國內常(chang)用針對揮(hui)發性有(you)機物(wu)（VOCs）檢測(ce)方法(fa)主要有(you)氣相(xiang)色(se)譜-火焰離子化(hua)檢測(ce)法(fa)(GC-FID)、傅里葉紅外(wai)法(fa)(FTIR)、光離子化(hua)檢測(ce)法(fa)(PID)等。

石化行業VOCs檢測儀指南

《石(shi)(shi)化企業泄(xie)漏(lou)檢測與修復(fu)工(gong)作指南》適用于石(shi)(shi)油(you)煉(lian)制工(gong)業、石(shi)(shi)油(you)化學工(gong)業開展(zhan)設備、密封(feng)點揮發性有機物(wu)泄(xie)漏(lou)檢測與修復(fu)工(gong)作。

標準中(zhong)規(gui)定(ding)(ding)開展LDAR應(ying)配備氫火焰(yan)離子化檢測儀(yi)，結合(he)企業受控密封點類(lei)別及相應(ying)的(de)(de)數量配置檢測儀(yi)數量，并(bing)且(qie)規(gui)定(ding)(ding)儀(yi)器(qi)量程及分辨(bian)率、采(cai)樣流(liu)程及探頭應(ying)符合(he)HJ733的(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)。

而在(zai)2015年(nian)初頒布的《HJ733-2014泄漏(lou)和敞開液面排放的揮發(fa)性(xing)有機(ji)物檢測(ce)技術(shu)導則(ze)》中儀(yi)器(qi)(qi)(qi)檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)類(lei)型包括火焰離子(zi)化檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)、光(guang)離子(zi)化檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)和紅外(wai)吸收(shou)檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)等(deng)，也可以是其它類(lei)型的檢測(ce)器(qi)(qi)(qi)。

氣相色譜儀

組成：

組(zu)(zu)分(fen)(fen)能(neng)否分(fen)(fen)開，關鍵在于(yu)色譜(pu)柱;分(fen)(fen)離(li)后(hou)組(zu)(zu)分(fen)(fen)能(neng)否鑒定出(chu)來(lai)則(ze)在于(yu)檢測器，所以分(fen)(fen)離(li)系(xi)(xi)統和檢測系(xi)(xi)統是儀器的核心(xin)。

1色譜柱(zhu)

氣相(xiang)色(se)譜(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)有(you)多種類型，按照(zhao)色(se)譜(pu)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)內(nei)徑(jing)的(de)大小和(he)長度，可分為(wei)填充柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)和(he)毛(mao)細管(guan)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)：填充柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)的(de)內(nei)徑(jing)在2-4mm，長度為(wei)1-10m左右，毛(mao)細管(guan)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)內(nei)徑(jing)在0.2-0.5mm，長度一般在25-100m。

2檢測器

●熱導檢測器(qi)(TCD)：

基(ji)于(yu)不(bu)同物質具有(you)不(bu)同的熱導系數，幾乎對所有(you)VOCs都有(you)響(xiang)應，可(ke)以檢測各種VOCs，且(qie)樣(yang)品不(bu)被破壞，但靈敏度相對較低。

●氫火焰離(li)子化檢測器(FID)：

利(li)用(yong)有機物(wu)在(zai)氫火焰的作用(yong)下化學電離(li)而形(xing)成(cheng)離(li)子(zi)流，借測(ce)定離(li)子(zi)流強度進行檢測(ce)。

檢(jian)測(ce)時樣品被破壞，一般只能(neng)檢(jian)測(ce)那些在氫火(huo)焰中燃燒產生大量碳正(zheng)離子的有(you)機化(hua)合物(wu)。

●電子捕獲檢(jian)測器(ECD)：

利用電(dian)負(fu)(fu)性(xing)物(wu)質捕獲電(dian)子(zi)(zi)的(de)能力，通過測(ce)定電(dian)子(zi)(zi)流進(jin)行檢測(ce)。ECD具有靈敏(min)度高、選擇(ze)性(xing)好(hao)，是目前分析痕量電(dian)負(fu)(fu)性(xing)有機(ji)化合(he)物(wu)有效的(de)檢測(ce)器。

