低濃度工業有機廢氣在線檢測技術分析

摘要：文章主要對低濃度工業有機廢氣的在線檢測進行分析。包括工業有機廢氣及其濃度檢測技術需求，基于低濃度工業有機廢氣在線檢測技術的檢測系統設計分析，以及低濃度工業有機廢氣在線檢測技術的發展方向分析。希望通過本次分析，可以為工業有機廢氣的檢測及其治理工作提供一定參考。

關鍵詞：工業有機廢氣；低濃度；在線檢測技術；檢測系統設計

隨著當今工業生產領域的不斷發展，工業有機廢氣所導致的環境問題也開始備受關注。為實現工業有機廢氣的及時、有效治理，低濃度工業有機廢氣在線檢測成了相關單位的重點研究技術。為實現此項技術的良好應用，研究者和技術人員就需要結合當今低濃度工業有機廢氣的實際檢測需求，對其在線檢測系統進行合理設計，并將各種先進的技術、設備應用其中。通過這樣的方式，才可以對低濃度工業有機廢氣做出科學檢測，并根據其濃度變化情況及時做出相應的預警，以此來為相關單位的工業有機廢氣治理提供科學依據。

1工業有機廢氣及其濃度檢測技術需求

1.1工業有機廢氣及其危害

工業有機廢氣是現代工業生產中排放的有毒有害氣體，其中的主要有毒有害成分包括以下幾大類，其一是氮氧化合物，比如一氧化氮、二氧化氮等；其二是碳氫化合物，比如芳烴、烯烴、烷烴等；其三是含硫化合物，比如有機硫氣溶膠、硫酸鹽、亞硫酸鹽、二氧化硫、硫化氫等；其四是揮發有機物，包括苯、甲苯等［1］。這些有機廢氣不僅會對大氣環境造成嚴重污染，導致霧霾、灰霾、酸雨等各類環境問題產生；同時也會對人體健康造成一定程度的不良影響，從而引發呼吸道疾病、皮膚疾病等，甚至增加癌癥的發生概率。

1.2工業有機廢氣濃度檢測技術現狀

隨著現代科學技術的發展，越來越多的先進技術開始被應用到了工業廢氣檢測中。尤其是傳感技術的應用，更是為工業有機廢氣檢測質量的提升奠定了良好的技術基礎。目前，我國的很多地區都以此項技術為基礎，建立了大氣環境質量檢測地面站，以此來及時獲取相應的大氣環境污染信息。但是經實踐應用發現，大多數的氣體傳感技術都僅僅適用于濃度較高的工業有機氣體檢測，污染物濃度越低，檢測準確度越低，這對于低濃度工業有機廢氣種類的檢測及其濃度變化情況檢測都帶來了一定程度的不利影響，同時也給工業有機廢氣治理工作帶來了較大的阻礙。

1.3低濃度工業有機廢氣在線檢測技術應用需求

在現代工業領域發展和環保理念不斷深入，低濃度工業有機廢氣的檢測越來越為環保部門和社會各界所關注。只有對低濃度工業有機廢氣進行良好的在線檢測，才可以讓大氣環境中的工業有機廢氣污染物種類及其濃度變化情況得到及時掌握，以便相關單位及時采取針對性的應對措施。為達到這一目標，低濃度工業有機廢氣在線檢測技術開始成為環保部門與相關單位重點研究的一項技術內容，而此項技術的應用也成為現代環境治理工作的一個重要發展方向。

2基于低濃度工業有機廢氣在線檢測技術的檢測系統設計分析

2.1系統設計思路

為滿足低濃度工業有機廢氣的實際檢測需求，本次研究中，特以工業有機廢氣檢測方面的相關技術、設備為基礎，設計了一個在線檢測系統，以此來進行環境中的低濃度工業有機廢氣信息的實時、在線獲取。根據檢測區域內的實際情況，將檢測點分散布設在檢測區域中，將無人值守形式的在線環境檢測設備安裝在各個檢測點，以此來實現低濃度工業有機廢氣檢測數據的實時獲取。在該系統設計中，主要對氣相色譜檢測技術以及氣相質譜檢測技術加以聯合應用，先通過氣相色譜技術對空氣中的各種低濃度工業有機廢氣組分進行分離，再通過氣相質譜技術對其中的各個組分進行分析。通過這樣的方式，不僅可以進一步提升檢測區域空氣環境中的低濃度工業有機廢氣組分判斷精度，同時也可以進一步提升廢氣中各個組分濃度的測量精度［2］。除了檢測中必備的氣相色譜儀以及氣相質譜儀之外，在該系統中，也應用了氣相色譜以及氣相質譜自動校準設備、空氣采樣設備以及檢測數據上傳的通信設備。

