传感器之前，螺旋冷凝操作之后设有疏水、除湿环节，以达到传感器要求；
3. 为了保证系统的安全和测量的准确，系统需要提供可靠接地的交流供电电源，工作电源：AC220V±10%，（50±1）HZ；
4. 环境中无腐蚀性、强电磁场和较强放射性，仪器放置平稳，可靠；

3.2监测点位周边情况

• 监测点周围建设情况稳定；
• 监测点能长期使用，且不会改变位置；
• 监测点地处相对安全和防火措施有保障的地方；
• 监测点附近没有强电磁干扰；
• 监测点附近具备稳定可靠地电源供给；
• 监测点的通讯线路方便安装和维修；

3.3仪器设备安装条件

• 在设备安装点选择合适位置进行打孔，以备设备箱体壁挂式安装；
• 安装前期需在现场布设电缆，以备设备供电；
• 测定位置应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位；
• 仪器接地，现场工程使用何种接地方式，请根据具体工况条件合理选择；
• 数据采集和传输设备是否能正确记录、存储、显示采集到的数据和状态；

四、产品介绍

传统的VOC气体检测仪，一般采用催化燃烧的传感器进行检测，此类传感器对碳5以上的气体反应较缓慢，且容易造成传感器中毒，而基于光离子检测原理的固定式VOC（PID）监测仪则很好的解决了此类问题，反应快速，且不存在中毒现象，甚至可以作为低至PPB级别的VOC气体检测仪。

该仪器采用泵吸式采样方式，可直接连接烟道等气体出口管道，进入仪器内部的气体先后通过螺旋式冷凝器、疏水器、除湿器等单元进行降温过滤。最后进入智能PID有机气体检测仪，经过先进的光谱技术，测量出气体中的VOCs浓度。

整套系统由气态污染物VOCs浓度监测、无线传输，数据采集三个子系统组成，结构简单，动态范围广，实时性强，组 灵活，运行成本低。系统采用模块化结构，组合方便，能够与企业内部的DCS和环保部门的数据系统通讯。

4.1原理介绍

PID是一种光离子化检测器，主要用来检测浓度在1ppb-15000ppm数量级的低浓度挥发性有机化合物和其它的有毒气体。PID是一个高度灵敏、适用范围广泛的检测器。

PID使用了一个紫外灯（UV）光源将有机物分子电离成可被检测器检测到的正负离子（离子化）。检测器捕捉到离子化了的气体的正负电荷并将其转化为电流信号实现气体浓度的测量。当待测气体吸收高能量的紫外光时，气体分子受紫外光的激发暂时失去电子成为带正电荷的离子。气体离子在检测器的电极上被检测后，很快与电子结合重新组成原来的气体和蒸气分子。PID是一种非破坏性检测器，它不会”燃烧”或永久性改变待测气体分子，经过PID检测的气体仍可被收集做进一步的测定。

理论上，所有的化学物质都能被离子化，但是它们被电离所需要的能量是不同的。能够转移一个电子和电离一个化合物的能量叫电离能，用电子伏特（eV）作为计量单位。紫外灯所发出的能量也可以用电子伏特来计量。如果某种气体的电离能低于灯发出的能量那么这种气体将被电离。可以被PID检测的最主要的气体或挥发物是大量的含碳原子的有机化合物（VOC）。包括：

• 芳香类：含有苯环的系列化合物，比如：苯、甲苯、乙苯、二甲苯等；
• 酮类和醛类：含有C=O键的化合物。比如：丙酮、丁酮、甲醛、乙醛等；
• 胺类和氨基化合物：含N的碳氢化合物。比如：二乙胺等；
• 卤代烃类：如三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(PCE)等；
• 含硫有机物：甲硫醇、硫化物等；
• 不饱和烃类：丁二烯、异丁烯等；
• 饱和烃类：丁烷、辛烷等；
• 醇类：异丙醇(IPA)、乙醇等。