●火焰光度檢測器(FPD)：

對含(han)硫(liu)和含(han)磷的(de)化合(he)物(wu)有(you)比較高的(de)靈敏度(du)和選擇(ze)性，當含(han)磷和含(han)硫(liu)物(wu)質在富氫火焰(yan)中燃燒(shao)時，分別發射具有(you)特(te)征的(de)光(guang)譜，透過干涉濾(lv)光(guang)片(pian)，用光(guang)電倍增管測量(liang)特(te)征光(guang)的(de)強(qiang)度(du)。

●質譜檢測(ce)器(MSD)：

采用高速(su)電子(zi)(zi)撞擊氣態分子(zi)(zi)或(huo)原子(zi)(zi)，將電離后的正離子(zi)(zi)加速(su)導(dao)入(ru)質(zhi)量(liang)分析器中，按(an)質(zhi)荷比(m/z)的大(da)小順序進行收(shou)集和記(ji)錄，是一種質(zhi)量(liang)型(xing)、通(tong)用型(xing)檢測器。

檢測原(yuan)理(li)

VOCs進入(ru)汽化室(shi)后被即載氣(qi)帶入(ru)色譜柱，柱內含(han)有液體或(huo)固體固定(ding)相，由于樣品(pin)中各組分(fen)的(de)沸點、極性或(huo)吸附(fu)性能不同，每種(zhong)組分(fen)都傾向于在(zai)流動相和固定(ding)相之(zhi)間形成分(fen)配或(huo)吸附(fu)平衡。

由于載氣的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)，使樣品組(zu)分(fen)在運(yun)動(dong)中進(jin)行反復多次的(de)(de)(de)分(fen)配(pei)或(huo)吸(xi)附(fu)(fu)/解吸(xi)附(fu)(fu)，在載氣中濃度(du)大的(de)(de)(de)組(zu)分(fen)先(xian)流(liu)(liu)**譜柱，當組(zu)分(fen)流(liu)(liu)**譜柱后，立即進(jin)入(ru)檢(jian)測器。

檢測(ce)(ce)器能夠將樣(yang)品組分轉變為(wei)電信號(hao)，電信號(hao)的大小(xiao)與被(bei)(bei)測(ce)(ce)組分的量或(huo)濃度成(cheng)正比，電信號(hao)被(bei)(bei)放大記錄形成(cheng)氣相色譜圖。

用途

氣相色譜可以分析VOCs的(de)種類及含量(liang)。

PID檢測器（VOC檢測儀）

檢測原理

使用紫(zi)外燈(UV)光源將(jiang)有機物分子電(dian)離(li)成可被檢測器檢測到的(de)(de)(de)正負離(li)子(離(li)子化)。檢測器捕捉到離(li)子化了的(de)(de)(de)氣(qi)體的(de)(de)(de)正負電(dian)荷幵將(jiang)其(qi)轉(zhuan)化為電(dian)流信號實(shi)現氣(qi)體濃度的(de)(de)(de)測量。

氣(qi)體(ti)離子(zi)(zi)在檢測(ce)器的電極上被檢測(ce)后，很快會(hui)電子(zi)(zi)結合(he)重(zhong)新(xin)組成原(yuan)來(lai)的氣(qi)體(ti)和蒸汽分子(zi)(zi)。PID是一種(zhong)非破壞性檢測(ce)器，它不會(hui)改變待測(ce)氣(qi)體(ti)分子(zi)(zi)。可以實(shi)現連(lian)續(xu)實(shi)時(shi)檢測(ce)。

可(ke)測VOCs

●芳(fang)香(xiang)類：含有苯(ben)(ben)環的(de)系列化合物，比(bi)如：苯(ben)(ben)、甲(jia)苯(ben)(ben)、乙苯(ben)(ben)、二甲(jia)苯(ben)(ben)等;

●酮(tong)(tong)(tong)類(lei)和醛類(lei)：含有C=O鍵的化合物(wu)。比如：丙酮(tong)(tong)(tong)、丁酮(tong)(tong)(tong)(MEK)、甲醛、乙醛等(deng);

