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      VOCs檢測設備的發展趨勢

      文章出處:河北譜云科技有限公司 人氣:發表時間:2019-01-31 10:00

      據本小編了解,VOCs檢測設備已經被推上了環保行業大潮的浪尖,VOCs檢測設備的發展主要是由市場需求和技術發展兩個主線決定的。市場的需求決定了VOCs要檢測什么?檢測應用場景是怎樣的?產品如何定價?技術的發展決定了怎么樣去檢測?能測到什么精度?檢測的成本和效率如何?身處互聯網時代,市場高度透明、瞬息萬變,技術層出不窮、一日千里。本文將基于我們對市場和技術的理解來展現和展望VOCs設備的發展趨勢。

      VOCs檢測的類別及儀器需求

      眾所周知,VOCs就是在一定的溫度和壓力條件下可以揮發為氣態的有機化合物。這個定義非常寬泛,涉及的有機化合物成千上萬。要檢測什么組分的VOCs就成為了檢測設備要面對的第一個問題。在吸收了美國和歐洲等先進國家在VOCs監測和治理的應用基礎上,我國目前VOCs檢測組分可以分為以下3個大類:(如圖1)

      ?VOCs檢測設備的發展趨勢

      第一類:能夠造成環境污染,產生臭氧和霾相關的VOCs組份。這一類的VOCs組分可以和氮氧化物在光化學反應中產生臭氧以及PM2.5,直接造成環境污染,影響我們的空氣質量。對這類組分,國際學術界已經研究多年。主流觀點是采用美國EPA推出的PAMS臭氧前驅體,共有65種VOCs組分。

      第二類:對人體健康有毒、有害的VOCs氣體,主要是指可以導致形成癌癥(例如笨、二甲苯等苯系物)和對人體有毒性(如氯乙烯)的VOCs組分。這些組分是根據國際癌癥研究以及毒理學研究來確定的??梢砸暈橐活愄卣饕蜃?。

      第三類:異味強烈的VOCs組分(如:甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚)。這些組分逸散到空氣中將造成人們強烈的不適,影響人民生活。這類組分在美國EPA和我國的惡臭污染物排放標準(GB14554-1993)中有所定義??梢砸暈榱硪活惖奶卣饕蜃?。

      了解了VOCs檢測設備要測什么,我們下一步就要看看不同的應用場景對于檢測設備有什么樣不同的需求。從大的方向上來看可以分成兩個維度:

      污染源端:主要指VOCs的排放口和引起泄露的源頭。這個場景的特點是排放的VOCs濃度較高(從幾個ppm到幾千ppm)、現場的工況比較惡劣(高溫、高濕、高塵)。對于這類VOCs排放關鍵是要把總量降下來,對于檢測組分的細分要求不高,檢測設備關注的是測出的總量(如總碳氫、非甲烷VOCs)和重點組分(如苯系物)。在這個場景中,往往是污染企業需要自己付錢去安裝檢測設備,因此對于價格相當敏感。

      大氣環境末端:這個應用場景的主要特點是VOCs的濃度較低(幾個ppb甚至零點幾個ppb到ppm級別)這個場景往往是環保部門關注的重點,對于組分的細分和檢測精度要求更高。

      五類污染源的檢測方式

      至此,我們已經看到了VOCs檢測儀器要面對的組分和應用場景的復雜程度。從技術上看,如果要同時滿足這些應用場景、組分、成本的要求幾乎是不可能的。因此,VOCs檢測設備發展的第一趨勢就是要適應各種應用場景的需求,不斷滿足細分領域里的組分、精度、成本等方面的要求。本文結合組分和應用場景將檢測設備分了5類(如表1所示)。我們從這5類來看看其發展的趨勢。

