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RA8000型實(shí)驗(yàn)室廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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深圳市睿安環(huán)境科技有限公司

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實(shí)驗(yàn)室廢氣排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、項(xiàng)目背景：我們一直都十分關(guān)注對(duì)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的廢氣處理，卻往往忽略實(shí)驗(yàn)室廢氣的排放

詳細(xì)介紹

實(shí)驗(yàn)室廢氣排放在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、項(xiàng)目背景：
我們一直都十分關(guān)注對(duì)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的廢氣處理，卻往往忽略實(shí)驗(yàn)室廢氣的排放。后者雖然排放量一般較小，但長(zhǎng)期積累，其總和也是極為可怕的。而且，區(qū)別于標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)流程，實(shí)驗(yàn)室廢氣中所含污染物的種類和濃度往往更加多樣和難測(cè)，更有可能產(chǎn)生一些具有特殊毒性的化學(xué)物質(zhì)，有極為嚴(yán)重的潛在危險(xiǎn)存在。因此，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢氣加以處理，并監(jiān)測(cè)保證合格后在進(jìn)行排放，以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，減少對(duì)環(huán)境的污染。

實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢氣多種多樣，一般來說可分為有機(jī)廢氣和酸堿性廢氣，某些情況會(huì)有粉塵產(chǎn)生。一般來說，其來源主要為試驗(yàn)中使用的有機(jī)溶劑或酸堿溶液，還有揮發(fā)性的反應(yīng)產(chǎn)物等等。實(shí)驗(yàn)室常用的有機(jī)溶劑有許多種，比如有芳香烴類：如苯、甲苯及二甲苯等；脂肪烴類：如戊烷及己烷等；脂環(huán)烴類：如環(huán)己烷等；鹵化烴類：如氯苯及二氯甲烷等；醇類：如甲醇、乙醇及異丙醇等；醚類：如等；酯類：如醋酸甲酯及醋酸乙酯等；酮類：如丙酮等；其它：如乙腈、吡啶及等。其中見且大量使用的有乙腈，二甲苯，乙醇，丙酮等等。這些物質(zhì)有些可溶解于水中，更多的則不能溶于水中，而且溶于水中后，有些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕性，或是和其他溶于水中的物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)等。這些物質(zhì)，其毒性有強(qiáng)有弱，對(duì)人體不同系統(tǒng)產(chǎn)生危害，必須在排放到大氣前進(jìn)行監(jiān)測(cè)，合格后方可排放。

二、監(jiān)測(cè)目的

實(shí)驗(yàn)室在檢驗(yàn)、鑒定、測(cè)試的過程中，由于實(shí)驗(yàn)的需要，會(huì)產(chǎn)生各種廢氣，這些廢氣有些會(huì)帶有刺激性氣味，根據(jù)國(guó)家及各地環(huán)保部門要求，這些廢氣、帶有異味的氣體，需要凈化后排放。而且實(shí)驗(yàn)室種類較多，用途各有不同。主要分布在各類學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)中，分布十分廣泛，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)室由于歷史的原因，或處于市中心，或處于居民稠密處，在進(jìn)行酸處理樣品時(shí)不定期排放大量有害氣體，不僅對(duì)大氣造成污染，而且對(duì)周邊的人群、植被造成嚴(yán)重的危害，并對(duì)人群的危害有潛在性。若遇陰雨、低氣壓氣候，排出的廢氣難以及時(shí)擴(kuò)散，更加劇了局部環(huán)境的污染程度。

三、實(shí)驗(yàn)室廢氣成分來源

實(shí)驗(yàn)室廢氣來源主要為試驗(yàn)中使用的有機(jī)溶劑或酸堿溶液，還有揮發(fā)性的反應(yīng)產(chǎn)物等。
Ø 有芳香烴類：如苯、甲苯及二甲苯等揮發(fā)性有機(jī)物TVOC；
Ø 脂肪烴類：如戊烷及己烷等；
Ø 酯環(huán)烴類：如環(huán)己烷等；
Ø 鹵化烴類：如氯苯及二氯甲烷等；
Ø 醇類：如甲醇、乙醇及異丙醇等。
Ø 醚類：如等；
Ø 酯類：如醋酸甲酯及醋酸乙酯等；
Ø 酮類：如丙酮等；
Ø 其它：氮氧化物、硫化氫、一氧化碳、顆粒物等。

四、設(shè)計(jì)依據(jù)

《固定污染源空氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB14554-93
《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB16297-1996
《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3095-2012
《環(huán)境數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理規(guī)范》
《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB 3096-93；
《關(guān)于實(shí)施<環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)>（GB3095-2012）的通知》；
《財(cái)政主要污染物減排專項(xiàng)資金國(guó)家環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)項(xiàng)目（二期）建設(shè) 方案》；
《關(guān)于推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)社會(huì)化的指導(dǎo)意見》（環(huán)發(fā)【2015】20 號(hào)）；
《計(jì)算機(jī)軟件需求說明編制指南》（GB/T9385）；
《計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范》（GB/T12504）；
《信息處理系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置圖符號(hào)及約定》（GB/T14085）。