●胺類(lei)和氨基化合物：含(han)N的碳氫化合物。比如：二乙胺等(deng);

●鹵代烴類：如三氯(lv)乙(yi)烯(xi)(TCE)、全氯(lv)乙(yi)烯(xi)(PCE)等(deng);

●含(han)硫有機物：甲硫醇、硫化物等;

●不飽和烴類：丁二烯、異丁烯等(deng);

●飽(bao)和烴類：丁烷(wan)、辛烷(wan)等;

●醇(chun)(chun)類：異丙醇(chun)(chun)(IPA)、乙醇(chun)(chun)等。

選擇性(xing)和靈敏性(xing)

PID可以(yi)非常和靈(ling)敏地檢測出PPM級的VOCs，但是不能(neng)用(yong)來(lai)定性區(qu)分不同化合物。

使(shi)用(yong)PID時(shi)特(te)別要注意校正系(xi)數(shu)(CF，也稱之(zhi)為響應(ying)系(xi)數(shu))，它們代表了(le)用(yong)PID測量(liang)特(te)定(ding)某(mou)種VOCs氣體的(de)靈敏度，它用(yong)在(zai)當(dang)以一(yi)(yi)種氣體校正PID后，通過CF可以直接得到另一(yi)(yi)種氣體的(de)濃度，從(cong)而減少了(le)準(zhun)備很多(duo)種標氣的(de)麻煩。

用途

●初始個人防護確定

●泄漏檢(jian)測●事故(gu)區域確(que)認(ren)(ren)●泄漏物(wu)確(que)認(ren)(ren)●清除(chu)污染

差分光學吸收光譜儀

檢(jian)測原理

基于痕量(liang)VOCs氣(qi)體成(cheng)份對(dui)光輻射(紫外/可(ke)見)的(de)“指紋(wen)”特征(zheng)吸(xi)收(shou)，實現定性和定量(liang)測(ce)量(liang)，可(ke)同時測(ce)量(liang)多種氣(qi)體成(cheng)份。

優點(dian)

●測量精度高，檢測下限低(di);

●非接觸測量，不(bu)改變被(bei)測氣(qi)體的性(xing)質和(he)濃度;

●可實時、連續(xu)、長(chang)期運(yun)行，操(cao)作簡單(dan)，運(yun)行成本低;

●可同時監(jian)測多(duo)種污染氣體;

●遠距離遙測(ce)(ce)、監測(ce)(ce)范(fan)圍廣，數據具有(you)代(dai)表(biao)性。

應用

以其高分辨率和高精度并可同時對多種氣(qi)體進行測(ce)(ce)試的優點，廣泛應用于城市空氣(qi)質(zhi)量(liang)監(jian)測(ce)(ce)，排放(fang)源氣(qi)體監(jian)測(ce)(ce)等場合。

紅外吸收檢測儀

傅里葉紅(hong)外(wai)多組(zu)分氣體分析(xi)儀(開(kai)放(fang)式(shi))

檢測原理(li)

儀器通過(guo)對(dui)(dui)大氣痕量(liang)氣體(ti)成(cheng)分的紅(hong)外(wai)輻(fu)射“指紋”特(te)征吸收(shou)光譜測量(liang)與分析，實現對(dui)(dui)多組分氣體(ti)的定性和(he)定量(liang)在線自動監測。

其工作原理(li)為(wei)光譜儀(yi)的(de)光學鏡頭接(jie)收來(lai)自(zi)紅外(wai)(wai)光源發(fa)射(she)(she)的(de)紅外(wai)(wai)輻射(she)(she)，輻射(she)(she)的(de)紅外(wai)(wai)線在開放或密閉(bi)的(de)空氣中傳播(bo).

