首先,来看一下之前某省生态环境局执法项目的购买设备清单,如下图
某环境生态部VOCs执法项目采购清单
VOCs执法项目具体是要检测哪些气体呢?
VOCs:挥发性有机物,总挥发性有机物有时也用TVOC来表示。通常分为非甲烷碳氢化合物(简称NMHCs)、含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等几大类。
总烃:指所有的碳氢化合物,包含甲烷,这些化合物只由碳和氢两种元素组成。对环境空气造成污染的主要是常温下为气态及常温下为液态但具有较大挥发性的烃类。空气中烃浓度高,对人的中枢神经系统有麻醉和抑制作用。大气中的烃类与氮氧化物经一系列光化学反应会形成光化学烟雾,对人体产生危害。甲烷在大多数光化学反应中呈惰性,中国大气污染物综合排放标准明确规定了非甲烷总烃的最高允许排放浓度、最高允许排放速率和无组织排放限值。
所以大多数情况,环境生态部执法要测的VOCs,其主要目的是测非甲烷总烃,如果要将含氮有机物,含硫有机物,含氧有机物,卤代烃等都测出来,那仪器必定是要带上气相色谱柱的,且因为要分离的气体种类多,浓度低,要用到的检测器种类也就多,FID检测器,FPD检测器,MS检测器等可能都需要用上,仪器整体造价过高,且无法做成便携的,不利于执法人员随身携带。
由上图可以看出仪器大概分为以下五个类型
1、手持式光离子化检测仪
2、便携式总烃分析仪
3、便携式甲烷、总烃、非甲烷总烃分析仪
4、便携式气相色谱分析仪
5、手持式红外气体成像仪
下面对这几款仪器进行简单的介绍
1、手持式光离子化检测仪
也叫手持式PID检测仪,也可以叫便携式挥发性气体检测仪,便携式VOC气体检测仪。PID是指的传感器的检测原理。PID检测器对于大部分VOCs气体都有响应(离子化电位高于PID紫外灯能量的挥发性有机气体,无法被检测,对甲烷,乙烷,丙烷等无响应),对大部分含氧有机化合物、卤代烃、含氮有机化合物、含硫有机化合物等都有响应,PID检测器对不同的VOC气体响应值不一样,当测量已知单一VOC气体时,可以通过调整CF系数,得出对应的气体的浓度值,适用于测样气环境比较单一的VOCs气体,轻便,手持,性价比高。
手持式光离子化(PID)气体检测仪
2、便携式总烃分析仪
总烃也叫总碳氢,含甲烷和非甲烷总烃,是混合气体,不需要知道里面某一种气体的具体浓度,可用FID检测器直接检测,无需气相色谱柱分离,FID检测器工作需要氢气、氧气参与。当产品方案里面无GC色谱柱气相分离环节,FID检测器测的就是混合气体总碳氢的含量,包含甲烷,而甲烷不属于VOCs。可用于初步判断VOC,如果总烃含量不超标,那实际VOCs排放一定合格。
谱育这款检测仪可以加上PID
3、便携式甲烷、总烃、非甲烷总烃分析仪
也就是仪器要显示甲烷,总烃,非甲烷总烃三种数值。非甲烷总烃等于总烃减去甲烷。那甲烷是怎么减去的呢,根据HJ/T38-标准,要求用氢火焰离子化检测器(FID)检测技术测总烃,再用其他方式测出甲烷,两者的差值即是非甲烷总烃数值。可以采样气相色谱柱(GC)分离甲烷,FID单测分离出的甲烷,再用总烃减去甲烷得出非甲烷总烃(GC-FID)。也可以用催化氧化方法将总烃里面的非甲烷总烃氧化掉,这样经过催化氧化之后的样气再进入FID检测器,测出的浓度值就是甲烷.(高温催化氧化+双FID)。还有一种方法是用FID检测器测出总烃,用激光甲烷传感器测出甲烷的浓度值,两者只差就是非甲烷总烃,不过激光甲烷检测器的检出限不低,ppm以下的甲烷,气室不做特殊处理的话,基本测不出来。
这款是高温催化氧化+双FID
4、便携式气相色谱分析仪
分析仪加了GC气相色谱分离柱,可先将混合气体分离成背景单一的气体,通过色谱柱,将需要测量的气体一一分离,再根据气体分离出的先后顺予一一进入检测器,检测器测出不同时间气体的浓度值,仪器生成谱峰图。可以跟据仪器的用途(比如苯系物分析)配置不同规格的色谱柱和检测器,色谱柱对气体分离的效果,检测器检测的精度,会影响检测效果,该款仪器可作定量分析。
这款是GC-PID,也有GC-FID/PID
5、手持式红外气体成像仪
该技术利用物体辐射的红外光谱信号来测定样品中的VOCs含量,包含甲烷。具体来说,该仪器通过红外探测器对目标物体进行扫描,获得目标物体的热辐射图像,利用图像处理算法对图像中的温度分布进行分析,并根据温度分布推算出样品中的VOC含量.红外光谱也是一种宽光谱,大部分碳氢气体在红外光谱波段都有被吸收,所以红外气体成像仪只能作为定性分析,可用于高空管道检测VOCs的泄露。
红外热成像气体泄露检测仪