工具/原料
TVOC氣體傳感器、XL90智能網(wǎng)關(guān)
XL.VIEW組態(tài)上位機(jī)監(jiān)控軟件
一、VOCs 的基本特性
方法/步驟1:
VOCs 的定義
VOCs 的學(xué)術(shù)定義:是指在正常狀態(tài)下(20℃,101.3kPa),蒸氣 壓在 0.1mmHg(13.3Pa)以上沸點(diǎn)在 260℃(500℉)以下的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。
方法/步驟2:
VOCs 的特性
●均含有碳元素,還含有 H、O、N、P、S 及鹵素等非金屬元素。
● 熔點(diǎn)低,易分解,易揮發(fā),均能參加大氣光化學(xué)反應(yīng),超低排放粉塵儀 在陽(yáng)光下 產(chǎn)生光化學(xué)煙霧。
●常溫下,大部分為無(wú)色液體,具有刺激性或特殊氣味。
● 大部分不溶于水或難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。
● 種類(lèi)達(dá)數(shù)百萬(wàn)種,大部分易燃易爆,部分有毒甚至劇毒。
● 相對(duì)蒸氣密度比空氣重。
方法/步驟3:
VOCs 的分類(lèi)
VOCs 按其化學(xué)結(jié)構(gòu),可以分為:烴類(lèi)(烷烴、烯烴和芳烴)、 酮類(lèi)、酯類(lèi)、醇類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)、胺類(lèi)、腈(氰)類(lèi)等。
二、VOCs的來(lái)源及危害
方法/步驟1:
VOCs的來(lái)源
VOCs的排放源及其污染物排放量的研究是控制大氣中VOCs的根本,而VOCs氣體的來(lái)源很廣泛。典型的VOCs排放源可分為人為排放源(包括固定源與移動(dòng)源)和自然排放源(包括生物源與非生物源)兩類(lèi),其中以人為排放源為主,多半為石油化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品消費(fèi)行為以及機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣造成。通過(guò)分析總結(jié),VOCs主要來(lái)源于以下幾個(gè)方面:
(1)石油化工廠排出的工藝尾氣,如石油煉制工藝,石油化工氧化工藝,石油化工儲(chǔ)罐生產(chǎn)工藝;
(2)石油、煤炭、天然氣等的開(kāi)采和儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中可有大量VOCs氣體產(chǎn)生;
(3)煤、石油、石油制品、天然氣、木材、煙草燃燒時(shí)的不完全燃燒產(chǎn)物,廢棄物焚燒時(shí)產(chǎn)生的煙氣,機(jī)動(dòng)車(chē)排放的尾氣中含有的未完全燃燒的烴類(lèi)物質(zhì);
(4)室內(nèi)裝飾、裝修材料如油漆、噴漆及其溶劑、木材防腐劑、涂料、膠合板等常溫下可釋放出苯、甲苯、甲醛、酚類(lèi)、二甲苯、甲醛等多種揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì);
(5)日常生活中使用的化妝品,有機(jī)農(nóng)藥、除臭劑、消毒劑、防腐劑、各種洗滌劑的加工和使用過(guò)程中可產(chǎn)生酚類(lèi)、醚類(lèi)、多環(huán)芳烴等揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì);
(6)各種合成材料、有機(jī)粘合劑及其他有機(jī)制品遇到高溫時(shí)氧化和裂解,可產(chǎn)生部分低分子有機(jī)污染物;
(7)淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素、糖類(lèi)等氧化與分解時(shí)產(chǎn)生部分有機(jī)污
染物。
另外,根據(jù)調(diào)研結(jié)果,我國(guó)工業(yè)VOCs排放源的行業(yè)分布情況見(jiàn)圖1-1。
方法/步驟2:
2.2 VOCs的危害
VOCs種類(lèi)眾多,其對(duì)人類(lèi)的健康和生存環(huán)境的危害主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面:
(1)大多數(shù)VOCs具有刺激性氣味或臭味,可引起人們感官上的不愉快,超低CEMS系統(tǒng) 嚴(yán)重降低人們的生活質(zhì)量。惡臭氣體指一切刺激嗅覺(jué)器官并引起人們不愉快的氣體物質(zhì)。
(2)VOCs成分復(fù)雜,有特殊氣味且具有滲透、揮發(fā)及脂溶等特性,可導(dǎo)致人體出現(xiàn)諸多的不適癥狀。還具有毒性、刺激性及致畸致癌作用,尤其是苯、甲苯、二甲苯及甲醛對(duì)人體健康的危害較大,長(zhǎng)期接觸會(huì)使人患上貧血癥與白血病。另外,VOCs氣體還可導(dǎo)致呼吸道、腎、肺、肝、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及造血系統(tǒng)的病變。隨著VOCs濃度的增加,人體會(huì)出現(xiàn)惡心、頭痛、抽搐、昏迷等癥狀。
