紡織印染VOCs在線監測系統

紡織印染VOCs在線監測系統解決方案

一、紡織印染工業廢氣排放現狀據《2011-2020年非常規性控制污染物排放清單分析與預測研究報告》中關于紡織皮革制鞋工業的不*統計數據顯示，目前我國紡織工業VOCs(主要種類涉及苯類、鹵代豎類、醛類等）排放總量占工業過程vocs 排放總量的30%左右，在不同來源vOCs 排放總量中的分擔比例為8.8%。紡織品生產過程中產生的大量VoCs已經對大氣環境造成了嚴重的污染。

二、紡織印染大氣污染物種類紡織印染工業排放的大氣污染物以有機廢氣為主，但不排除部分無機廢氣、惡臭氣體以及細微粉塵等。紡織印染工藝生產過程中產生的廢氣主要為揮發性有機物廢氣，原材料經紡絲后形成的化學纖維如粘膠纖維中仍殘留有部分的化工原料二硫化碳以及在粘膠纖維紡絲過程中出現的硫化氫等氣體的的排放現象﹔在紡織印染工序中，有機廢氣則主要來源于織物的熱定型、涂料印花、烘箱及各種功能性后整理的焙烘過程中，具體的污染物種類見下圖。

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產生VOCs 的主要工序是在熱定型以及功能性后整理的焙烘過程中，由于生產工藝的高溫條件，使得在這些排放的廢氣中，出現大量的有機油分、殘留助劑等VOcs 氣體，主要化學成分包括醛、酮、豎、脂肪酸、醇、酯、內酯、雜環化合物、芳香族化合物，其中芳香族化合物的含量。上圖中的相關有機物種類將依據其毒性大小和真實的排放現狀，極有可能成為《紡織印染工業大氣污染物排放標準》的重點檢測和監控的對象。

三、現有的大氣污染物監測分析手段在VOC的監測上，現有的比較合適的方法主要采用GC-FID 在線監測系統（固定源有組織排放）、PID光離子原理（廠界無組織排放）、在線VOC質譜儀（氣質聯用監測儀）等方式對所采集的樣品進行分析。

四、紡織印染工業廢氣排放監測建議

（1）明確監測因子

結合行業特點和主要污染物成分分析，選取主要污染物作為重點監測對象，重點對非甲烷總烴、苯系物(苯、甲苯、二甲苯)、苯一烯、氯苯、甲醇、甲全、2-丁酮、二氯甲烷、氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯等污染物進行在線監測分析。其它非常見污染物，根據污染物的特征和企業環境，具體分析監測項目的必要性。

（2）連續在線監測和定期抽樣監測相結合

由于VOCs在線監測尚處于起步階段，相關的標準要求、技術規范還不完善，受限于監測方法和應用環境，還不能實現對紡織印染企業的廢氣進行全組分在線監測。因此，建議通過在線監測與定期抽檢相結合的監測方式。針對標準中有明確限值規定，對人體環境危害性較大，且有合適的檢測方法的VOCs成分進行連續在線監測分析；對于尚未有合適的檢測方法、對人體和環境危害較小的特殊污染物施行定期抽樣監測的方式。麥越環境公司的M-30000S型 VOCs在線監測系統產品涵蓋連續在線監測及便攜式監測系列，M-30000S型系列產品包括：固定源TVOC在線監測系統、揮發性有機氣體VOCs在線監測儀、在線式多氣體檢測儀、TVOC報警檢測儀、便攜式TVOC檢測儀、便攜式氣相色譜儀等，產品具有環保產品認證和計量認證，滿足連續在線監測分析及定期抽樣監測兩種使用條件。

（3）明確監測方法

目前主要的VOCs監測手段有氣相色譜法（GC）、氣相色譜-質譜法（GC-MS）、光離子化檢測法（PID）以及光學檢測法等。由于氣相色譜結合氫離子火焰檢測器（GC-FID）的監測方法具有量程寬、線性好，適用范圍廣等特點，目前成為VOCs在線監測市場的主要監測方法。

