RTO排放口的VOCs在线监测系统

现在各个行业以及地方的最新废气排放标准逐渐落地，对VOCs污染排放企业的检测设备、排放要求更加严格，特别是RTO装置，其排气筒一般均需要安装VOCs在线系统，这是因为一般上RTO的企业，基本都是地区的重点企业。色谱+FID作为环保排放检测重要的方式之一，其输出的数据为排放是否达标提供了事实依据，同时也为环保部门提供了监管便利。VOCs在线监测设施的原理及方式又多种多样，本文对各种检测原理进行简单分类和介绍，重点介绍FID原理的VOCs在线系统。

如果说色谱柱是色谱分离的心脏，那么，检测器就是色谱仪的眼睛。无论色谱分离的效果多么好，若没有好的检测器就“看”不到分离结果。因此，高灵敏度、高选择性的检测器一直是色谱检测的关键技术。检测器通常分为选择型检测器和通用型检测器，或分为浓度型和质量型检测器。

1、选择型检测器是指对某类化合物特别敏感，而对另一类化合物又特不敏感的检测器。ECD对含卤素化合物和电负性化合物灵敏响应；FPD对含硫化合物、含磷化合物灵敏响应；FTD对含硫化合物、含氮化合物灵敏响应。

2、通用型检测器是指对所有化合物都有响应，且对各类化合物的响应值差别不大。如TCD、IMD、FID，其中FID除了水和无机气体外，基本所有组分都有响应。

3、浓度型检测器，峰高的大小与流动相中样品的浓度成正比，与流动相的速度无关，以mg/mL计，流动相速度只影响峰宽窄。当用峰面积表示响应信号时，要求流动相速度必须稳定。TCD和ECD属于浓度型检测器，其中TCD是典型的浓度型检测器，其柱后尾吹会大大降低载气中组分浓度，所以除用微型热导池或大口径毛细管柱以外，一般热导检测器不能接毛细管柱使用。

4、质量型检测器，峰高的大小与单位时间内进入检测器的组分质量成正比。流动相速度大，则单位时间进入检测器的质量增多，峰高增加。质量型检测器的峰面积值与流动相速度无关。FPD和FID都是质量型检测器。

通常与气相色谱联用进行VOCs分析的检测器主要是有氢火焰离子化检测器（FID）、电子捕获检测器（ECD）、质谱检测器（MSD）、光离子化检测器（PID）、热导检测器（TCD）、火焰光度检测器（FPD）等，为了扩大被检测化合物的范围和降低假阳性的干扰，往往将两种检测器串联使用，可以实现选择性检测芳香族以及含碳有机物。常用气相色谱VOCs检测器如图一所示：

我们这里重点来看一下气相色谱检测器中使用最广泛的一种：氢火焰离子化检测器。

FID对含碳有机物有很高的灵敏度，能检测到10-12 g/s的痕量物质，适用于痕量有机物的分析，是典型的破坏型质量型检测器。

FID特点：

1、T90:2s，响应时间快，测量量程：0-100%LEL，但FID是与GC最基本的联用设备，设备成本高；

2、检测有机物的灵敏度高，有机物的分子量越大，灵敏度越高；

3、FID虽是准通用型检测器，但是有些物质在检测器上的响应值很小或无响应。这些物质包括：永久性气体、卤代硅烷、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、CCl4等等；

4、为保证混合气体在色谱柱内不发生冷凝，FID色谱柱内温度不得低于100℃，收集极离子室内温度一般高于色谱柱温度，FID停机时须在100℃以上灭火（先停氢气，后停加热电流）。

FID应用范围：

FID氢火焰离子化检测器具有高灵敏度的特性，适用于有机物的微量分析，因此应用范围十分广泛，具体如下：

1、环境保护：可用于监测城市大气和水的质量；

2、石油化工：可用于分析大部分的石油原料和产品；

3、农业工作：可用于监测农作物中残留的农药；

4、医学工作：可用于分析原料中间体、成品及研究人体新陈代谢及生理机能；

5、食品加工：可用于检验及鉴定食品质量的好坏；

⑥尖端科学：可用于军事监测的控制和研究。

来源：VOCs减排工作站