本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种挥发性有机物在线监测系统。
背景技术：
vocs(volatileorganiccompounds)学名挥发性有机物，按照世界卫生组织的定义，沸点在50—250℃的化合物，室温下饱和蒸气压超过133.32pa，在常温下以蒸气形式存在于空气中的一类有机物为挥发性有机物(vocs)。vocs成分复杂，目前已经监测出的vocs有300多种，按其化学结构的不同，可以进一步分为烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他化合物等，是大气、水质、土壤和其他沉积物中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物。其毒性、刺激性、致癌作用对人类健康造成较大影响，可对人造成损害神经、肺中毒、血液中毒、肾脏中毒、肝脏及新陈代谢中毒等损害。
因此，研究环境中挥发性有机物的存在、来源、分布规律、迁移转化及其对人体健康的影响逐渐受到人们的重视，对它的排放监控迫在眉睫，而其工业源为vocs排放的主要来源；
根据目前环保标准，需要把现场测量数据进行连续分析，截取数据需要及时的分析和传输到环保局相关单位；根据现场voc烟气检测因子含量低、水份大、腐蚀性大的问题。能够让分析系统更可靠，更真实的应用于对各种工业固定污染源排放有机物的实时监测。本分析系统和仪表性能稳定可靠，自动化程度高，检测范围宽。
技术实现要素：
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种挥发性有机物在线监测系统，具有能够让分析系统更可靠，更真实的应用于对各种工业固定污染源排放有机物的实时监测，本分析系统和仪表性能稳定可靠，自动化程度高，检测范围宽的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种挥发性有机物在线监测系统，包括在线气相色谱仪、烟气采样探头子系统、预处理子系统、供气子系统、数据采集及处理子系统和温压流子系统组成；所述在线气相色谱仪主要包括气路及气路控制模块、柱箱及柱箱控制模块、阀箱及阀箱控制模块、检测器及检测器控制模块、电路模块、工控机模块和色谱模块；所述烟气采样探头采用高精度铂电阻传感器、温度保护原件、反吹单元，温度控制最高200℃，采样管和滤芯等部件为用耐高温材料；所述预处理子系统，采用整体加热盒加热，预处理部件全部置于加热盒内，由二级过滤器、高温抽气泵、气控截止阀、调节针阀及流量计等器件组成，再由伴热盒通入分析仪；所述供气子系统包括零气发生器和氢气发生器，零气发生器为空气源进行净化处理装置，氢气发生器为高灵敏度模糊控制装置和自动流量跟踪装置；所述数据采集与处理子系统由中央单元、上位机(工控机)、voc在线连续监测系统监测软件构成；所述温压流子系统为温压流一体化监测仪和湿度&氧变送器，其中温压流一体化监测仪基于传统皮托管的差压测量原理，其中湿度&氧变送器以微处理机为核心，以离子流湿度传感器为测量单元，过软件pid技术控制两只传感器的参比电压。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述在线气相色谱仪采用色谱技术进行非甲烷总烃组分和苯、甲苯及二甲苯的分析检测，用于监测管路中非甲烷总烃组分和苯、甲苯及二甲苯组分浓度的变化。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述烟气采样探头为高温伴热技术，具备自动伴热控温、采样截止、自动反吹、带全流程标定的功能。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述预处理子系统完成样气的多级处理，使分析仪表可以得到洁净、无冷凝，符合要求的样气，确保其能够长期可靠的运行。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述零气发生器对压缩空气中的总碳氢化合物进行催化裂解产生低于0.1ppm碳氢化合物(以甲烷计)的零级空气，在含有催化剂的脱烃炉中碳氢化合物被转化为二氧化碳和水蒸气，然后再次经过滤、脱除，即可得到理想的零级空气。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述氢气发生器使压力稳定精度范围优于0.001mpa；电解池采用过度族金属元素催化技术，并经过多级净化使氢气纯度达到含氧量小于3ppm，含水量露点温度<-40℃，用于提供gc-3100色谱仪载气、fid检测器燃烧气和fid检测器助燃气，供气系统持续提供稳定的供气压力和流量，可保证分析仪器连续在线运行。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述数据采集与处理子系统得上位机软件汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，具有生成报表、存储数据、查询历史记录、与环保部门联网通信等功能，通过配置不同容量的采样定量环，实现不同体积样品的获取，从而实现对治理出口不同浓度样品的在线分析检测。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述温压流一体化监测仪采用“s”型皮托管检测头，测量时将皮托管探头插入管道中，并使探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向一致，探头全压侧孔正对来流，静压侧孔背对来流，分别将全压静压传递给传感器，传感器测得差压值即动压。
