大气中非甲烷总烃检测方案(甲烷/非甲烷)

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SYNPEC TECHNOLOGIES Specialist in Micro GC & GC Technologies 移动/实验室//在线分析专家 上海森谱科技有限公司 非甲烷总烃(NMHC)是国标中规定的大气中重要污染物排放参数。非甲烷总甲 (NMHC) 指除甲烷以外的碳氢化合物的总称。大气中的非甲烷总烃超过一定浓度，除直接危害人体健康，经日光照射在一定条件下还能产生光化学烟雾，对环境和人类造成危害。 非甲烷总烃测定方法概述 目前国内现行的关于非甲烷总烃测定的国标方法只有《固定污染源排气中非甲烷总烃的测定气相色谱法》(HJ/T38-1999)。该分析方法适用于固定污染源有组织和无组织排放的非甲烷总烃 (NMHC)测定。在该标准规定的条件下所测得的非甲烷总烃，是于气相色谱氢火焰离子化检测器有明显响应的除甲烷外碳氢化合物总量，以碳计。用双柱双氢火焰离子化检测器气相色谱仪，注射器直接进样，分别测定样品中的总烃和甲烷含量，以两者之差得非甲烷总烃含量。同时以除烃空气求氧的空白值，以扣除总烃色谱峰中的氧峰干扰。 环境空气中的非甲烷总烃测定暂无国标方法。相关的标准方法仅有《环境空气总烃的测定气相色谱法》(HJ604-2011)，仅适用于环境空气中总烃的测定。当遇到此类样品时，建议参照HJ/T38-1999中的方法测定。 非甲烷总烃排放限值 结果评价执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中的有关规定，其非甲烷总烃的排放浓度限值见表1。标准中使用“非甲烷总烃 (NMHC)”作为排气筒和厂界挥发性有机物排放的综合控制指标。 表1 《大气污染物综合排放标准》中非甲烷总烃排放限值 非甲烷总烃 有组织排放最高允许排放浓度 (mg/m³) 无组织排放监控浓度限值 监控点 浓度(mg/m3) 现有污染源 150(使用溶剂汽油或其他混合烃类物质) 周界外浓度最高点 5.0 新污染源 120(使用溶剂汽油或其他混合烃类物质) 周界外浓度最高点 4.0 若有行业排放标准应按照行业排放标准执行，目前颁布的标准有《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB27632-2011)，《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)，《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)，《合成树脂工业污染物排放标准》 (GB31572-2015)，具体排放控制需求见表2~5，非甲烷总烃在厂界及周边污染控制要求均为4.0 mg/m3. 表2 《橡胶制品工业污染物排放标准》(GB27632-2011)非甲烷总烃排放控制要求 污染物项目 生产工艺或设施 排放限值(mg/m³) 基准排气量(m/t胶) 污染物排放监控位置 非甲烷总烃 轮胎企业及其他制品企业炼胶、 硫化装置 10 2000 车间或生产设施排气筒 非甲烷总烃 轮胎企业及其他制品企业胶浆制备、浸浆、胶浆喷涂和涂胶装置 100 车间或生产设施排气筒 表3《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)非甲烷总烃排放控制要求 非甲烷总烃 执行时间 有机废气排放口 污染物排放监控位置 重整催化剂再生烟气 废水处理有机废气收集处理装置 有机废气排放口 现有污染源 2017.7.1 60 mg/m³ 120 mg/m3 去除效率95% 车间或生产设施排气筒 新污染源 2015.7.1 特别排放限值 30 mg/m³ 120 mg/m³ 去除效率97% 车间或生产设施排气筒 表4《《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)非甲烷总烃排放控制要求 非甲烷总烃 执行时间 有机废气排放口 污染物排放监控位置 废水处理有机废气收集处理装置 含卤代烃有机废气 其他有机废气 现有污染源 2017.7.1 120 mg/m³ 去除效率95% 去除效率95%之 车间或生产设施排气筒 新污染源 2015.7.1 特别排放限值 120 mg/m³ 去除效率97%≥ 去除效率97% 车间或生产设施排气筒 表5《合成树脂工业污染物排放标准》(GB31572-2015)非甲烷总烃排放控制要求 非甲烷总烃 执行时间 排放限值 污染物排放监控位置 适用的合成树脂类型 现有污染源 2017.7.1 120 mg/m³ 车间或生产设施排气筒 所有合成树脂 新污染源 2015.7.1 特别排放限 60 mg/m3 车间或生产设施排气筒 单位产品非甲烷总烃排放量 0.3kg/t产品 所有合成树脂(有机硅树脂除外) 目前主流解决方案与技术路线 目前甲烷非甲烷总烃的监测方法主要是采用气相色谱法，主要有三种测定方式。 (1)采用两个定量环，两根色谱柱，两个FID检测器测定总烃和甲烷的浓度，这种方法完全依照HJ/T38-1999标准方法配制，但仪器因配备两个FID检测器价格较高，色谱图见图1。 非甲烷总烃色谱图(甲烷通道) 非甲烷总烃色谱图(总烷通道) 图1甲烷和总烃典型色谱图 (2)采用一根色谱柱，一个FID检测器，甲烷快速通过色谱柱，利用反吹的方式将仍滞留在柱头附近的非甲烷总烃反吹出来送到检测器检测，测定甲烷和非甲烷总烃的浓度，色谱图见图2。 时间(S) 图2 甲烷和非甲烷总烃在线典型色谱图 (3)采用两个定量环，两根色谱柱，一个FID检测器测定总烃和甲烷的浓度，色谱图见图4。本案即采用此方法与技术路线作为解决方案。 上海森谱在线非甲烷总烃解决方案 本案自主研发生产的在线气相色谱仪可以检测污染源排气或者大气中甲烷非甲烷总烃含量。该仪器为双柱氢火焰离子化检测器气相色谱仪，利用阀进样系统分别测定样品中的总烃和甲烷含量，以两者之差测定非甲烷总烃含量，总烃检出限为0.009mg/m³，，F甲烷检出限为0.02mg/m³，可以满足标准HJ/T38的要求。 在线气相色谱仪基本原理 在线气相色谱仪原理如图3所示。样品气体首先被泵抽入色谱仪，经过甲烷定量环和总烃定量环，然后十通阀和六通阀切换，以高纯干燥的氮气作为载气，将定量环中的样气分别导入空柱和色谱柱内进行分离，总烃先到达FID检测器检测；甲烷气体在ProapakQ填充柱上与非甲烷总烃分离，快速流出色谱柱到达FID检测器。 图3在线色谱阀路控制原理图 标气在色谱系统上测试得到的典型谱图，如图4所示。 时间(S) 图4甲烷非甲烷总烃色谱图 市场应用方向 本分析方法适用于固定污染源有组织和无组织排放的非甲烷总烃(NMHC)测定及其相关领域的环境空气在线监测，其双柱阀切换系统在保证了分析灵敏度和运行速度的前提下，提供了优异的性价比： √固定污染源废气污染物排放检测 建设项目竣工环保验收监测 污染防治设施治理效果监测 √烟气连续排放监测系统验证监测 清洁生产及污染防治技术研究 森谱科技联系方式 欢迎致电18601676890 李勇强欢迎来函yyq li@synpec. com 更多信息，请登录WWW.synpec.com。 上海森谱甲烷和非甲烷总烃在线气相色谱仪主要技术参数 性能 参数 量程 甲烷 0.1~1000 ppm 非甲烷总烃1~1000 ppm(丙烷) 基线噪声 0.025 ppm RMS 检出限 0.05ppm甲烷；0.05ppm非甲烷总烃(丙烷) 响应时间 90s 精密度 <2%(2ppm CH4/CgHg标气) 零点漂移 漂移<0.5%F.S.或者0.50 ppm (24h) 量程漂移 漂移<2.0%F.S.或者0.20 ppm (24h) 量程 0-5000ppm 电源规格 220VAC 50Hz 运行功率 500W 工作温度 5~35℃ 工作湿度 20~90% RH 样气温度 室温~170℃ 样气流速 不低于0.5L/min 高纯空气流速 275~350 ccm 氢气流速 25~500 ccm 载气流速 35~70 ccm 色谱柱 1 m Porapak Q 填充柱 检测器 FID检测器，1个 模拟输入/输出 USB；继电器接口； LAN； RS232； VGA 本案自主研发生产的在线气相色谱仪可以检测污染源排气或者大气中甲烷非甲烷总烃含量。该仪器为双柱氢火焰离子化检测器气相色谱仪，利用阀进样系统分别测定样品中的总烃和甲烷含量，以两者之差测定非甲烷总烃含量，总烃检出限为0.009mg/m3，甲烷检出限为0.02mg/m3，可以满足标准HJ/T38的要求。在线气相色谱仪原理如图所示。样品气体首先被泵抽入色谱仪，经过甲烷定量环和总烃定量环，然后十通阀和六通阀切换，以高纯干燥的氮气作为载气，将定量环中的样气分别导入空柱和色谱柱内进行分离，总烃先到达FID检测器检测；甲烷气体在Proapak Q填充柱上与非甲烷总烃分离，快速流出色谱柱到达FID检测器。90秒完成进样分析和数据输出