纺织印染VOCs在线监测系统解决方案

一、纺织印染工业废气排放现状据《2011-2020年非常规性控制污染物排放清单分析与预测研究报告》中关于纺织皮革制鞋工业的不*统计数据显示，目前我国纺织工业VOCs(主要种类涉及苯类、卤代竖类、醛类等）排放总量占工业过程vocs 排放总量的30%左右，在不同来源vOCs 排放总量中的分担比例为8.8%。纺织品生产过程中产生的大量VoCs已经对大气环境造成了严重的污染。

二、纺织印染大气污染物种类纺织印染工业排放的大气污染物以有机废气为主，但不排除部分无机废气、恶臭气体以及细微粉尘等。纺织印染工艺生产过程中产生的废气主要为挥发性有机物废气，原材料经纺丝后形成的化学纤维如粘胶纤维中仍残留有部分的化工原料二硫化碳以及在粘胶纤维纺丝过程中出现的硫化氢等气体的的排放现象﹔在纺织印染工序中，有机废气则主要来源于织物的热定型、涂料印花、烘箱及各种功能性后整理的焙烘过程中，具体的污染物种类见下图。

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产生VOCs 的主要工序是在热定型以及功能性后整理的焙烘过程中，由于生产工艺的高温条件，使得在这些排放的废气中，出现大量的有机油分、残留助剂等VOcs 气体，主要化学成分包括醛、酮、竖、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物，其中芳香族化合物的含量。上图中的相关有机物种类将依据其毒性大小和真实的排放现状，极有可能成为《纺织印染工业大气污染物排放标准》的重点检测和监控的对象。

三、现有的大气污染物监测分析手段在VOC的监测上，现有的比较合适的方法主要采用GC-FID 在线监测系统（固定源有组织排放）、PID光离子原理（厂界无组织排放）、在线VOC质谱仪（气质联用监测仪）等方式对所采集的样品进行分析。

四、纺织印染工业废气排放监测建议

（1）明确监测因子

结合行业特点和主要污染物成分分析，选取主要污染物作为重点监测对象，重点对非甲烷总烃、苯系物(苯、甲苯、二甲苯)、苯一烯、氯苯、甲醇、甲全、2-丁酮、二氯甲烷、氯乙烯、三氯乙烯、四氯乙烯等污染物进行在线监测分析。其它非常见污染物，根据污染物的特征和企业环境，具体分析监测项目的必要性。

（2）连续在线监测和定期抽样监测相结合

由于VOCs在线监测尚处于起步阶段，相关的标准要求、技术规范还不完善，受限于监测方法和应用环境，还不能实现对纺织印染企业的废气进行全组分在线监测。因此，建议通过在线监测与定期抽检相结合的监测方式。针对标准中有明确限值规定，对人体环境危害性较大，且有合适的检测方法的VOCs成分进行连续在线监测分析；对于尚未有合适的检测方法、对人体和环境危害较小的特殊污染物施行定期抽样监测的方式。麦越环境公司的M-30000S型 VOCs在线监测系统产品涵盖连续在线监测及便携式监测系列，M-30000S型系列产品包括：固定源TVOC在线监测系统、挥发性有机气体VOCs在线监测仪、在线式多气体检测仪、TVOC报警检测仪、便携式TVOC检测仪、便携式气相色谱仪等，产品具有环保产品认证和计量认证，满足连续在线监测分析及定期抽样监测两种使用条件。

（3）明确监测方法

目前主要的VOCs监测手段有气相色谱法（GC）、气相色谱-质谱法（GC-MS）、光离子化检测法（PID）以及光学检测法等。由于气相色谱结合氢离子火焰检测器（GC-FID）的监测方法具有量程宽、线性好，适用范围广等特点，目前成为VOCs在线监测市场的主要监测方法。

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气相色谱法（GC-FID）M-30000S型 VOCs在线监测系统

对安装成本、使用环境、监测需求等方面考虑，GC-FID并不能适用于所有地区所有企业的VOCs的监测；对于无甲烷、对成分无需求，排放量较小的地区，可使用PID的检测方法，对VOCs总量进行在线监测；