2.2系統總體設計

該在線檢測系統的主要組成分3個層次。其一是檢測層，包括設置在檢測區域內的所有檢測點，各個檢測點設置的DTU（用來進行數據傳輸的無線終端設備）以及檢測儀器。其二是通信網絡層，主要包括工業以太網和5G無線通信網絡。其三是信息中心，主要包括實時監控PC端、服務器以及打印機。圖1為低濃度工業有機廢氣在線檢測系統總體結構示意圖：

2.3系統設備組成

在該在線檢測系統中，主要的組成部分有兩個，其一是檢測點（系統硬件組成部分），即安裝在檢測現場的主要檢測設備，包括工業廢氣自動采樣器、工業廢氣自動處理器、工業廢氣在線檢測儀器、溫度自動檢測器、壓力自動檢測器、流量自動檢測器以及自動校準系統等。其二是監控中心（系統軟件組成部分），包括系統數據庫和應用服務軟件，其中的數據庫和通信中心軟件相連接；應用服務軟件和環保客戶端、企業客戶端以及管理客戶端相連接。具體應用中，主要通過自動采樣器對檢測環境范圍內空氣中的工業有機廢氣進行收集，以供在線檢測儀器進行污染物種類及其濃度檢測。獲得的檢測數據會通過工業以太網以及5G移動通信網絡傳輸給檢測中心，讓各個客戶端的用戶能夠及時對檢測現場的工業有機廢氣組分、濃度等信息做到實時掌握。同時，該系統也可以對檢測現場工業有機廢氣的實際排放情況進行實時采集，包括其溫度、氣壓、流量等，以此來為相關分析提供更加詳實、具體的參考［3］。為提升低濃度工業有機廢氣的檢測精度，自動校準系統將定期對在線檢測儀器進行校準，及時消除其偏移量，讓獲取到的檢測數據更加精準。

2.4系統軟件功能

在該系統軟件設計中，應用的是SQL SERVER數據庫，該數據庫具有非常高的性能，可對Windows系統優勢加以充分利用。其管理技術十分先進，可以為Windows中的圖形化管理工具提供支持，并實現本地以及遠程系統的管理與配置。同時，該數據庫的事務處理功能也十分強大，可通過各種方式來確保系統數據的完整性。通過該數據庫的應用，便可為系統開發者與用戶提供一個高度集成化的數據庫平臺。將微服務架構作為基礎來進行整體系統設計，讓服務器與Web終端以及客戶端微信小程序連接，用戶在不需要下載和安裝相關應用程序的情況下便可訪問該系統。

同時，該系統也可以為多種傳感器的應用提供支持，根據實際檢測需求，將各類傳感器設置在檢測現場，通過工業以太網以及5G移動通信網絡實現傳感器與檢測系統之間的數據傳輸，這樣便可對檢測區域環境中的低濃度工業有機廢氣進行良好的實時在線檢測。通過各種傳感器，可實時檢測到現場工業有機廢氣污染物的溫度、壓力、濃度及其流量等情況，并將采集到的各類數據實時傳輸給在線檢測儀器。根據傳感器采集到的相關數據，在線檢測儀器可以對檢測現場低濃度工業有機廢氣中各種污染物的當前排放量、小時排放量、日排放量、月排放量以及年排放量做出科學計算，然后將計算結果通過通信網絡傳輸給系統數據庫，并與數據庫中的相應原始參數進行比對，若發現其排放量呈現增加趨勢，系統會向用戶發出相應的提示，以便相關單位及時采取針對性的應對措施［4］。同時，用戶也可以根據實際需求，通過用戶端對數據庫中的低濃度工業有機廢氣檢測數據進行獲取，其獲取到的數據為自定義統計圖或表單等形式，從而為相關單位的工業有機廢氣與環境污染分析提供足夠便利。