光譜(pu)儀(yi)接收(shou)到的紅(hong)外(wai)輻(fu)射后，經由干涉(she)儀(yi)的調制被紅(hong)外(wai)探測器(qi)檢測，再由光譜(pu)儀(yi)的電子(zi)學部件和相應數據處理(li)模塊完成干涉(she)圖的轉(zhuan)換和存儲，并通過傅里(li)葉變換，將干涉(she)圖轉(zhuan)換成紅(hong)外(wai)光譜(pu)。

優點

可以(yi)定(ding)量和定(ding)性分析(xi)，測定(ding)快(kuai)速、不破壞(huai)試樣、試樣用量少(shao)、操作簡便(bian)、分析(xi)靈(ling)敏(min)度較高。

激光檢測儀

檢(jian)測原理

采用可調諧半導體激光(guang)吸收光(guang)譜(TDLAS)氣體分析技術(shu)(shu)。與傳(chuan)統紅(hong)外光(guang)譜技術(shu)(shu)相同，TDLAS氣體分析技術(shu)(shu)本質上是一種吸收光(guang)譜技術(shu)(shu)，通過分析所測光(guang)束被(bei)氣體的選擇吸收獲得氣體濃度。

但與傳統紅外光(guang)譜技術不同，TDLAS氣體分析技術采用(yong)的半導體激(ji)光(guang)光(guang)源(yuan)的光(guang)譜寬(kuan)度遠(yuan)小(xiao)于氣體吸收譜線的展寬(kuan)。

因此(ci)，TDLAS技(ji)術具(ju)有(you)非常高的光譜(pu)分(fen)辨(bian)率(lv)，可以對某(mou)一特定氣體的吸收(shou)譜(pu)線(常被(bei)稱(cheng)為(wei)單線光譜(pu)分(fen)析技(ji)術)進行分(fen)析獲得被(bei)測氣體濃(nong)度。

優點

TDLAS技術具有靈敏(min)度高、選(xuan)(xuan)擇性好、實時(shi)、動態(tai)等特(te)點，利(li)用波長(chang)調制技術在1s的檢測(ce)時(shi)間內檢測(ce)限可(ke)達(da)到ppm級甚至ppb級;同時(shi)可(ke)以在高溫、高壓(ya)、高粉(fen)塵及強腐(fu)蝕環境下測(ce)量，因此成為了惡劣條件(jian)下氣體污(wu)染物在線監測(ce)的首要選(xuan)(xuan)擇。

不足

目(mu)前國內外TDLAS技術(shu)大(da)部分(fen)還只限(xian)于在線監(jian)測(ce)N2、O2、CO2以(yi)及CH4、甲醇、乙醇、甲醛等(deng)低分(fen)子(zi)量物(wu)質，對空氣中其(qi)它危(wei)害性(xing)較(jiao)大(da)的(de)痕量VOCs成分(fen)的(de)選擇性(xing)監(jian)測(ce)存在一定的(de)困(kun)難。

VOCs檢測儀對比

GC-FID檢測(ce)(ce)技術對大部分VOCs成分均有響應(ying)，并且是等碳(tan)響應(ying)，適合用于(yu)VOCs總量監測(ce)(ce)，也可通過更換色譜柱材料等方式實現特征成分的(de)檢測(ce)(ce)。

FTIR檢(jian)測技術因其光譜范(fan)圍(wei)寬(kuan)，可同時檢(jian)測多種(zhong)VOCs特征(zheng)成分含量，響(xiang)應速度快。

PID檢測(ce)器(qi)對低碳(tan)飽和(he)烴響(xiang)應較弱，且響(xiang)應因子不一(yi)致，檢測(ce)器(qi)表面易受污染(ran)，不適合用于污染(ran)源(yuan)VOCs在線(xian)監測(ce)。

依(yi)據美國標準(zhun)“Method2”和歐洲(zhou)標準(zhun)“EN12619”的(de)技(ji)術要(yao)求，規定固定污(wu)染源VOCs在(zai)線監測(ce)應(ying)采(cai)用(yong)GC-FID檢測(ce)技(ji)術，采(cai)樣(yang)探頭、樣(yang)品(pin)輸送管(guan)路和分析儀中樣(yang)品(pin)管(guan)路應(ying)采(cai)用(yong)120℃以上高溫(wen)伴熱，應(ying)選用(yong)抗腐蝕和惰性化的(de)材料，以減少樣(yang)品(pin)吸附。