(3)VOCs多半具有光化學(xué)反應(yīng)性,在陽(yáng)光照射下,VOCs會(huì)與大氣中的NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成二次污染物(如:臭氧等)或強(qiáng)化學(xué)活性的中間產(chǎn)物(如:自由基等),從而增加煙霧及臭氧的地表濃度,會(huì)對(duì)人造成生命危險(xiǎn),同時(shí)也會(huì)危害農(nóng)作物的生長(zhǎng),甚至導(dǎo)致農(nóng)作物的死亡。由光化學(xué)反應(yīng)所造成的煙霧,除了能降低能見(jiàn)度之外,所產(chǎn)生的臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯(PAN)、過(guò)氧苯酰硝酸酯(PBN)、醛類(lèi)等物質(zhì)可刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng),危害人的身體健康,倫敦、東京等城市都相繼出現(xiàn)過(guò)光化學(xué)煙霧污染事件。
(4)某些VOCs易燃,如苯、甲苯、丙酮、二甲基胺及硫代烴等,這些物質(zhì)的排放濃度較高時(shí)如果遇到靜電火花或其他火源,容易引起火災(zāi)。近年來(lái)由于VOCs造成的火災(zāi)及爆炸事故時(shí)有發(fā)生,尤其是常發(fā)生在石油化工企業(yè)。
(5)部分VOCs可破壞臭氧層,如氟氯烴物質(zhì)。當(dāng)其受到來(lái)自太陽(yáng)的紫外輻射時(shí),可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生氯原子,從而對(duì)臭氧層中的臭氧進(jìn)行催化破壞。臭氧量的減少以及臭氧層的破壞使到達(dá)地面的紫外線輻射量增加。紫外線對(duì)人類(lèi)皮膚、眼睛及免疫系統(tǒng)有較大的危害。
VOCS在日常的生活、工作、作業(yè)等環(huán)境中無(wú)處不在,因此對(duì)于VOCS的檢測(cè)和治理應(yīng)加強(qiáng)和普及。
三、 VOCs 檢測(cè)的法律依據(jù)
方法/步驟1:
安全生產(chǎn)法規(guī)
(1)《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》(中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第 344 號(hào))第 18 條:危險(xiǎn)化學(xué)品的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用單位,應(yīng)當(dāng) 在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和使用場(chǎng)所設(shè)置報(bào)警裝置。
(2)《生產(chǎn)過(guò)程安全衛(wèi)生要求總則》(GB/T 12801 -2008)5.3.1.c: 對(duì)產(chǎn)生危險(xiǎn)和有害因素的過(guò)程,應(yīng)配置監(jiān)控檢測(cè)儀器儀表。
(3)《產(chǎn)許可證條例》(國(guó)務(wù)院令第 397 號(hào) 2004)第 6 條:企業(yè) 取得安全生產(chǎn)許可證,應(yīng)當(dāng)具備下列安全生產(chǎn)條件:(十一)有重 大危險(xiǎn)源檢測(cè)、評(píng)估、監(jiān)控措施和應(yīng)急預(yù)案。 (4)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源 罐區(qū) 現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》 (AQ 3036-2010)
方法/步驟2:
職業(yè)健康衛(wèi)生法規(guī)
(1)《中華人民共和國(guó)職業(yè)病防治法》 第 23 條:對(duì)可能發(fā)生職 業(yè)損傷的有毒、有害工作場(chǎng)所,用人單位應(yīng)當(dāng)設(shè)置報(bào)警裝置。
(2)《國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ 1 -2010) 6.1.6 應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)工藝和毒物特性,在有可能發(fā)生急性 職業(yè)中毒的工作場(chǎng)所,根據(jù)自動(dòng)報(bào)警裝置技術(shù)發(fā)展水平設(shè)計(jì)自動(dòng) 報(bào)警或檢測(cè)裝置。
(3)《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值—化學(xué)有害因素》 (GBZ2.1-2007)
(4)《使用有毒物品作業(yè)場(chǎng)所勞動(dòng)保護(hù)條例》(國(guó)務(wù)院 2002 年 第 352)第 11 條:可能突然泄漏大量有毒物品或者易造成急性中毒 的作業(yè)場(chǎng)所,設(shè)置自動(dòng)報(bào)警裝置。