对于成分复杂，对于组分要求较高的环境，需使用GC-MS监测方法；

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Eco-MS780便携式在线质谱分析仪

污染组分单一，同时对其他无机成分有监测要求的工业园区，可以考虑使用PID光离子原理的监测手段。

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M-2060型PID光离子 VOCs在线报警监测系统

（4）明确监测点位

合理选择检测点位，对于监测结果和VOCs核算评估具有重要的作用。固定源安装位置目前参照《固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）》（HJ/T75-2007）的标准要求，选择安装位置；厂界无组织排放目前参照《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》（HJ664-2013）的要求设置监测点位。对于由多个企业组成的工业园区，需考虑将固定源、厂界、园区监测相结合的立体监测方式。根据企业污染物排放的种类、排放量和园区所在地的自然环境，选择合理的监测点位，同时结合污染物溯源技术，从整体上评估企业对园区、园区对周边环境的影响。

五、M-3000S纺织印染工业污染物排放在线监测系统介绍

设备参数︰1、可检测参数︰苯、甲苯、二甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲本、乙酸丁酯、等参数2、检测精度:0.1ppm ;3、检测量程:0-50ppm和O-6000ppm可选

1、系统结构图纺织印染大气污染物排放在线监测系统由无线监测节点（包括传感器及监测设备等)低功耗广域网通讯设备、通信管理平台、数据管理平台、大数据分析系统、专家决策分析系统、人机交互应用界面等几部分组成。具体结构如下图所示:

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纺织印染VOCs在线监测系统解决方案

有组织排放（固定源）在线监测系统主要由以下几个模块组成:VOC在线分析仪、气体预处理系统、M-VTP-130温压流检测器、M-SP-400烟气采样器;系统组成的工艺流程图如下︰

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VOCs在线监测系统通过采样探头采取检测样气，通过伴热管线，可加热，防止气体温度骤降凝结﹔样气进入气体预处理系统，除湿、除尘后进入VOCs在线检测仪，分析气体浓度、及其气体组分浓度。在线监测仪将检测结果通过GPRS或数采仪将数据传送至数据监测站，可供环保部门、用户监控，并进行数据分析、处理和决策。

2、M-3000S 在线监测系统 产品信息表

设备名称

固定污染源VOCs在线连续监测系统

型号：M-3000S

监测范围：甲烷、非甲烷总烃、等特征有机物等

监测原理：GC-FID（气相色谱法分离，FID检测）

系统组成：

取样子系统；

预处理子系统；

气态污染物（VOCs）监测子系统；

烟气参数（温度、压力、流量、湿度）监测子系统；

数据采集与处理子系统组成：

分析仪：M-6900在线式气相色谱仪

分析仪配置：单切换阀（VICI）+双色谱柱（Agilent）+单检测器（FID）

量程：非甲烷总烃：0～20/50/100/200/1000/5000mg/m3（可配置）；

温度：0～300℃； 压力：-10～10kPa；

流速：0～40m/s； 湿度：0～100%；

含氧量：0-25%

检测下限：非甲烷总烃0.01ppm

分析周期：非甲烷总烃：≤ 1 min

漂移/重复性：±1%

尺寸：800mm×850mm×2000mm

伴热温度：120℃～180℃

防护等级机柜：IP42，其他IP65

供电：220VAC，4000W

工作温度：-10℃～+50℃

工作湿度：0～95%RH（不结露）

通讯接口：满足*联网要求（串口、以太网口、模拟量接口等）

通讯协议：满足*通讯协议要求（Modbus、TCP/IP、4-20mA等）

远程控制：具备远程网络诊断功能。

3、产品性能特点和优势

精确控制：系统氢气、空气流量全部采用电子流量控制，不受环境压力、温度变化影响，读数准确可靠；柱箱控制精度优于±0.05℃，可编程的3阶线性升温，重现性好。

安全性：FID检测器具有自动点火功能，火焰熄灭后自动切断氢气，具有氢气泄漏监测和保护系统，安全可靠；超温自动保护功能，免于器件的损坏。

可靠稳定的核心部件和气路设计： 色谱采用进口Valco十通隔膜阀，死体积小，无移动部件，操作次数达100万次无需维修，维护量低，使用寿命长。分析部分包括预柱和分析柱，采用反吹技术防止高沸点组分化合物进入分析柱，延长分析柱的使用寿命，并大大缩短由于高沸点组分化合物分离而导致的较长分析时间。色谱柱采用进口的毛细管色谱柱或不锈钢填充柱，分离度好，使用寿命长。采用进口微型FID检测器，高灵敏度,维护简单，耗气量小，节省气体。

自动化及智能化： 可实现全系统的自动无人运行；完善的自检及错误报警功能；仪器定期可 进行自动校正，保证测定的准确性；优秀的图形化人机交互界面和强大的数据处理功能；内置工业 PC 机，高清晰彩色液晶触摸显示屏。采用优秀的人机交互控制软件界面，基于微软视窗操作系统。用触摸屏可完成所有的 维护及诊断功能操作，还可对仪器参数和分 析方法进行编辑和设置可实时显示仪器运行状态、色谱图及结果和报警信息等，自动存储数据及图谱，储存时间长达 3-5 年。

