空气中总碳氢化合物的自动检测方法

什么是总石油碳氢化合物?

石油总碳氢化合物是一种化学混合物，所有化学成分主要由碳和氢组成。科学家根据石油烃在土壤或水中的反应对其总量进行分类，可将其分为许多石油烃类。每个基团都由许多单独的化学物质组成。

• 总石油碳氢化合物可能通过工业排放或商业或个人使用的副产品无意中进入环境。
• 总石油碳氢化合物可能通过溢出或泄漏直接进入水中。
• 一些总石油碳氢化合物漂浮在水中并形成表面膜。
• 其他全部石油碳氢化合物下沉到沉积物中。
• 水中的细菌和微生物可以分解部分石油碳氢化合物。
• 一些总石油碳氢化合物可能迁移到土壤中并在那里停留很长一段时间。

总烃类自动检测方法:

该检测方法是一种在线火焰电离检测方法。样品通过系统流道直接进入火焰电离检测器(FID)，测量空气中总碳氢化合物(THC)含量。此外，样品被引入选择性燃烧系统(如催化转化器)，分解非甲烷总碳氢化合物，并进入FID检测器，以测量空气中甲烷的含量。在从THC中扣除甲烷后，总非甲烷烃(TNMHC)含量，测量的浓度相对于甲烷表示。

• 适用范围:适用于空气中甲烷、总烃、非甲烷总烃的检测。测量范围取决于仪器的设计。一般情况下，建议选择测量范围不超过空气中总碳氢化合物100ppm的仪器。
• 干扰:高水分含量会影响样品浓度测量。
• 采样节约:除其他环保法律法规另有规定外，采样口的位置一般在离地3 ~ 15米的高度范围内，其他空气采样口的放置位置原则上远离地面。距离地面1.2 ~ 1.5米的高度范围内。

需要哪些相关设备和材料?

1. 甲烷、总烃类、非甲烷总烃类自动分析仪:将空气样品直接导入FID检测器，测量结果为总烃类浓度。此外，将样品引入选择性燃烧系统，该系统用于燃烧样品中的非甲烷碳氢化合物，以去除引入FID检测器后的甲烷浓度。非甲烷烃浓度由总烃浓度减去甲烷浓度得到。
2. 过滤器:过滤空气中的颗粒污染物，如聚四氟乙烯和其他不易吸收总碳氢化合物的材料。
3. 记录仪:与分析仪兼容的记录仪或数据记录系统必须能够在适当的范围内显示和记录每次测量的浓度。
4. 取样设备:
   • 采样口:采样口的形状应避免湍流流动，如采用几何对称的圆形开口。
   • 抽气电机:抽气量必须满足仪器所需的总流量。
   • 气体输送管道:与采样气体接触的管道材料一定不能吸附烃类，也不会释放影响检测器烃类分析的物质，一般为聚四氟乙烯或其他惰性物质。其他用于燃料气体和标准气体的管道可以由特氟龙或金属制成。
5. 校准设备:
   • 流量控制阀:可以调节和控制流量。如果用于稀释(如动态稀释系统中使用的质量流量控制器)，精度必须在流量范围内达到±2%。
   • 流量计:校准流量计，精度±2%。
   • 气缸压力控制阀:压力控制器采用惰性材料内膜和内组件。
   • 混合罐:充分混合a、丙烷标准气体、零点标准气体的容器。
   • 输出歧管:由聚四氟乙烯或其他惰性材料制成的气流分配管，用合适直径的耐压管道连接分析仪，并装有防止大气进入的阀门。

有哪些相关的检测试剂?

• 甲烷(CH4)标准气体:含有校准所需浓度的甲烷标准气体或稀释所需的高浓度甲烷标准气体。
• 丙烷(C3H8)标准气体:含有校准所需浓度的丙烷标准气体或稀释所需的高浓度标准气体。
• 零点标准气体:碳氢化合物总浓度小于0.1 ppm(按甲烷浓度计算)的高纯度空气。
• 氢:用于FID分析的燃料气体，其总碳氢化合物浓度应小于0.1 ppm(按甲烷浓度计算)。
• 助燃气体:用于FID分析的空气或其他合适气体，其总碳氢化合物浓度应小于0.1 ppm(按甲烷浓度计算)。

步骤是什么?

1. 一般操作步骤:取样设备、甲烷、总烃类、非甲烷总烃类自动分析仪、记录仪安装妥当后，先对管道系统等设备进行检查，确认后再进行检查工作。
   • 设置操作条件。
   • 零点/满量程检验，如果甲烷、总烃和非甲烷总烃各自测量系统的零点偏差或满量程偏差不符合规范，则再次进行多点校准。
   • 进行样品气体取样分析。
2. 校准步骤:
   • 动态稀释法-利用高浓度甲烷或丙烷标准气体，通过动态稀释稀释到各种所需浓度。
     • 组合校准系统。
     • 所有使用的流量计都应经过校准，体积已转换为25℃，760 mmHg的条件。
     • 将甲烷、总烃类或非甲烷总烃类分析仪的校准范围设置为一般工作范围。
     • 连接分析仪和记录仪。
     • 调整零点标准气体流量控制阀，设置气体总流量，使足够的流量输入分析仪。通过气体，直至分析仪显示稳定值，然后调节分析仪的调零旋钮，得到记录器5%补偿的信号，将读数记录为零点背景值。
     • 调整零点标准气体和甲烷或丙烷标准气体的流量，生成满量程浓度的标准气体。
   • 多气瓶法-使用已确定浓度的甲烷或丙烷标准气体进行校准。
     • 多缸标定系统装置。
     • 分别输入零点标准气体和满量程浓度标准气体。调整分析仪零点和量程后，输入各标准浓度气体。根据输入甲烷或丙烷的标准浓度和分析仪的响应，绘制校准曲线。

如何进行质量控制?

1. 校正频率:
   • 新安装或搬迁的仪器。
   • 在对仪器的主要设备进行了维护之后。
   • 每个工作日的常规零点偏移量或满量程偏移量不符合规格。
   • 每6个月定期校正一次。
2. 多点校准:对测量范围的0%、20%、40%、60%、80%等5种不同浓度的甲烷或丙烷标准气体进行多点校准时，线性相关系数必须大于0.995。
3. 中浓度检测:系统在零点和满量程校准后。每个工作日必须进口第二源甲烷或丙烷标准气体，其浓度为满量程的50%左右。应小于满量程的±2%。如果系统显示非甲烷总烃类，测量系统的值误差应小于满量程的±4%。
4. 流量控制阀应每6个月校准一次。