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氣相色譜法（GC-FID）M-30000S型 VOCs在線監測系統

對安裝成本、使用環境、監測需求等方面考慮，GC-FID并不能適用于所有地區所有企業的VOCs的監測；對于無甲烷、對成分無需求，排放量較小的地區，可使用PID的檢測方法，對VOCs總量進行在線監測；

對于成分復雜，對于組分要求較高的環境，需使用GC-MS監測方法；

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Eco-MS780便攜式在線質譜分析儀

污染組分單一，同時對其他無機成分有監測要求的工業園區，可以考慮使用PID光離子原理的監測手段。

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M-2060型PID光離子 VOCs在線報警監測系統

（4）明確監測點位

合理選擇檢測點位，對于監測結果和VOCs核算評估具有重要的作用。固定源安裝位置目前參照《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范（試行）》（HJ/T75-2007）的標準要求，選擇安裝位置；廠界無組織排放目前參照《環境空氣質量監測點位布設技術規范（試行）》（HJ664-2013）的要求設置監測點位。對于由多個企業組成的工業園區，需考慮將固定源、廠界、園區監測相結合的立體監測方式。根據企業污染物排放的種類、排放量和園區所在地的自然環境，選擇合理的監測點位，同時結合污染物溯源技術，從整體上評估企業對園區、園區對周邊環境的影響。

五、M-3000S紡織印染工業污染物排放在線監測系統介紹

設備參數︰1、可檢測參數︰苯、甲苯、二甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲本、乙酸丁酯、等參數2、檢測精度:0.1ppm ;3、檢測量程:0-50ppm和O-6000ppm可選

1、系統結構圖紡織印染大氣污染物排放在線監測系統由無線監測節點（包括傳感器及監測設備等)低功耗廣域網通訊設備、通信管理平臺、數據管理平臺、大數據分析系統、專家決策分析系統、人機交互應用界面等幾部分組成。具體結構如下圖所示:

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紡織印染VOCs在線監測系統解決方案

有組織排放（固定源）在線監測系統主要由以下幾個模塊組成:VOC在線分析儀、氣體預處理系統、M-VTP-130溫壓流檢測器、M-SP-400煙氣采樣器;系統組成的工藝流程圖如下︰

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VOCs在線監測系統通過采樣探頭采取檢測樣氣，通過伴熱管線，可加熱，防止氣體溫度驟降凝結﹔樣氣進入氣體預處理系統，除濕、除塵后進入VOCs在線檢測儀，分析氣體濃度、及其氣體組分濃度。在線監測儀將檢測結果通過GPRS或數采儀將數據傳送至數據監測站，可供環保部門、用戶監控，并進行數據分析、處理和決策。