除了上述有机物，PID还可以测量一些不含碳的无机化合物气体，如：

• 氨；
• 半导体气体：砷化氢（砷烷）、磷化氢（磷烷）等；
• 硫化氢；
• 氮氧化物；
• 溴和碘；

4.2技术指标

4.3功能特点

1. 标准的技术路线：根据国家相关标准要求提供完整的配置系统；
2. 优质的软件平台：通过中心端软件平台，实现多站点数据集成、分析、上 和发布。
3. 科学的算法技术：采用高斯烟羽模型，分布式冗余节点判断算法实现对VOCs排放区域布点、整体监控，污染物扩散趋势推算，VOCs排放源解析等功能。
4. 精确的监测数据：可同时监测多种污染气体，具有很高的时间、空间分辨能力和探测灵敏度；
5. 先进的配套软件：采用数据采集、分析及可视化软件，大大提高监测效率。
6. 引领全球PID发展趋势：采用自主研发的、拥有多项国际专利的第三代本安型PID传感器，响应时间更快，抗湿性能更强，测量范围大；无需工具可实现传感器互换，支持离线标定；
7. PID自清洗专利技术：确保仪表的长期稳定工作，延长传感器使用寿命；
8. 独有的泵吸式采样：内置强力采样泵，监测范围大，响应、恢复时间短，使仪器具有敏锐嗅觉：
9. 超宽测量范围，量程自由设定：测量精度达到ppb级：
10. 3G开放式气路结构：使检测范围扩大2倍，响应时间加快10s，免维护时间有效延长；
11. 智能的温度和零点补偿算法：使仪器表现出更加优良的性能；
12. 可检测数千种气体：广谱性检测，内置气体库，方便用户选择；
13. 多种信号输出：可微调标准4~20mA（三线制）、RS485 Modbus、三级开关量输出（常开/常闭可选）；

4.4 TVOC检测仪传感器（PID）

此款传感器采用不锈钢防爆外壳，独有的泵吸式采样，将气体吸入气室，经过紫外灯离子化后通过传感器检测，测量范围宽广，量程可自由设定，3G式开放气路结构，智能的温度和零点补偿算法，可检测数千种气体，内置气体库，可多信号输出，友好清晰的人机界面，既方便操作又方便观察，传感器响应时间快，恢复时间短；支持离线标定，寿命长。

五、数据管理平台

1、实时前端数据采集与显示；

2、专业GIS地理信息监控与管理，独立GIS引擎，兼容百度/谷歌地图；

3、多种 表功能，简化用户人工统计，优化工作流程，支持多层次地图显示及信息管理；

4、支持设备集中管理远程配置、升级；

5、支持多种终端和操作系统，满足客户移动办公要求；（Windows/IOS/Android）；

6、支持系统级别分布式部署，媒体转发服务器可分布式部署，负载均衡。

六、软件应用平台

6.1概述

• 有机挥发物在线监测系统应用平台体系结构如下：
• 采集服务实现对系统监控组 、 络通信协议、 络接口服务、 络平台管理、监控数据远程实时采集等软件的集成，并为数据服务层提供数据支持。
• 数据服务实现对数据库软件平台、数据服务（Web Services、DCOM组件、数据接口服务、中间件等）软件的集成，并为应用软件层提供数据支持。
• WEB应用实现对组态应用软件、工具软件、各类人机界面软件、WEB发布软件的集成，从而最终满足用户对系统的需求。

6.2软件架构

有机挥发物在线监测系统包括数据采集软件、数据管理软件、WEB发布软件等，软件框架示意如下：

6.3技术实现

有机挥发物在线检测系统应用平台软件主要包括实时监测、数据采集存储、预警 警、统计分析、数据管理、系统设置等模块。

实时监测

结合电子地图实时展示设备所在位置及监测数据等多种信息，环境状况直观展现，一目了然

数据查询

通过对时间类型、站点及查询时间段等内容信息的设置，直观展示空气质量历史数据

数据 表

空气质量历史数据支持导出功能并以 表形式展示

数据分析

选择不同点位的分钟、小时、日等时间类型的时间段，实时查看当前/历史的监测因子曲线图

设备管理

此功能可实现监测点位信息的增、改、查、删等基本操作，更规范的管理各监测设备

用户管理

不同的操作权限，实现了不同级别操作人员对数据访问范围和数据读写性的严格控制，建立统一用户管理平台，实现所有用户的身份管理