方法/步驟3:
環(huán)保法規(guī)
(1)《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”科技發(fā)展規(guī)劃》(2011,環(huán)保部) 該 文將“有機(jī)污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”列為“支持關(guān)鍵技術(shù)、裝備和 產(chǎn)品研發(fā)”項(xiàng)目。
(2)《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》(2012,環(huán)保部) 該文規(guī)定“工業(yè) VOCs 排放逐步安裝在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),廠界安裝 VOCs 環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)施”。
(3)《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導(dǎo)意 見(jiàn)》(國(guó)辦發(fā)[2010]33 號(hào))(二十三)各地環(huán)保部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn) 企業(yè)的監(jiān)督性監(jiān)測(cè),并推進(jìn)其安裝污染源在線監(jiān)測(cè)裝置。
方法/步驟4:
生產(chǎn)使用法規(guī)
(1)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50493-2009)
(2)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-2008)第 4.6.11 條:VOCs在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在使用或產(chǎn)生甲類(lèi)氣體或甲、乙 A 類(lèi)液體的裝置內(nèi),宜 按區(qū)域控制和重點(diǎn)控制相結(jié)合的原則,設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警器 探頭。
四、毒性 VOCs 的檢測(cè)范圍
方法/步驟1:
確定依據(jù)
(1)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50493-2009) 5.3.1(4)“有毒氣體的測(cè)量范圍宜為 0~300%較 高容許濃度或 0~300%短時(shí)間接觸容許濃度”。
(2)《國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》 (GBZ2.1—2007) 4.1 工作場(chǎng)所空氣中化學(xué)物質(zhì)容許濃度:苯的 PC-STEL 為 10mg/m3 (2.87ppm)
(3)《國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工作場(chǎng)所有毒氣體檢測(cè)報(bào)警 裝置設(shè)置規(guī)范》(GBZ/T223-2009) 5.3 氣體檢測(cè)儀檢測(cè)范圍 0~ 10 倍 PC-STEL,較小檢測(cè)量≤0.5 倍 PC-STEL
方法/步驟2:
苯的檢測(cè)范圍
(1)依據(jù)上述規(guī)定,苯的檢測(cè)范圍分別為:2.87ppm×3 = 8.61 ppm≈ 9 ppm
(2)目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)苯檢測(cè)器的實(shí)際測(cè)量范圍:
① 固定式:0-10 / 20 ppm
② 便攜式:0-1,000 /2,000 ppm(主要用于測(cè)漏)
五、 毒性 VOCs 探測(cè)器報(bào)警點(diǎn)的設(shè)定(以苯為例)
方法/步驟1:
設(shè)定依據(jù)
(1)《國(guó)家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)-工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GBZ 1-2010) 6.1.6.3 毒物報(bào)警值應(yīng)根據(jù)有毒氣體毒性和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況至少 設(shè)警報(bào)值和高報(bào)值。預(yù)報(bào)值 為 MAC 或 PC-STEL 的 1/2,無(wú) PC-STEL 的化學(xué)物質(zhì),預(yù)報(bào)值可設(shè)在相應(yīng)超限倍數(shù)值的 1/2;警報(bào)值 為 PC-STEL 值,無(wú) PC-STEL 的化學(xué)物質(zhì),警報(bào)值可設(shè)在相應(yīng)超限倍 數(shù)值;高報(bào)值 應(yīng)綜合考慮有毒氣體毒性、作業(yè)人員情況、事故 后果、工藝設(shè)備等各種因素后設(shè)定。