五、監(jiān)測(cè)方案概述

本系統(tǒng)采用采用的氣敏半導(dǎo)體，氣敏電化學(xué)和非分散紅外線分析技術(shù)等技術(shù)測(cè)量大氣中4種有害氣體（NOX、H2S、CO、TVOC）,激光散射傳感器測(cè)量排氣管道中顆粒物的濃度；本系統(tǒng)靈敏度高、檢測(cè)快速、可實(shí)現(xiàn)樣品無損測(cè)試及排放監(jiān)控管理。

六、設(shè)計(jì)原則

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵守相關(guān)的國(guó)家、省市法規(guī)與行業(yè)規(guī)范，符合國(guó)家和地方的各種標(biāo)準(zhǔn) 和規(guī)定。遵循以下原則：
6.1實(shí)用性與*性的統(tǒng)一
在適度超前的原則下，盡量采取目前國(guó)際上流行的主流*監(jiān)測(cè)技術(shù)。
系統(tǒng)具有使用的靈活性，包括：具有靈活可變的定制功能、提供靈活方便的信息查詢與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能。
系統(tǒng)運(yùn)行流暢、穩(wěn)定，數(shù)據(jù)查詢能快速響應(yīng)。
6.2可擴(kuò)展性
系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)必須具有良好的擴(kuò)展性，根據(jù)需要可以增加項(xiàng)目，如噪音，氣象參數(shù)，日照量等。
系統(tǒng)數(shù)據(jù)既滿足短期內(nèi)的業(yè)務(wù)需要，也要滿足以后業(yè)務(wù)發(fā)展的要求。在網(wǎng)絡(luò)、軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上要做到接口標(biāo)準(zhǔn)、開放性好，滿足以后與其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)及與其它政府部門或上級(jí)機(jī)關(guān)系統(tǒng)縱向與橫向的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和數(shù)據(jù)共享的要求。
6.3 安全性、保密性和共享性原則
系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)遵循安全性、保密性和共享性原則，處理好數(shù)據(jù)資源共享與數(shù)據(jù)安全保密的關(guān)系。
信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格按照國(guó)家的有關(guān)規(guī)定，采取必要的安全防范措施和手段，在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上將安全性的設(shè)計(jì)擺在重要位置，嚴(yán)格的權(quán)限控制和管理。

6.4標(biāo)準(zhǔn)化原則

符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保部相關(guān)技術(shù)規(guī)范和要求。各種構(gòu)件優(yōu) 選符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的型材和通用件，以利于系統(tǒng)的維護(hù)和管理。
6.4.1執(zhí)行國(guó)家相關(guān)環(huán)境保護(hù)政策和有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。
6.4.2廢氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
6.4.3 采用技術(shù)成熟、工藝*、易于操作管理的測(cè)量工藝，系統(tǒng)操作、管理及維護(hù)簡(jiǎn)便，工程投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。
6.4.5處理工藝中選用的設(shè)備應(yīng)與該實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備配套，不影響該實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的正常運(yùn)行，兼顧原有的設(shè)施，應(yīng)地制宜，降低投資成本。

七、技術(shù)路線

本系統(tǒng)儀器主體結(jié)構(gòu)如下圖，可分為主體和用戶界面，兩個(gè)部分可以分開放置，也可裝在一起。

系統(tǒng)儀器主要由測(cè)量部分與控制器部分組成。氣體測(cè)量部分主要為有害氣體監(jiān)測(cè) 模塊、顆粒物監(jiān)測(cè)模塊；控制器部分分為功能層、軟件層、中間層和硬件層四部分。

八、系統(tǒng)組成

廢氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由氣體在線監(jiān)測(cè)模塊、顆粒物在線監(jiān)測(cè)模塊及數(shù)據(jù)采集處理與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等組成。通過對(duì)環(huán)境氣體、顆粒物現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)、分析等方式處理后，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心儲(chǔ)平臺(tái)滿足了環(huán)境監(jiān)管部門實(shí)時(shí)性與精細(xì)化監(jiān)管的長(zhǎng)效管理需求。

8.1氣體監(jiān)測(cè)模塊

8.1.1 原理：
用氣敏半導(dǎo)體技術(shù)，氣敏電化學(xué)和非分散紅外線分析技術(shù)來實(shí)現(xiàn)氣體監(jiān)測(cè)。光離子傳感器（PID）測(cè)量技術(shù)用于 TVOC 的測(cè)量；