2、M-3000S 在線監測系統 產品信息表

設備名稱

固定污染源VOCs在線連續監測系統

型號：M-3000S

監測范圍：甲烷、非甲烷總烴、等特征有機物等

監測原理：GC-FID（氣相色譜法分離，FID檢測）

系統組成：

取樣子系統；

預處理子系統；

氣態污染物（VOCs）監測子系統；

煙氣參數（溫度、壓力、流量、濕度）監測子系統；

數據采集與處理子系統組成：

分析儀：M-6900在線式氣相色譜儀

分析儀配置：單切換閥（VICI）+雙色譜柱（Agilent）+單檢測器（FID）

量程：非甲烷總烴：0～20/50/100/200/1000/5000mg/m3（可配置）；

溫度：0～300℃； 壓力：-10～10kPa；

流速：0～40m/s； 濕度：0～100%；

含氧量：0-25%

檢測下限：非甲烷總烴0.01ppm

分析周期：非甲烷總烴：≤ 1 min

漂移/重復性：±1%

尺寸：800mm×850mm×2000mm

伴熱溫度：120℃～180℃

防護等級機柜：IP42，其他IP65

供電：220VAC，4000W

工作溫度：-10℃～+50℃

工作濕度：0～95%RH（不結露）

通訊接口：滿足*聯網要求（串口、以太網口、模擬量接口等）

通訊協議：滿足*通訊協議要求（Modbus、TCP/IP、4-20mA等）

遠程控制：具備遠程網絡診斷功能。

3、產品性能特點和優勢

精確控制：系統氫氣、空氣流量全部采用電子流量控制，不受環境壓力、溫度變化影響，讀數準確可靠；柱箱控制精度優于±0.05℃，可編程的3階線性升溫，重現性好。

安全性：FID檢測器具有自動點火功能，火焰熄滅后自動切斷氫氣，具有氫氣泄漏監測和保護系統，安全可靠；超溫自動保護功能，免于器件的損壞。

可靠穩定的核心部件和氣路設計： 色譜采用進口Valco十通隔膜閥，死體積小，無移動部件，操作次數達100萬次無需維修，維護量低，使用壽命長。分析部分包括預柱和分析柱，采用反吹技術防止高沸點組分化合物進入分析柱，延長分析柱的使用壽命，并大大縮短由于高沸點組分化合物分離而導致的較長分析時間。色譜柱采用進口的毛細管色譜柱或不銹鋼填充柱，分離度好，使用壽命長。采用進口微型FID檢測器，高靈敏度,維護簡單，耗氣量小，節省氣體。

自動化及智能化： 可實現全系統的自動無人運行；完善的自檢及錯誤報警功能；儀器定期可 進行自動校正，保證測定的準確性；優秀的圖形化人機交互界面和強大的數據處理功能；內置工業 PC 機，高清晰彩色液晶觸摸顯示屏。采用優秀的人機交互控制軟件界面，基于微軟視窗操作系統。用觸摸屏可完成所有的 維護及診斷功能操作，還可對儀器參數和分 析方法進行編輯和設置可實時顯示儀器運行狀態、色譜圖及結果和報警信息等，自動存儲數據及圖譜，儲存時間長達 3-5 年。

4、檢測器特點

1、M-6900 型FID檢測器，具有上電自動點火功能，無須人工操作；

2、氫氣，空氣，尾吹等流量自動顯示，方便維護；

3、火焰熄滅后帶自動重點功能，能夠保障安全；

4、超溫自動保護功能，免于器件的損壞；

5、采用高靈敏度FID檢測器，靈敏度高，維護簡單，耗氣量小，節省氣體；

6、FID雙檢測器配置（甲烷、非甲烷總烴、苯系物或其它特征有機污染物）。

2.8.8在線色譜儀特點

1、通常情況下，在線色譜分析測定甲烷、非甲烷總烴采用的是單閥雙柱單檢測器流程，該流程能夠極大的縮短分析周期，分析穩定、出峰時間短：60s內；

2、在線色譜分析測定甲烷、非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯等，采用的是雙閥三柱雙檢測器流程，該流程能夠極大的縮短分析周期，甲烷與總烴出峰60s以內，苯、甲苯、二甲苯120s內出峰，整個分析周期能夠控制在2.5min之內（市面上的色譜產品測量三苯的出峰時間基本是6min以上）；