      ?VOCs檢測設備的發展趨勢

      一、對于固定污染源VOCs檢測設備發展而言,首先是要能適應污染源現場的惡劣工況,其次是要滿足對于不同組分靈活性的要求,最后要能滿足污染企業對于低成本的要求。從技術上來看GC-FID是目前最適合的,而且會成為趨勢。該技術已經成熟,可以滿足對于總量和各種組分的靈活性和精度要求。多年來在線色譜技術的發展結合CEMS采樣系統的完善,讓它能夠長時間在污染源的工況下穩定工作,并且成本相較質譜等其他技術有一定的優勢。未來GC-FID技術還會有很強的生命力。另外一個趨勢是靈活的支持更多的特征因子檢測。這個趨勢的原動力在于當總量控制下來之后,對于特征因子(如毒害氣體、惡臭氣體)的檢測要求會越來越高。2016年以來在浙江的“一廠一策VOCs監測”以及各地區和行業的VOCs特征因子規范的紛紛出臺已經在給這個趨勢做了背書。

      二、對于環境空氣VOCs檢測設備的發展,多組分的能力和精度的提高是可以預見的趨勢。和污染源關心總量控制不同,環保部門就是要解析VOCs的組分,利用組分來做臭氧前驅體的分析和溯源。歐洲和美國的經驗告訴我們PAMS或者說臭氧前驅體的光化學站可能是我國下一步要發展的方向。因此,此類儀器發展的重點會傾向于VOCs全組分分析,特別是臭氧前驅體的檢測能力。技術上目前主要是基于預濃縮加GC-FID的系統和基于實驗室GC/MS演進的系統在角逐。但對于這類會有法規明確檢測組分的應用來看GC-FID的系統可以滿足需求,而且成本和維護上的優勢會更明顯。因此,前者勝出的趨勢會比較大。

      三、對于VOCs泄露檢測主要是應對無組織排放的應用,就是大家熟悉的LDAR(泄漏檢測和修復)。由于這類應用在過去20年內發展的非常完善,從法規建立、執行細則、檢測設備、質量控制等方面都有成熟的經驗。因此,此類檢測設備將沿著手持、便攜、FID/PID雙檢測器的方向繼續發展。我國的LDAR未來的發展重點的不是設備而是如何更好貫徹和實施LDAR。

      四、應急和督查的應用已經成為今年的一個熱點。從新年伊始原環保部部長陳吉寧在燕山石化的督查到各地常態化的VOCs督查工作,已經給這類檢測設備指明了發展方向:一要現場快速定性,二要現場快速定量,從而達到督查的現場效果和震懾作用。目前手持的VOCs紅外相機可以在1-2公里外查出泄露和偷排;手持的VOCs檢漏儀可以在3分鐘以內完成現場快速定量。這一組合已經成為督查組的黃搭檔。二者的互聯互通、雙劍合璧將成為下一步發展的趨勢。

      五、對于特種VOCs氣體的檢測,未來的發展可能會是另一個熱點。在前面幾個方面已經得到很好控制的基礎上,有毒、有害、致癌以及異味的影響會越來越得到重視。這類氣體的組分會比較復雜,有的組分檢測的精度要求很高(例如惡臭),監測的技術也不是那么完善(例如有機硫就是個技術難題)。多種技術都在探索這個方向:色譜、質譜、光譜。目前看起來基于磁質譜的快速、多點、網格化方案可能會是解決特種氣體溯源、控制的好方法。

      本文僅從市場和技術角度來分析VOCs檢測儀器的發展趨勢,難免有些局限。不過值得一提的還有法律法規對檢測儀器發展的影響,因為VOCs的監測是一個需要法規來規范和管理的行業。目前我國VOCs的法規建設還在發展過程中,我們既要吸取歐美在多年發展中好的經驗和教訓,又要結合我國的國情,最終才能完善我國的VOCs法規。隨著全社會對環保越來越重視,加之技術的進步和法規的完善,相信VOCs檢測設備一定會有很好的發展。希望檢測設備的不斷創新能對監測市場的發展做出一定的貢獻。

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      此文關鍵字:?VOCs檢測設備
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