8.1.2 結(jié)構(gòu)圖：

氣體監(jiān)測(cè)模塊主要由測(cè)量因子對(duì)應(yīng)的氣體傳感器和一個(gè)安裝板組成。傳感器以螺絲固定在安裝板上，中間用橡膠圈密閉，本項(xiàng)目默認(rèn)測(cè)量的氣體因子是NOX、H2S、TVOC、CO、顆粒物五參數(shù)，測(cè)量因子可以根據(jù)客戶需求或現(xiàn)場(chǎng)情況，通過更換氣體傳感器，替換或增減。
本系統(tǒng)針對(duì)此設(shè)計(jì)了一個(gè)傳感器安裝板，每個(gè)安裝板有5個(gè)傳感器安裝位，每個(gè)位置由一個(gè)小氣室，氣室大小和樣氣流量、流速有關(guān)，太大影響氣室內(nèi)濃度與樣氣的濃度一致性；太小會(huì)產(chǎn)生高氣壓，影響傳感器測(cè)量結(jié)果。5個(gè)氣室由底下的氣路連接，安裝板兩側(cè)有進(jìn)出氣口。
每個(gè)氣體傳感器都配有一個(gè)前置放大板，傳感器的針腳就固定在前置放大板的針套里，傳感器信號(hào)經(jīng)過前置放大板信號(hào)的 IV 轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大、低通濾波后輸出模擬信號(hào)，再經(jīng)過 24 位高精度 ADC 采集，軟件算法處理等，最終界面顯示出濃度值。
8.1.3 技術(shù)參數(shù)：

測(cè)量項(xiàng)目	測(cè)量方法	測(cè)量范圍	分辨率	精度
（標(biāo)配）H2S	電化學(xué)	0-100PPM	0.1ppm	<±3%
（標(biāo)配）NOX	電化學(xué)	0-100ppm	0.1ppm	<±3%
（標(biāo)配）顆粒物	激光法	0-1000ug/m3	1ug/m3	<±3%
（標(biāo)配）CO	電化學(xué)	0-100ppm	0.1ppm	<±3%
（選配）TVOC	PID 光離子化檢測(cè)	0-200ppm	0.1ppm	<±3%

8.2 主機(jī)參數(shù)

供電方式	外接交流電供電(AC220V 50Hz 1.0A)
采樣方式	泵吸式
工作溫度	-10～60ºC
工作濕度	15%～85%RH 非冷凝
供電方式	外接交流電供電(AC220V 50Hz 1.0A)
通訊接口	4G,RS485 或 GPRS 無線傳輸，4-20mA 輸出（非標(biāo)）
零漂	±3%F.S
線性	±1%F.S

8.3數(shù)據(jù)采集處理與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集處理與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的主要功能，是實(shí)時(shí)接收來自各測(cè)量部分的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)、分析、處理，標(biāo)注錯(cuò)誤。根據(jù)信息的不同類型采用相應(yīng)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，再經(jīng)過分類后將其存入數(shù)據(jù)庫中，并可以根據(jù)相關(guān)信息生成各種信息、統(tǒng)計(jì)報(bào)表。如監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)超標(biāo)或異常，會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警提示預(yù)警。

8.4廢氣在線監(jiān)測(cè)終端特點(diǎn)

u 用料充足，結(jié)構(gòu)扎實(shí)：采用 1.2mm 厚的工程級(jí)冷軋?zhí)间摪?，主箱體采用無縫焊接，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固牢固；
u 安裝方便，配件齊全：壁掛式、立桿式安裝方便可選；
u 模塊化設(shè)計(jì)，方便隨時(shí)增加監(jiān)測(cè)參數(shù)；
u AC220V 供電系統(tǒng)+太陽能供電系統(tǒng)可選配置，推薦使用 AC220V 供電；
u RS485 Modbus、4G LTE 通信方式可選；
u 采用動(dòng)態(tài)加熱除濕系統(tǒng)和 PID 控制方式，有效解決濕度對(duì)監(jiān)測(cè)物的影響；
u 工業(yè)級(jí)顆粒物檢測(cè)傳感器，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

九、設(shè)備安裝：

9.1安裝示意圖

采樣監(jiān)測(cè)

9.2設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)

9.3安裝清單。
表1 裝箱清單

序號(hào)	名稱	規(guī)格	數(shù)量	備注
1	主機(jī)	500400150mm	1
2	顯示屏	6寸	1
3	氣體傳感器		1
4	顆粒物傳感器		1
5	8層百葉箱		1
6	安裝固定板		1
7	安裝螺絲		1
8	三芯電源線一根	約2.5m，一邊為航空插頭，另一邊鍍錫裸線	1

十、設(shè)備維護(hù)

主機(jī)被設(shè)計(jì)為可以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，通常不需要特別維護(hù)。僅光學(xué)元件緩慢污染情況，需要定期清潔處理。
注意：
所有內(nèi)部的光學(xué)器件出廠前經(jīng)專用工具調(diào)整安裝，用戶不得自行進(jìn)行調(diào)整。

十一、故障處理

下表列出了可能出現(xiàn)的故障現(xiàn)象、原因及處理方法：

現(xiàn)象		可能原因及處理辦法
1	風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)	檢測(cè)電源線連接是否正常，確認(rèn)電源線的連通
2	主控板“工作狀態(tài)”指示燈不亮	主控板電源線連接是否正常，確認(rèn)電源線的連通
3	服務(wù)器接收不到數(shù)據(jù)	天線是否接好，SIM卡是否安裝
4	主板屏幕無顯示	1.主板供電是否有電 2.液晶顯示器線是否連接正常
5	PM2.5/PM10數(shù)值恒定且恒小	傳感器故障（聯(lián)系）
6	PM2.5/PM10數(shù)值有變化持續(xù)很大	傳感器內(nèi)部污染，拆下傳感器對(duì)其氣路進(jìn)行吹掃