3、具有自動進樣功能，軟件控制自動切換進樣，進樣間隔可根據實際需求任意調節；選用美國進口進樣閥，運行穩定，工作可靠；

4、系統氫氣、空氣流量全部采用電子流量顯示，不受環境壓力、溫度變化影響，讀數準確可靠；柱箱控制精度優于±0.05℃，重現性好；

5、色譜分析儀采用美國進口Valco十通閥，體積小，操作次數達100萬次無需維修，維護量低，使用壽命長；

6、分析部分包括預柱和分析柱，色譜柱采用進口Waters或Agilent不銹鋼填充柱，分離度好，使用壽命長；

7、系統集成FID檢測器，大大增強對不同有機物種的分析能力；還有其他檢測器包括熱導檢測器（TCD），火焰光度檢測器（FPD）等，以滿足靈敏度和選擇性的不同需求；

8、可實現全系統的自動無人運行；

9、M-6900色譜工控電腦自帶電源開關，可直接熱啟動，不影響色譜儀器分析；

10、M-6900帶有自動進樣系統加熱保溫系統，能夠保證高沸點物質無殘留分析，提高分析準確度及重復性；

11、甲烷、非甲烷總烴、三苯等可以一臺儀器同時監測 ；

12、樣品定量環體積定量；

13、系統采用恒溫設計，溫控精度達到0.05℃。也可配置程序升溫，以檢測高沸點有機物；檢出限：甲烷0.01ppm，非甲烷總烴0.01ppm；

14、優秀的圖形化人機交互界面和強大的數據處理功能；內置工業 PC 機，高清晰彩色液晶觸摸顯示屏；采用優秀的人機交互控制軟件界面，基于微軟視窗操作系統；用觸摸屏可完成所有的維護及診斷功能操作，還可對儀器參數和分析方法進行編輯和設置；

15、可實時顯示儀器運行狀態、色譜圖及結果和報警信息等；自動存儲數據及圖譜，儲存時間長達 3-5年；

16、帶有遠程診斷及操作功能，可連接3個遠程操作端；

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M-3000S型 VOCs在線監測系統 實物圖

5、在線監測系統特點

1、在線分析系統的集成度高，分區明確（電氣區及氣路區，均在一個機柜內集成），電路與氣路獨立分離，消除安全隱患；全自動控制，操作維護方便，預處理中采用三級過濾等；內部管道采用防吸附進口管道，不殘留不影響后續樣品分析。

2、預處理系統，根據實際需要，在線監測系統的采樣單元，采用全程高溫伴熱。

3、色譜分析儀為19"標準機箱構造，5U高度，比起傳統的氣象色譜儀龐大笨重的構造，設備的安裝及維護極其方便。

4、色譜分析儀為9寸工業平板電腦顯示，內置色譜工作站，所有的操作及顯示都非常方便，操作既能觸摸也可外接鼠標；傳統色譜儀還需外接工控機才能進行數據操作。

5、高溫采樣探頭+吹掃+可溫控采樣伴熱管線，保證樣氣安全。

6、應用領域

M-3000S型VOCs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 涂裝行業、印染行業、印刷行業、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。

7、系統結構

1. 預處理系統

預處理單元包含采樣探頭、樣品氣采樣管、溫度加熱控制器、樣品前處理等。

樣品氣前處理系統主要組成部件如下：

• 樣品氣采樣探頭
• 樣品氣采樣管
• 溫度加熱控制器
• 樣品氣前處理

1. 樣品氣采樣探頭

煙道里被分析的煙氣，通過采樣探頭過濾，把0.2um以上的粉塵截止在煙道里，并加熱到150度，被采取的煙氣中的水分子不會冷凝成水，采取的被測成分就無法溶于水，被測成分不會減少，分析出的數據真實可靠。

1. 樣品氣采樣管

樣品氣采樣管是直接從尾氣處理后的樣品氣體的保溫管道中引入，并以一定的溫度進行保溫處理，使樣品氣中幾種化合成分以一定的沸點存在，保證樣品氣遇溫差而產生冷凝。保溫溫度基本控制在150度。此保溫采樣管溫度在180度。樣品氣管采用聚四氟乙烯材質（PTFEΦ8*6），具有耐高溫。

1. 溫度加熱控制器

溫度加熱控制器是對采樣管進行溫度控制的部件，采用用的模糊溫度控制使其溫度控制精度在正負 1 度以內，具有溫度設置，溫度上下限報警功能，并可通過 RS-485 通訊協議進行數據的傳送。具有雙重溫度報警功能。