4、检测器特点

1、M-6900 型FID检测器，具有上电自动点火功能，无须人工操作；

2、氢气，空气，尾吹等流量自动显示，方便维护；

3、火焰熄灭后带自动重点功能，能够保障安全；

4、超温自动保护功能，免于器件的损坏；

5、采用高灵敏度FID检测器，灵敏度高，维护简单，耗气量小，节省气体；

6、FID双检测器配置（甲烷、非甲烷总烃、苯系物或其它特征有机污染物）。

2.8.8在线色谱仪特点

1、通常情况下，在线色谱分析测定甲烷、非甲烷总烃采用的是单阀双柱单检测器流程，该流程能够极大的缩短分析周期，分析稳定、出峰时间短：60s内；

2、在线色谱分析测定甲烷、非甲烷总烃、苯、甲苯、二甲苯等，采用的是双阀三柱双检测器流程，该流程能够极大的缩短分析周期，甲烷与总烃出峰60s以内，苯、甲苯、二甲苯120s内出峰，整个分析周期能够控制在2.5min之内（市面上的色谱产品测量三苯的出峰时间基本是6min以上）；

3、具有自动进样功能，软件控制自动切换进样，进样间隔可根据实际需求任意调节；选用美国进口进样阀，运行稳定，工作可靠；

4、系统氢气、空气流量全部采用电子流量显示，不受环境压力、温度变化影响，读数准确可靠；柱箱控制精度优于±0.05℃，重现性好；

5、色谱分析仪采用美国进口Valco十通阀，体积小，操作次数达100万次无需维修，维护量低，使用寿命长；

6、分析部分包括预柱和分析柱，色谱柱采用进口Waters或Agilent不锈钢填充柱，分离度好，使用寿命长；

7、系统集成FID检测器，大大增强对不同有机物种的分析能力；还有其他检测器包括热导检测器（TCD），火焰光度检测器（FPD）等，以满足灵敏度和选择性的不同需求；

8、可实现全系统的自动无人运行；

9、M-6900色谱工控电脑自带电源开关，可直接热启动，不影响色谱仪器分析；

10、M-6900带有自动进样系统加热保温系统，能够保证高沸点物质无残留分析，提高分析准确度及重复性；

11、甲烷、非甲烷总烃、三苯等可以一台仪器同时监测 ；

12、样品定量环体积定量；

13、系统采用恒温设计，温控精度达到0.05℃。也可配置程序升温，以检测高沸点有机物；检出限：甲烷0.01ppm，非甲烷总烃0.01ppm；

14、优秀的图形化人机交互界面和强大的数据处理功能；内置工业 PC 机，高清晰彩色液晶触摸显示屏；采用优秀的人机交互控制软件界面，基于微软视窗操作系统；用触摸屏可完成所有的维护及诊断功能操作，还可对仪器参数和分析方法进行编辑和设置；

15、可实时显示仪器运行状态、色谱图及结果和报警信息等；自动存储数据及图谱，储存时间长达 3-5年；

16、带有远程诊断及操作功能，可连接3个远程操作端；

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M-3000S型 VOCs在线监测系统 实物图

5、在线监测系统特点

1、在线分析系统的集成度高，分区明确（电气区及气路区，均在一个机柜内集成），电路与气路独立分离，消除安全隐患；全自动控制，操作维护方便，预处理中采用三级过滤等；内部管道采用防吸附进口管道，不残留不影响后续样品分析。

2、预处理系统，根据实际需要，在线监测系统的采样单元，采用全程高温伴热。

3、色谱分析仪为19"标准机箱构造，5U高度，比起传统的气象色谱仪庞大笨重的构造，设备的安装及维护极其方便。

4、色谱分析仪为9寸工业平板电脑显示，内置色谱工作站，所有的操作及显示都非常方便，操作既能触摸也可外接鼠标；传统色谱仪还需外接工控机才能进行数据操作。

5、高温采样探头+吹扫+可温控采样伴热管线，保证样气安全。

6、应用领域

M-3000S型VOCs烟气排放连续监测系统（挥发性有机物）广泛应用于各种固定污染源有机物排放的实时监测，例如 涂装行业、印染行业、印刷行业、炼油企业、制药企业、化工企业、汽车企业、半导体企业、制革企业、铸造企业以及油品的存储、运输和加油站等各个领域。

