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解決方案與產品應用

PID傳感器在加油站VOC在線監測系統中的應用

更新時間:2021-09-29 09:46:03

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應用介紹

目前國內加油站的收發油多以汽油為主,受汽油等輕質油品沸點低(50~200e)、自身容易揮發等物理特性所決定,加油站烴類VOCs的產生不可避免。通常情況下,加油站正常作業的VOC主要產生于裝卸和加油作業2個環節:在裝卸作業中,油罐車通過輸油管道向儲罐內卸油,罐內液面上升,形成正壓,罐內飽和油蒸氣由通氣管排向大氣中(這一過程也稱“大呼吸”);在加油作業環節中,由于加油槍與油箱口的非密接,使得大量油氣從油箱口排出進入大氣,此外油品在儲存中,由于環境溫度的變化,罐內飽和油氣也存在著呼吸損失,但是這一部分的排放相對是比較少的。


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  1. VOC氣體的危害

VOC的危害分為兩個方面:


  • 對人體的危害

VOC氣體對人類的健康造成了巨大的影響。人體暴露在一定濃度的VOC環境下,會對神經系統造成損害和造血功能的破壞,甚至導致癌癥和其他的嚴重疾病。當居室內VOC達到了一定的濃度時,短時間內,人就可以感到頭痛,惡心,發力等情況,嚴重時會出現抽搐,昏迷等狀況。

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  • 對環境的危害

VOC氣體也會對大氣造成破壞,VOC是導致大氣臭氧濃度增加和區域光化學煙霧,酸雨,和煙霧復合污染形成的重要原因之一;VOC是形成PM2.5和臭氧的前體,大氣的PM2.5中,VOC占比超過25%;VOC會總造成溫室效應,導致全球范圍內的升溫。

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目前揮發性有機物(VOC)造成的光化學污染已成為我國部分城市面臨的一個重要環境問題。城市加油站的油品蒸發是VOC排放的一個重要來源,并且油品蒸汽所含的VOC物種的化學活性非常高,因此加油站VOC排放對臭氧生成的貢獻率不容忽視。


建設標準:

《環境信息網絡建設規范》(HJ460-2009)

《環境保護應用軟件開發管理技術規范》(HJ622-2011)

《污染源在線自動監控監測系統數據傳輸標準》(HJ212-2005)

《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996);

《儲油庫大氣污染物排放標準》(GB20950-2007);

《汽油運輸大氣污染物排放標準》(GB20951-2007);

《加油站大氣污染物排放標準》(GB20952-2007);

《國務院關于加強環境保護重點工作的意見》(國發〔2011〕35號);

《揮發性有機物(VOCs)污染治理技術政策》環境保護部公告【2013】 31號;

《關于印發江蘇省重點行業揮發性有機物污染控制指南的通知》(蘇環辦【2014】128號);

《環境保護部關于印發〈2013年全國環境應急管理工作要點〉的通知》(環辦〔2013〕10號)

《固定污染源揮發性有機物排放連續自動監測系統光離子化檢測器(PID)法技術要求》(DB44/T 1947-2016)


VOC在線監測系統針對空氣中存在的VOC氣體,將無線傳輸技術、數據庫技術、軟件技術與傳感檢測技術結合,實時監測加油站排放氣體中的溫度、濕度、VOC濃度等相關參數,通過邏輯判斷和智能分析,輸出VOC等級和報警信號,從而達到完善和提升大氣環境遠程監測和預警能力,在環境惡化時及時提醒處理。

加油站VOC在線監測系統總體技術架構如下:

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加油站VOC在線監測系統中檢測VOC氣體的傳感器,新世聯推薦兩款檢測VOC氣體的PID傳感器,PID-AH與PID-A1;PID-A1為大量程傳感器,其檢測范圍為100ppb~6000ppm,PID-AH則是一款量程小,靈敏度高的產品,其檢測范圍為1ppb到50ppm的VOC氣體。


PID傳感器原理介紹

PID是一種光離子化檢測器,主要用來檢測濃度在1ppb-15000ppm數量級的低濃度揮發性有機化合物和其它的有毒氣體。PID是一個高度靈敏、適用范圍廣泛的檢測器。


PID使用了一個紫外燈(UV)光源將有機物分子電離成可被檢測器檢測到的正負離子(離子化)。檢測器捕捉到離子化了的氣體的正負電荷并將其轉化為電流信號實現氣體濃度的測量。當待測氣體吸收高能量的紫外光時,氣體分子受紫外光的激發暫時失去電子成為帶正電荷的離子。氣體離子在檢測器的電極上被檢測后,很快與電子結合重新組成原來的氣體和蒸氣分子。PID是一種非破壞性檢測器,它不會”燃燒”或永久性改變待測氣體分子,經過PID檢測的氣體仍可被收集做進一步的測定。


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理論上,所有的化學物質都能被離子化,但是它們被電離所需要的能量是不同的。能夠轉移一個電子和電離一個化合物的能量叫電離能,用電子伏特(eV)作為計量單位。紫外燈所發出的能量也可以用電子伏特來計量。如果某種氣體的電離能低于燈發出的能量那么這種氣體將被電離。可以被PID檢測的最主要的氣體或揮發物是大量的含碳原子的有機化合物(VOC)。包括:

  • 芳香類:含有苯環的系列化合物,比如:苯、甲苯、乙苯、二甲苯等;
  • 酮類和醛類:含有C=O鍵的化合物。比如:丙酮、丁酮、甲醛、乙醛等;
  • 胺類和氨基化合物:含N的碳氫化合物。比如:二乙胺等;
  • 鹵代烴類:如三氯乙烯(TCE)、全氯乙烯(PCE)等;
  • 含硫有機物:甲硫醇、硫化物等;
  • 不飽和烴類:丁二烯、異丁烯等;
  • 飽和烴類:丁烷、辛烷等;
  • 醇類:異丙醇(IPA)、乙醇等。

除了上述有機物,PID還可以測量一些不含碳的無機化合物氣體,如:

  • 氨;
  • 半導體氣體:砷化氫(砷烷)、磷化氫(磷烷)等;
  • 硫化氫;
  • 氮氧化物;
  • 溴和碘;