溫度控制保護裝置：

溫度超溫至+10度時，自動切斷其加熱電源，并在監控系統進行報警顯示；

溫度超溫至180度時，通過溫度報警開關切斷加熱電源；

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1. 樣品氣前處理

樣品氣前處理主要針對排放氣體（樣品氣）中除塵、水進行處理。先采用進口隔膜泵采樣，使樣品氣通過精密濾芯對樣品氣體除塵過濾，采用0.1um進口合金濾芯，具有耐高溫耐腐蝕；樣品氣接著經過除濕器把樣品氣中微量的水汽冷凝成液態水由蠕動泵除去，然后樣品氣經過干燥劑*除去氣態水，再一次經過0.1um進口的精密過濾器，最終進入在線GC氣相色譜儀監測分析。

1. 預處理部件功能

采樣電磁閥作用：控制被采取的煙氣的進出。

調節閥作用：調節被采煙氣的流量大小。

采樣泵作用：抽取被采煙氣的動力。

過濾器作用：把 0.1um 以上的粉塵截止，避免儀器堵塞。

壓縮空氣調節閥作用：調節反吹探頭的壓縮空氣大小，系統運行時壓力調節在5-6kg/cm2。

吹掃氣缸電磁閥作用：給探頭中的清污的氣缸提供壓縮空氣。

冷凝器作用：除去被采取煙氣中的濕度，以免損壞色譜分析儀，冷凝器的溫度調整在0.5-4度間。

蠕動泵作用：把冷凝器中的水抽出機柜。

樣氣流量計作用：控制被采取煙氣進入色譜分析儀流量大小，系統運行時流量調節在 200--300ml/min。

8、氣象色譜分析儀

1）產品介紹

制造廠家：Mexcel 設備型號：M-6900

檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）配置

色譜柱類型：專用甲烷非甲烷色譜柱苯系物專用色譜柱

※ 測量范圍：多量程 0—1000ppm ；0—100ppm 或定制；

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2）氣象色譜分析儀參數

型號：M-6900

檢測原理：GC-FID（氣相色譜法分離，FID檢測）

檢測范圍與能力：同一臺色譜同時分析甲烷、非甲烷總烴，苯系物、甲醇等特征有機物

儀器配置：單切換閥（VICI）+雙色譜柱（Agilent）+單檢測器（FID）

檢測器參數：

檢測限：Mt≤2.0×10-12g/s（氮中甲烷） 噪音：≤5.0×10-14A

漂移：≤5.0×10-13A/30min

溫度控制范圍柱箱：0～250℃，檢測器：0～300℃

溫度控制精度：±0.05℃

控制方式：操作系統控制，專業色譜工作站軟件

點火控制：開機后自動點火，且有熄火檢測，一旦遇到熄火，便會自動重新點火，保證儀器的連續運行。

載氣和樣氣流量控制：電子監測，自動控制，當檢測到沒有載氣時，會觸發安全保護功能

量程非甲烷總烴：0～100/500/1000mg/m3，可定制

檢出限：0.01ppm（非甲烷總烴）；

分析周期非甲烷總烴：≤ 1 min，

漂移/重復性：±1%

定量環體積：0. 5mL

樣氣流量：50ml/min

樣氣壓力：0.1MPa

樣氣接口：1/4〞Swagelok SS

載氣成分：N2（99.999%）

載氣接口：1/8〞Swagelok SS

載氣流量：150ml/min

載氣壓力：0.1 Mpa

顯示：LED

供電：AC220V，50～60Hz

功率：≤400W

重量：20Kg

工作環境環境溫度：5～45℃；環境濕度：20%～90% RH

尺寸標準：5U（或6U）架式機殼482mm（W）×222（或267）mm（H）×400mm（D）

通訊接口：滿足*聯網要求（串口、以太網口、模擬量接口等均有）

通訊協議：滿足*通訊協議要求（Modbus、TCP/IP、4～20mA等均有）

遠程控制：具備遠程網絡診斷功能。

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3）產品特點：