7、系统结构

1. 预处理系统

预处理单元包含采样探头、样品气采样管、温度加热控制器、样品前处理等。

样品气前处理系统主要组成部件如下：

• 样品气采样探头
• 样品气采样管
• 温度加热控制器
• 样品气前处理

1. 样品气采样探头

烟道里被分析的烟气，通过采样探头过滤，把0.2um以上的粉尘截止在烟道里，并加热到150度，被采取的烟气中的水分子不会冷凝成水，采取的被测成分就无法溶于水，被测成分不会减少，分析出的数据真实可靠。

1. 样品气采样管

样品气采样管是直接从尾气处理后的样品气体的保温管道中引入，并以一定的温度进行保温处理，使样品气中几种化合成分以一定的沸点存在，保证样品气遇温差而产生冷凝。保温温度基本控制在150度。此保温采样管温度在180度。样品气管采用聚四氟乙烯材质（PTFEΦ8*6），具有耐高温。

1. 温度加热控制器

温度加热控制器是对采样管进行温度控制的部件，采用用的模糊温度控制使其温度控制精度在正负 1 度以内，具有温度设置，温度上下限报警功能，并可通过 RS-485 通讯协议进行数据的传送。具有双重温度报警功能。

温度控制保护装置：

温度超温至+10度时，自动切断其加热电源，并在监控系统进行报警显示；

温度超温至180度时，通过温度报警开关切断加热电源；

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1. 样品气前处理

样品气前处理主要针对排放气体（样品气）中除尘、水进行处理。先采用进口隔膜泵采样，使样品气通过精密滤芯对样品气体除尘过滤，采用0.1um进口合金滤芯，具有耐高温耐腐蚀；样品气接着经过除湿器把样品气中微量的水汽冷凝成液态水由蠕动泵除去，然后样品气经过干燥剂*除去气态水，再一次经过0.1um进口的精密过滤器，最终进入在线GC气相色谱仪监测分析。

