一种化工园区大气VOCs溯源在线监测系统和方法与流程

一种化工园区大气vocs溯源在线监测系统和方法
技术领域
1.本发明涉及环境监测领域，尤其涉及一种化工园区大气vocs溯源在线监测系统和方法。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，化工企业园区化趋势日益加深。化工园区中企业vocs排放量较大，类型复杂，周边的人口也较为密集，vocs居民投诉事件急剧上升，重复投诉和群体上访事件愈演愈烈，在发生风险源气体泄露时，难以用数据快速说明具体的排放源，不能提出有针对性的减排方案。因此，亟需提供一套化工园区vocs溯源监测系统及方法，明晰vocs产生源头，避免污染事故发生，全面提升园区空气质量水平。
3.目前，现有的大气vocs溯源监测主要集中在城市尺度，一般通过部署vocs网格化监测系统对环境多个点位进行实时在线监测，或者针对环境受体进行离线采样分析，获取vocs浓度，然后利用空气质量数值模式进行来源解析，解析结果一般只能区分机动车、溶剂使用、工业以及燃煤等大的行业来源及贡献情况。由于园区内企业众多，来源复杂，布设多个vocs自动监测系统成本高，占地面积大，监测分析时间长，因此，提供一种同时监测多个点位的vocs溯源监测系统及方法实为必要。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种化工园区大气vocs溯源在线监测系统和方法，通过先混检测定vocs异常高值，后通过单独轮流检测快速锁定泄漏点位，大大节省了检测分析时间，解决了目前工业园区溯源不清、耗时长、成本高的问题，为摸排人员提供了快速准确溯源的方法，对解决园区居民异味投诉以及污染气体泄露发生的安全事故提供了可靠的途径。
5.本发明是通过以下技术方案实现的：一方面，提供一种化工园区大气vocs溯源在线监测系统，该系统包括采样模块，检测模块，以及控制采样模块和检测模块的控制平台；
6.所述控制平台，是基于编程控制实时检测采样模块和检测模块的管理平台；具体地，是基于编程控制采样模块的工作方式切换；其中所述采样模块的工作方式分为混合检测和单独检测；
7.所述采样模块，包括样品采样管，连接于样品采样管末端的分流电磁三通阀，以及汇接于所述分流电磁三通阀末端的混合管；其中，所述混合管分别连接有用于合流的合流电磁三通阀和用于提供动力来源的抽气泵；
8.所述检测模块，包括与所述合流电磁三通阀连接的六通阀进样器，以及连接六通阀进样器和所述控制平台的气体检测器。
9.进一步地，所述六通阀进样器包括相互连通的六通阀和定量环，且所述六通阀与所述合流电磁三通阀连接，所述定量环分别与所述气体检测器和所述抽气泵连接。
10.进一步地，所述气体检测器包括但不限于气相色谱氢火焰离子化检测器。
11.另一方面，提供一种化工园区大气vocs溯源在线监测方法，基于上述权利要求1所述的化工园区大气vocs溯源在线监测系统，其特征在于，包括以下步骤：
12.步骤s1:将多路样品采样管分别安装于化工园区各装置区的检测点；
13.步骤s2:基于控制平台控制采样模块的方式为混合检测，多路样品采样管进行同时采样，各路样气经分流三通阀进入混合管，混合管中的样气经过合流三通阀进入六通阀进样器，进而进入气体检测器，以检测到有vocs的高值；
14.步骤s3:基于检测到vocs的高值，控制平台控制采样模块的方式为单独检测，多路样品采样管轮流采样，各路样气经分流三通阀分别通过合流三通阀和六通阀进样器，进而进入气体检测器，实现轮流检测，确定具体出现vocs高值的点位；
15.步骤s4：基于混合管、六通阀进样器分别和抽气泵连接，使得采样多余的样气经过抽气泵排空。
16.进一步地，所述六通阀进样器包括相互连通的六通阀和定量环，且所述六通阀与所述合流电磁三通阀连接，所述定量环分别与所述气体检测器和所述抽气泵连接。
17.进一步地，所述气体检测器包括但不限于气相色谱氢火焰离子化检测器。
18.进一步地，所述六通阀基于所述控制平台的控制具有两种状态切换，一种为常通状态，一种为非常通状态。
19.进一步地，所述分流电磁三通阀包括a、b、c口；所述合流电磁三通阀包括a、b、c口，混检时各路气流从ab口进入检测模块，单独轮流检测时从ac口进入检测模块。
20.进一步地，所述样品采样管的路数n≥2路。
21.本发明与现有技术相比具有的优点是：通过先混检测定vocs异常高值，后通过单独轮流检测快速锁定泄漏点位，大大节省了检测分析时间，解决了目前工业园区溯源不清、耗时长、成本高的问题，为摸排人员提供了快速准确溯源的方法，对解决园区居民异味投诉以及污染气体泄露发生的安全事故提供了可靠的途径。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