1，切換閥：采用進口Valco品牌切換閥，精確切換閥門氣路，維護量低，使用壽命長，為連續監測提供保障。

2，色譜柱：采用美國進口色譜柱分離路程長、內填充專業吸附劑，能*地對不同有機物進行分離,確保不同的有機物之間不產生相互干擾。

3，檢測器：采用自主研發的FID檢測器，檢測下限可達0.01ppm。

4，基線平穩，噪聲??；且一臺設備配置兩個FID檢測器，分別測量苯系物與非甲烷總烴，避免產生相互干擾。

5，自動點火能：色譜具有開機自動點火的功能，無需手動點火；且遇到意外熄火，會被傳感器檢測，通過信號控制重新點火。

6，反吹功能：采用反吹技術防止高沸點有機物進入分析柱延長色譜柱得使用壽命，并大大縮短分析時間。

2.9.2 采樣探頭

M-SP-400取樣探頭由探頭殼體、過濾器、加熱溫控裝置、取樣管與法蘭引管等組成，材質選用316L防腐不磁鋼材質。煙道里被分析的煙氣，通過采樣探頭過濾，把5um以上的粉塵截止在煙道里，并加熱到150度，被采取的煙氣中的水分子不會冷凝成水，采取的被測成分就無法溶于水，被測成分不會減少，確保分析數據真實可靠。

六、無組織排放在線監測設備

根據現場勘查結果，在廠區可能產生污染物排放的區域，如布料存放點、助劑存放點、可能產生污染物的加工車間等，加裝無組織排放在線監測設備。設備外觀如下圖所示:

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M-2060 S型 VOCs在線監測系統

設備參數:1、可檢測參數:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲本、乙酸丁酯、等參數2、檢測精度:0.1ppm ;3、檢測量程: 0-30ppm

七、系統平臺界面

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八、M-3000S型 紡織印染大氣污染物排放在線監測系統優勢紡織印染工業大氣污染物排放在線監測和分析決策系統緊跟《紡織印染工業大氣污染物排放標準》，實現紡織印染工業大氣污染物的在線監測、實時監測及綜合治理過程的在線管理，確定污染源頭，明確排污責任，*杜絕大氣污染物夜間排放、非法排放等事件的發生，降低紡織印染工業大氣污染物對空氣環境的污染，杜絕大量超標VOCs氣體的排放，明確污染源頭及監管責任。同時，該監管平臺還可實現大氣污染物治理流程的監管，防止企業不定期的關閉治理設備，將超標的污染物排放至大氣中。此外，該平臺還可監測印染、定型車間的VOCs氣體濃度，避免超標氣體由車間擴散到大氣中，同時通過治理設備使車間作業環境的voCs氣體濃度達標，保證作業人員的身體健康。

紡織印染工業大氣污染物排放在線監測和分析決策系統運用物聯網+微物聯平臺+紡織印染產業的模式，實現紡織印染工業大氣污染物排放的在線監測與改造治理，極大降低工業VOCs 氣體的污染排放，進而減少PM2.5顆粒的形成，對我國環保事業發展和大氣治理起到了積極的促進作用。紡織印染企業大氣污染物排放在線監測和分析決策系統優勢主要包括以下幾點∶

1 )實現紡織印染大氣污染物全面檢測、采集及溫濕度信息的實時讀取，包括:顆粒物、PM2.5、染整油煙、臭氧、苯系物、苯、甲全、甲醇、揮發性有機物(vOc )等。

2)實現紡織印染大氣污染物監測設備的遠程控制、實時及智能管理。

3 )實現設備低能耗，節省用電量，低碳環保。

4）實現設備故障告警。

5 )實現對無組織排放的在線監控和數據實時分析決策

6）辨別和區分大氣污染物的不同來源，從污染源頭控制污染的發生

上海麥越環境技術有限公司專業從事環境質量監測，環境監測設備的高新技術企業。公司依托上海交大、華東理工、上海大學等高校專家教授，開展校企合作、環保領域前沿技術研究及應用。公司自主研發vocs在線監測系統，tvoc在線報警監測系統，等產品，與國內數十家企事業單位建立了合作關系。歡迎聯絡~