1. 预处理部件功能

采样电磁阀作用：控制被采取的烟气的进出。

调节阀作用：调节被采烟气的流量大小。

采样泵作用：抽取被采烟气的动力。

过滤器作用：把 0.1um 以上的粉尘截止，避免仪器堵塞。

压缩空气调节阀作用：调节反吹探头的压缩空气大小，系统运行时压力调节在5-6kg/cm2。

吹扫气缸电磁阀作用：给探头中的清污的气缸提供压缩空气。

冷凝器作用：除去被采取烟气中的湿度，以免损坏色谱分析仪，冷凝器的温度调整在0.5-4度间。

蠕动泵作用：把冷凝器中的水抽出机柜。

样气流量计作用：控制被采取烟气进入色谱分析仪流量大小，系统运行时流量调节在 200--300ml/min。

8、气象色谱分析仪

1）产品介绍

制造厂家：Mexcel 设备型号：M-6900

检测器：氢火焰离子化检测器（FID）配置

色谱柱类型：专用甲烷非甲烷色谱柱\\苯系物专用色谱柱

※ 测量范围：多量程 0—1000ppm ；0—100ppm 或定制；

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2）气象色谱分析仪参数

型号：M-6900

检测原理：GC-FID（气相色谱法分离，FID检测）

检测范围与能力：同一台色谱同时分析甲烷、非甲烷总烃，苯系物、甲醇等特征有机物

仪器配置：单切换阀（VICI）+双色谱柱（Agilent）+单检测器（FID）

检测器参数：

检测限：Mt≤2.0×10-12g/s（氮中甲烷） 噪音：≤5.0×10-14A

漂移：≤5.0×10-13A/30min

温度控制范围柱箱：0～250℃，检测器：0～300℃

温度控制精度：±0.05℃

控制方式：操作系统控制，专业色谱工作站软件

点火控制：开机后自动点火，且有熄火检测，一旦遇到熄火，便会自动重新点火，保证仪器的连续运行。

载气和样气流量控制：电子监测，自动控制，当检测到没有载气时，会触发安全保护功能

量程非甲烷总烃：0～100/500/1000mg/m3，可定制

检出限：0.01ppm（非甲烷总烃）；

分析周期非甲烷总烃：≤ 1 min，

漂移/重复性：±1%

定量环体积：0. 5mL

样气流量：50ml/min

样气压力：0.1MPa

样气接口：1/4〞Swagelok SS

载气成分：N2（99.999%）

载气接口：1/8〞Swagelok SS

载气流量：150ml/min

载气压力：0.1 Mpa

显示：LED

供电：AC220V，50～60Hz

功率：≤400W

重量：20Kg

工作环境环境温度：5～45℃；环境湿度：20%～90% RH

尺寸标准：5U（或6U）架式机壳482mm（W）×222（或267）mm（H）×400mm（D）

通讯接口：满足*联网要求（串口、以太网口、模拟量接口等均有）

通讯协议：满足*通讯协议要求（Modbus、TCP/IP、4～20mA等均有）

远程控制：具备远程网络诊断功能。

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3）产品特点：

1，切换阀：采用进口Valco品牌切换阀，精确切换阀门气路，维护量低，使用寿命长，为连续监测提供保障。

2，色谱柱：采用美国进口色谱柱分离路程长、内填充专业吸附剂，能*地对不同有机物进行分离,确保不同的有机物之间不产生相互干扰。

3，检测器：采用自主研发的FID检测器，检测下限可达0.01ppm。

4，基线平稳，噪声小；且一台设备配置两个FID检测器，分别测量苯系物与非甲烷总烃，避免产生相互干扰。

5，自动点火能：色谱具有开机自动点火的功能，无需手动点火；且遇到意外熄火，会被传感器检测，通过信号控制重新点火。

6，反吹功能：采用反吹技术防止高沸点有机物进入分析柱延长色谱柱得使用寿命，并大大缩短分析时间。

2.9.2 采样探头

M-SP-400取样探头由探头壳体、过滤器、加热温控装置、取样管与法兰引管等组成，材质选用316L防腐不磁钢材质。烟道里被分析的烟气，通过采样探头过滤，把5um以上的粉尘截止在烟道里，并加热到150度，被采取的烟气中的水分子不会冷凝成水，采取的被测成分就无法溶于水，被测成分不会减少，确保分析数据真实可靠。

六、无组织排放在线监测设备

根据现场勘查结果，在厂区可能产生污染物排放的区域，如布料存放点、助剂存放点、可能产生污染物的加工车间等，加装无组织排放在线监测设备。设备外观如下图所示:

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M-2060 S型 VOCs在线监测系统

设备参数:1、可检测参数:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲本、乙酸丁酯、等参数2、检测精度:0.1ppm ;3、检测量程: 0-30ppm

七、系统平台界面

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八、M-3000S型 纺织印染大气污染物排放在线监测系统优势纺织印染工业大气污染物排放在线监测和分析决策系统紧跟《纺织印染工业大气污染物排放标准》，实现纺织印染工业大气污染物的在线监测、实时监测及综合治理过程的在线管理，确定污染源头，明确排污责任，*杜绝大气污染物夜间排放、非法排放等事件的发生，降低纺织印染工业大气污染物对空气环境的污染，杜绝大量超标VOCs气体的排放，明确污染源头及监管责任。同时，该监管平台还可实现大气污染物治理流程的监管，防止企业不定期的关闭治理设备，将超标的污染物排放至大气中。此外，该平台还可监测印染、定型车间的VOCs气体浓度，避免超标气体由车间扩散到大气中，同时通过治理设备使车间作业环境的voCs气体浓度达标，保证作业人员的身体健康。

纺织印染工业大气污染物排放在线监测和分析决策系统运用物联网+微物联平台+纺织印染产业的模式，实现纺织印染工业大气污染物排放的在线监测与改造治理，极大降低工业VOCs 气体的污染排放，进而减少PM2.5颗粒的形成，对我国环保事业发展和大气治理起到了积极的促进作用。纺织印染企业大气污染物排放在线监测和分析决策系统优势主要包括以下几点∶

1 )实现纺织印染大气污染物全面检测、采集及温湿度信息的实时读取，包括:颗粒物、PM2.5、染整油烟、臭氧、苯系物、苯、甲全、甲醇、挥发性有机物(vOc )等。

2)实现纺织印染大气污染物监测设备的远程控制、实时及智能管理。

3 )实现设备低能耗，节省用电量，低碳环保。

4）实现设备故障告警。

5 )实现对无组织排放的在线监控和数据实时分析决策

6）辨别和区分大气污染物的不同来源，从污染源头控制污染的发生

上海麦越环境技术有限公司专业从事环境质量监测，环境监测设备的高新技术企业。公司依托上海交大、华东理工、上海大学等高校专家教授，开展校企合作、环保领域前沿技术研究及应用。公司自主研发vocs在线监测系统，tvoc在线报警监测系统，等产品，与国内数十家企事业单位建立了合作关系。欢迎联络~