24.一种化工园区大气vocs溯源在线监测系统，如图1所示，该系统包括采样模块，检测模块，以及控制采样模块和检测模块的控制平台(图中未示出)。
25.其中，采样模块包括样品采样管，连接于样品采样管末端的分流电磁三通阀，以及汇接于分流电磁三通阀末端的混合管；且混合管分别连接有用于合流的合流电磁三通阀和用于提供动力来源的抽气泵；另外，控制平台基于编程控制采样模块的工作方式；具体地，所述采样模块的工作方式分为混合检测和单独检测；优选地，分流电磁三通阀包括a、b、c口；合流电磁三通阀包括a、b、c口；样品采样管的路数n≥2路。
26.举例如下：如图1所示，将20路样品采样管分别安装于某化工园区关键装置，管道，罐体等容易发生vocs泄露排放的地方；并将每一路样品采样管的末端对应安装分流电磁三通阀；基于控制平台通过编程控制采样模块的工作方式，当进行混合检测时，样气经过分流
电磁三通阀进入混合管，混合管在合流电磁三通阀的作用下进入检测模块，多余样气流经抽气泵进行排空。
27.具体地，当进行混合检测时，一次检测得到1-20个采样管路的混合样品，即对所有20个采样管进行同时采样，各路样气经分流三通阀ab通路先进入混合管，后通过合流电磁三通阀进入检测模块。
28.检测模块，包括与合流电磁三通阀连接的六通阀进样器，以及连接六通阀进样器和控制平台(图中未示出)的气体检测器；其中，气体检测器采用的是气相色谱氢火焰离子化检测器。
29.其中，六通阀进样器包括相互连通的六通阀和定量环，且六通阀与合流电磁三通阀连接，定量环分别与气体检测器和抽气泵连接。
30.紧接上例，各路样气通过合流电磁三通阀进入六通阀1口，一定量的样气保留在定量环中，直到进入气相色谱氢火焰化离子化检测器(gc-fid)检出，而多余样气通过抽气泵排空；当气相色谱氢火焰化离子化检测器(gc-fid)检测到有vocs的高值，控制平台通过编程控制采样模块的工作方式切换为单独检测，即对20路样品采样管进行轮流采集各路样气，并将20个分流电磁三通阀进行轮流切换至ac通路，合流电磁三通阀也处于ac通路，这样每次进样的样气就分别来自20个采样管，进行轮流检测，可以准确得到具体某个点位出现vocs高值。
31.基于控制平台通过编程控制采样模块的工作方式，当发现20路混合样有高值，则再随机混检10路，排除10路，再混检可疑5路，排除5路，再混检3路，排除2路，从而更节省时间，达到5分钟定位。可实现1分钟内发现20点中的问题，5-20分钟内准确定位，节约检测时间和成本，快速准确发现泄露点位。
32.在上述方案的基础上，优选地，六通阀有两个状态，常通状态时，1-2,3-4,5-6联通，此时为采样状态，样气经过1口通过2口，进入定量管，获得定量的样气，多余气体经过5-6口排空，氮气等检测仪需要的运行气体经过4-3口进入检测仪；基于电力或气动驱动，六通阀还可进入非常通状态，1-6,2-3,4-5联通，此时运行载气通过4-5推动定量环中气体，通过2-3进入检测仪进行检测，进样器1输送的气体经过1-6直接排空。
33.另一方面，提供一种化工园区大气vocs溯源在线监测方法，基于上述化工园区大气vocs溯源在线监测系统，包括以下步骤：
34.步骤s1:将多路样品采样管分别安装于化工园区各装置区的检测点；
35.步骤s2:基于控制平台控制采样模块的方式为混合检测，多路样品采样管进行同时采样，各路样气经分流三通阀进入混合管，混合管中的样气经过合流三通阀进入六通阀进样器，进而进入气体检测器，以检测到有vocs的高值；
36.步骤s3:基于检测到vocs的高值，控制平台控制采样模块的方式为单独检测，多路样品采样管轮流采样，各路样气经分流三通阀分别通过合流三通阀和六通阀进样器，进而进入气体检测器，实现轮流检测，确定具体出现vocs高值的点位；
37.步骤s4：基于混合管、六通阀进样器分别和抽气泵连接，使得采样多余的样气经过抽气泵排空。
38.具体举例同上，优选地，六通阀进样器包括相互连通的六通阀和定量环，且六通阀与合流电磁三通阀连接，定量环分别与气体检测器和抽气泵连接。
39.优选地，气体检测器包括但不限于气相色谱氢火焰离子化检测器，更优选为气相色谱氢火焰化离子化检测器(gc-fid)。
40.在上述方案的基础上，本发明能够同时对园区多个采样点位进行实时监测，并且基于编程的控制平台能够根据混检中vocs监测高值，自动切换采样模块的工作方式，对每路样气都可以进行单独轮流检测，以实现对vocs污染来源精准定位，解决了现有工业园区vocs溯源不清、摸排耗时长的问题，为园区周边居民健康提供了保障，提高了园区溯源技术水平，为提高执法效率以及改善园区空气质量提供了技术支撑。
41.以上所述实施方式仅表达了本发明的一种或多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。