作为本发明的一种挥发性有机物在线监测系统优选技术方案，所述湿度&氧变送器的传感器测试游离态的氧气浓度、游离态和混合态氧浓度，对两只传感器的输出信号进行放大、滤波、线性化修正等电气处理后，由微处理机计算出样气中的湿度和氧浓度，最后输出正比于样气的湿度和氧浓度的标准电流或电压信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在线气相色谱仪采用色谱分离检测技术，检测量程宽、检测灵敏度高，可有效监测烟气排放前非甲烷总烃的浓度变化；测量信号送入数据采集与处理子系统，通过模拟信号传输至dcs系统，实现工作现场的无人值守连续监测运行，该系统具有现场数据实时传输功能，可通过dcs系统监控测试结果变化趋势，同时整套系统结构简单，动态范围广，实时性强，组网灵活，运行成本低，同时系统采用模块化结构，组合方便。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明提供一种技术方案：一种挥发性有机物在线监测系统，包括在线气相色谱仪、烟气采样探头子系统、预处理子系统、供气子系统、数据采集及处理子系统和温压流子系统组成；在线气相色谱仪主要包括气路及气路控制模块、柱箱及柱箱控制模块、阀箱及阀箱控制模块、检测器及检测器控制模块、电路模块、工控机模块和色谱模块；烟气采样探头采用高精度铂电阻传感器、温度保护原件、反吹单元，温度控制最高200℃，采样管和滤芯等部件为用耐高温材料；预处理子系统，采用整体加热盒加热，预处理部件全部置于加热盒内，由二级过滤器、高温抽气泵、气控截止阀、调节针阀及流量计等器件组成，再由伴热盒通入分析仪；供气子系统包括零气发生器和氢气发生器，零气发生器为空气源进行净化处理装置，氢气发生器为高灵敏度模糊控制装置和自动流量跟踪装置；数据采集与处理子系统由中央单元、上位机(工控机)、voc在线连续监测系统监测软件构成；温压流子系统为温压流一体化监测仪和湿度&氧变送器，其中温压流一体化监测仪基于传统皮托管的差压测量原理，其中湿度&氧变送器以微处理机为核心，以离子流湿度传感器为测量单元，过软件pid技术控制两只传感器的参比电压，在线气相色谱仪采用色谱分离检测技术，检测量程宽、检测灵敏度高，可有效监测烟气排放前非甲烷总烃的浓度变化；测量信号送入数据采集与处理子系统，通过模拟信号传输至dcs系统，实现工作现场的无人值守连续监测运行，该系统具有现场数据实时传输功能，可通过dcs系统监控测试结果变化趋势，同时整套系统结构简单，动态范围广，实时性强，组网灵活，运行成本低，同时系统采用模块化结构，组合方便。
具体的，在线气相色谱仪采用色谱技术进行非甲烷总烃组分和苯、甲苯及二甲苯的分析检测，用于监测管路中非甲烷总烃组分和苯、甲苯及二甲苯组分浓度的变化，采用两个定量环、一个六通阀、一个十通阀、切换阀、一根分离甲烷的色谱柱、一根总烃色谱柱，一个fid检测器的解决方案，在确保各项性能指标均达到国家标准的前提下，实现较高的测试性价比，具体的工作原理主要是通过泵将样品抽到定量环中定量，六通阀和十通阀同时切换，总烃定量环中的样品快速通过总烃柱到达fid检测器，测定总烃浓度，甲烷定量环中的样品通过填充柱，样品在填充柱中分离，甲烷经过填充柱到达fid，测定甲烷浓度，然后六通阀和十通阀同时切换至原始位置，利用反吹的方式将仍滞留在填充柱中的非甲烷总烃通吹扫至出口，完成检测，通过总烃和甲烷含量的差值计算得到非甲烷总烃的含量，极大缩短分析周期，总烃检出限为0.03mg/m3，甲烷检出限为0.03mg/m3，可以满足标准hj/t38的要求；同时还具有：对fid检测器进行重新设计加工，提高检测器的灵敏度水平、独特的电子压力控制单元，优化流路控制和温度控制，提高分析精度、实时环境温度和压力补偿，适应多种环境条件、特殊的阀箱设计，既支持固定污染源废气，也支持环境空气、自动校准功能，可设定周期性自动校准和质量控制点、响应时间短，分析时间短、支持一台仪器对多个工况点实施循环监测、实现模块化设计和功能化区块，可根据客户需求定制功能模块、内置工控机，触摸屏设计，支持web远程操作、支持与前段各种前处理设备信号对接、数据输出支持与工控机连接的特点。
具体的，烟气采样探头为高温伴热技术，具备自动伴热控温、采样截止、自动反吹、带全流程标定的功能，具有：烟气采样专用探头，箱体保温厚度达到30mm，整体流路伴热180℃以上，没有温度冷凝点、样气流路不锈钢材质，过滤芯和腔体特殊设计(专利技术)，更具备快速拆卸功能、高温气动阀截止功能，反吹气体伴热，粉尘反吹效果更好，具备取样、反吹、探头标气标定功能、密封垫为石墨材料，腔体整体不锈钢材料的特点。
具体的，预处理子系统完成样气的多级处理，使分析仪表可以得到洁净、无冷凝，符合要求的样气，确保其能够长期可靠的运行。
具体的，零气发生器对压缩空气中的总碳氢化合物进行催化裂解产生低于0.1ppm碳氢化合物(以甲烷计)的零级空气，在含有催化剂的脱烃炉中碳氢化合物被转化为二氧化碳和水蒸气，然后再次经过滤、脱除，即可得到理想的零级空气。
具体的，氢气发生器使压力稳定精度范围优于0.001mpa；电解池采用过度族金属元素催化技术，并经过多级净化使氢气纯度达到含氧量小于3ppm，含水量露点温度<-40℃，用于提供gc-3100色谱仪载气、fid检测器燃烧气和fid检测器助燃气，供气系统持续提供稳定的供气压力和流量，可保证分析仪器连续在线运行。
具体的，数据采集与处理子系统得上位机软件汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，具有生成报表、存储数据、查询历史记录、与环保部门联网通信等功能，通过配置不同容量的采样定量环，实现不同体积样品的获取，从而实现对治理出口不同浓度样品的在线分析检测。
具体的，温压流一体化监测仪采用“s”型皮托管检测头，测量时将皮托管探头插入管道中，并使探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向一致，探头全压侧孔正对来流，静压侧孔背对来流，分别将全压静压传递给传感器，传感器测得差压值即动压。
具体的，湿度&氧变送器的传感器测试游离态的氧气浓度、游离态和混合态氧浓度，对两只传感器的输出信号进行放大、滤波、线性化修正等电气处理后，由微处理机计算出样气中的湿度和氧浓度，最后输出正比于样气的湿度和氧浓度的标准电流或电压信号。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。