(2)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50493-2009)5.3.3(3)有毒氣體的報(bào)警設(shè)定值宜小于或等于 百分之百較高容許濃度或短時(shí)間接觸容許濃度。
(3)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源 罐區(qū) 現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范》 (AQ3036-2010)4.3.6 有毒氣體報(bào)警至少分為兩級(jí),弟一級(jí)報(bào)警 閾值為較高允許濃度的 75%;第二級(jí)報(bào)警值為較高允許濃度的 2 倍-3 倍。
方法/步驟2:
苯檢測(cè)器的報(bào)警設(shè)定值
(1)、按上述要求,苯檢測(cè)器的報(bào)警設(shè)定值應(yīng)為:
①低段報(bào)警設(shè)定值: PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 )的 1/2,約 1.5ppm(實(shí)際為 3-5ppm);
② 高段報(bào)警設(shè)定值:PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 ),約 3ppm(實(shí) 際為 5-7ppm)。
(2)、實(shí)際應(yīng)用中苯探測(cè)器的建議報(bào)警設(shè)定值為:
①低段報(bào)警設(shè)定值:一般為 1.5-3ppm(量程 0-10ppm);
② 高段報(bào)警設(shè)定值:一般為 3-7ppm(量程 0-10ppm)。
六、解決方案
方法/步驟1:
方案簡(jiǎn)介
基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深圳信立科技有限公司TVOC、VOC、VOCS氣體無(wú)線檢測(cè)系統(tǒng)解決方案,具有低功耗,高精度,性能穩(wěn)定,并且支持多種通訊方式和通訊協(xié)議等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。結(jié)合華為南方工廠潔凈室環(huán)境的實(shí)際情況,特制定了一套切實(shí)可行的解決方案。
(1)共2層,每層布置15個(gè)無(wú)線TVOC無(wú)線氣體傳感器,采用電池供電,均勻分布房間每個(gè)角落,通過(guò)無(wú)線傳輸上傳方式將TVOC氣體濃度實(shí)時(shí)上傳至XL90管理裝置上;
(2)每層由一個(gè)總XL90無(wú)線管理裝置來(lái)接收下面15個(gè)TVOC無(wú)線氣體傳感器數(shù)據(jù),XL90無(wú)線管理裝置接收天線在室內(nèi),發(fā)射天線放置在室外,2層的無(wú)線管理裝置都采用這種方式收集數(shù)據(jù);
(3)較后在中控室內(nèi)安裝一個(gè)XL91智能網(wǎng)關(guān)來(lái)接收2個(gè)總的XL90無(wú)線管理裝置上傳數(shù)據(jù),并通過(guò)處理后以485或以太網(wǎng)的方式給PC機(jī)上的上位機(jī)軟件提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);
(4)對(duì)于提供的上位機(jī)監(jiān)控軟件,可實(shí)時(shí)采集并顯示數(shù)據(jù),提供曲線圖和報(bào)警記錄或者輸出,對(duì)歷史數(shù)據(jù)可隨時(shí)查閱,完全掌握潔凈室TVOC氣體濃度變化。2、結(jié)構(gòu)示意圖
方法/步驟2:
方案結(jié)構(gòu)
方法/步驟3:
方案設(shè)備清單
(1)30臺(tái)無(wú)線TVOC氣體傳感器,電池供電,490MHZ吸盤(pán)天線
(2)2個(gè)無(wú)線管理裝置,XL90,2根490MHZ吸盤(pán)天線
(3)1臺(tái)智能網(wǎng)關(guān),XL90,1根490MHZ吸盤(pán)天線
(4)1套數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件,iView128點(diǎn)
方法/步驟4:
類(lèi)似業(yè)績(jī)圖
方法/步驟5:
適用范圍
TVOC、VOC、VOCS氣體檢測(cè)系統(tǒng)解決方案適用于學(xué)校科研、樓宇建設(shè)、消防報(bào)警、污水處理、工業(yè)氣體過(guò)程控制、鍋爐房、垃圾處理廠、隧道施工、輸油管道、加氣站、地下燃?xì)夤艿罊z修、室內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)、危險(xiǎn)場(chǎng)所安全防護(hù)、航空航天、軍用設(shè)備監(jiān)測(cè)等。
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