2.5系統應用分析

在通過該在線檢測系統對檢測區域內的低濃度工業有機廢氣進行檢測時，首先通過溫度可控形式的取樣探頭對檢測現場的空氣樣本進行自動取樣。通過監控中心用戶端，用戶可對取樣探頭的各項參數進行遠程設定。然后通過氣相色譜檢測儀器對樣本中的工業有機廢氣污染物種類進行分離。將Tenax TA、硅膠以及活性炭裝到富集器中作為吸附劑，按遠程設定的溫度和時間對樣本進行脫附處理。脫附處理后的氣體樣本會進入到氣相色譜柱中進行有機污染物成分檢測與分離，處理中，將高純度的氮氣用作載氣，按照設定好的流量、初始溫度、升溫流程等進行處理，以此來實現樣本中低濃度工業有機廢氣污染物組分的科學分離。之后再通過氣相質譜檢測設備對分離出的有機污染物組分進行檢測，檢測中，需在真空隔膜狀態下通過EI電離法使被測物形成帶電粒子，采用全掃描法對其實施定性分析，采用峰面積外標法對其實施定量分析，以此來實現檢測區域內低濃度工業有機廢氣中各種污染物濃度的科學、準確測定，并將檢測結果實時上傳給該在線檢測系統［5］。每當上述檢測流程完成一次之后，系統都會自動通過載氣進行富集器清理，完成清理之后，系統將自動進入到下一次檢測流程中，并按上述方法繼續對檢測區域內的低濃度工業有機廢氣進行檢測。表1為該在線檢測系統在某檢測區域內的主要技術參數設置情況：

對于現場檢測到的所有數據，都將通過通信網絡實時傳輸到監控中心。對于接收到的數據，監控中心在經過分析處理之后，會按照檢測區域內的各個檢測點對其進行分類，然后以此為依據進行相應的數據庫表建立，并根據實時分析結果以及歷史數據對檢測區域內的低濃度工業有機廢氣污染物種類及其濃度變化情況作出科學分析，以此來掌握檢測區域內實際的環境污染情況及其發展趨勢，從而為區域內的環境治理工作提供足夠科學、全面的參考依據。

3低濃度工業有機廢氣在線檢測技術的發展方向

在當今，雖然有越來越多的先進技術被應用到了低濃度工業有機廢氣的在線檢測中，并在很多在線檢測項目中都發揮出了較好的應用優勢。但是就目前的在線檢測系統來看，其檢測流程依然相對復雜，每一次的檢測速度比較慢，且檢測中也比較容易受到一些外部因素的干擾［6］。基于此，相關專家、學者與技術人員還需要對此項技術加以深入研究，將更加科學、先進的技術和設備應用其中，以此來進一步提升其檢測速度和檢測精度。如可將當今先進的大數據技術、人工智能技術等合理應用到在線檢測系統中，以此來提升其檢測和分析速度，并根據實際情況來自動進行采樣參數的調整。通過這樣的方式，不僅可讓低濃度工業有機廢氣的在線檢測效率及其質量得到顯著提升，同時也可以進一步簡化相關工作流程，減少工作人員的操作任務量，并有效避免人為因素對檢測結果的不利影響。

4結束語

綜上所述，工業有機廢氣是導致環境污染問題、影響人體健康的重要污染源。因此，工業有機廢氣的污染治理在近年來越來越為相關部門和社會各界所關注。但是由于目前的很多檢測技術都只能對較高濃度的工業有機廢氣做出準確檢測；對于低濃度有機廢氣，則很難得出足夠精準的檢測結果，其濃度變化情況與發展趨勢也難以及時被發現。為解決這一問題，相關單位和研究者就需要對低濃度工業有機廢氣在線檢測系統的設計與應用策略進行研究，以此來實現其在線檢測技術的合理應用，為低濃度工業有機廢氣的科學檢測以及環境治理工作質量的提升提供良好的技術支撐。

參考文獻：

［1］溫文婷.大氣環境中揮發性有機廢氣治理技術略論［J］.資源節約與環保，2022（10）：73-76.

［2］王婉雪，劉思遠，董澤林.大氣環境揮發性有機廢氣治理研究［J］.化工設計通訊，2022（06）：173-175.

［3］孫斌，徐松壽，夏淼奇.淺析如何確保排污企業污染源在線檢測數據的有效性［J］.皮革制作與環保科技，2022（05）：87-89.

［4］張定定，宮澤宇，潘海華.基于VOCs走航檢測的醫化園區有機廢氣溯源監管應用［J］.廣東化工，2021（17）：140-142.

［5］高婷.試析工業廢氣在線檢測技術研究及應用［J］.資源節約與環保，2020（04）：90.

［6］李思遠.大氣及廢氣中揮發性有機物在線快速檢測與應用研究［D］.山東建筑大學，2019.