实验室废气在线监测设备

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公司名称深圳市睿安环境科技有限公司
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所在地深圳市
厂商性质其他
更新时间2025/1/21 17:25:07
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产品详情

实验室废气排放在线监测系统

一、项目背景：
我们一直都十分关注对大规模工业生产的废气处理，却往往忽略实验室废气的排放。后者虽然排放量一般较小，但长期积累，其总和也是极为可怕的。而且，区别于标准化的工业流程，实验室废气中所含污染物的种类和浓度往往更加多样和难测，更有可能产生一些具有特殊毒性的化学物质，有极为严重的潜在危险存在。因此，必须对实验室产生的废气加以处理，并监测保证合格后在进行排放，以达到排放标准，减少对环境的污染。

实验室产生的废气多种多样，一般来说可分为有机废气和酸碱性废气，某些情况会有粉尘产生。一般来说，其来源主要为试验中使用的有机溶剂或酸碱溶液，还有挥发性的反应产物等等。实验室常用的有机溶剂有许多种，比如有芳香烃类：如苯、甲苯及二甲苯等；脂肪烃类：如戊烷及己烷等；脂环烃类：如环己烷等；卤化烃类：如氯苯及二氯甲烷等；醇类：如甲醇、乙醇及异丙醇等；醚类：如等；酯类：如醋酸甲酯及醋酸乙酯等；酮类：如丙酮等；其它：如乙腈、吡啶及等。其中见且大量使用的有乙腈，二甲苯，乙醇，丙酮等等。这些物质有些可溶解于水中，更多的则不能溶于水中，而且溶于水中后，有些物质会产生一定的腐蚀性，或是和其他溶于水中的物质产生化学反应等。这些物质，其毒性有强有弱，对人体不同系统产生危害，必须在排放到大气前进行监测，合格后方可排放。

二、监测目的

实验室在检验、鉴定、测试的过程中，由于实验的需要，会产生各种废气，这些废气有些会带有刺激性气味，根据国家及各地环保部门要求，这些废气、带有异味的气体，需要净化后排放。而且实验室种类较多，用途各有不同。主要分布在各类学校、科研机构和企业中，分布十分广泛，有些化学实验室由于历史的原因，或处于市中心，或处于居民稠密处，在进行酸处理样品时不定期排放大量有害气体，不仅对大气造成污染，而且对周边的人群、植被造成严重的危害，并对人群的危害有潜在性。若遇阴雨、低气压气候，排出的废气难以及时扩散，更加剧了局部环境的污染程度。

三、实验室废气成分来源

实验室废气来源主要为试验中使用的有机溶剂或酸碱溶液，还有挥发性的反应产物等。
Ø 有芳香烃类：如苯、甲苯及二甲苯等挥发性有机物TVOC；
Ø 脂肪烃类：如戊烷及己烷等；
Ø 酯环烃类：如环己烷等；
Ø 卤化烃类：如氯苯及二氯甲烷等；
Ø 醇类：如甲醇、乙醇及异丙醇等。
Ø 醚类：如等；
Ø 酯类：如醋酸甲酯及醋酸乙酯等；
Ø 酮类：如丙酮等；
Ø 其它：氮氧化物、硫化氢、一氧化碳、颗粒物等。

四、设计依据

《固定污染源空气污染物排放标准》
《恶臭污染物排放标准》 GB14554-93
《大气污染物排放标准》 GB16297-1996
《环境空气质量标准》GB 3095-2012
《环境数据库设计与运行管理规范》
《城市区域环境噪声标准》GB 3096-93；
《关于实施<环境空气质量标准>（GB3095-2012）的通知》；
《财政主要污染物减排专项资金国家环境空气监测网建设项目（二期）建设方案》；
《关于推进环境监测服务社会化的指导意见》（环发【2015】20 号）；
《计算机软件需求说明编制指南》（GB/T9385）；
《计算机软件质量保证计划规范》（GB/T12504）；
《信息处理系统计算机系统配置图符号及约定》（GB/T14085）。

五、监测方案概述

本系统采用采用的气敏半导体，气敏电化学和非分散红外线分析技术等技术测量大气中4种有害气体（NOX、H2S、CO、TVOC）,激光散射传感器测量排气管道中颗粒物的浓度；本系统灵敏度高、检测快速、可实现样品无损测试及排放监控管理。

六、设计原则

本系统设计遵守相关的国家、省市法规与行业规范，符合国家和地方的各种标准和规定。遵循以下原则：
6.1实用性与性的统一
在适度超前的原则下，尽量采取目前国际上流行的主流监测技术。
系统具有使用的灵活性，包括：具有灵活可变的定制功能、提供灵活方便的信息查询与数据统计功能。
系统运行流畅、稳定，数据查询能快速响应。
6.2可扩展性
系统的规划和设计必须具有良好的扩展性，根据需要可以增加项目，如噪音，气象参数，日照量等。
系统数据既满足短期内的业务需要，也要满足以后业务发展的要求。在网络、软件、数据库系统的设计上要做到接口标准、开放性好，满足以后与其它业务系统及与其它政府部门或上级机关系统纵向与横向的联网应用和数据共享的要求。
6.3 安全性、保密性和共享性原则
系统设计与开发遵循安全性、保密性和共享性原则，处理好数据资源共享与数据安全保密的关系。
信息系统的设计必须严格按照国家的有关规定，采取必要的安全防范措施和手段，在软件系统的设计上将安全性的设计摆在重要位置，严格的权限控制和管理。

6.4标准化原则

符合我国国家标准、标准、环保部相关技术规范和要求。各种构件优选符合国家标准的型材和通用件，以利于系统的维护和管理。
6.4.1执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准。
6.4.2废气监测系统运行稳定可靠。
6.4.3 采用技术成熟、工艺、易于操作管理的测量工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用低。
6.4.5处理工艺中选用的设备应与该实验室现有设备配套，不影响该实验室现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，应地制宜，降低投资成本。

七、技术路线

本系统仪器主体结构如下图，可分为主体和用户界面，两个部分可以分开放置，也可装在一起。

系统仪器主要由测量部分与控制器部分组成。气体测量部分主要为有害气体监测模块、颗粒物监测模块；控制器部分分为功能层、软件层、中间层和硬件层四部分。

八、系统组成

废气在线监测系统由气体在线监测模块、颗粒物在线监测模块及数据采集处理与监测预警系统等组成。通过对环境气体、颗粒物现场进行实时数据采集、统计、分析等方式处理后，传输到数据中心储平台满足了环境监管部门实时性与精细化监管的长效管理需求。

8.1气体监测模块

8.1.1 原理：
用气敏半导体技术，气敏电化学和非分散红外线分析技术来实现气体监测。光离子传感器（PID）测量技术用于 TVOC 的测量；

8.1.2 结构图：

气体监测模块主要由测量因子对应的气体传感器和一个安装板组成。传感器以螺丝固定在安装板上，中间用橡胶圈密闭，本项目默认测量的气体因子是NOX、H2S、TVOC、CO、颗粒物五参数，测量因子可以根据客户需求或现场情况，通过更换气体传感器，替换或增减。
本系统针对此设计了一个传感器安装板，每个安装板有5个传感器安装位，每个位置由一个小气室，气室大小和样气流量、流速有关，太大影响气室内浓度与样气的浓度一致性；太小会产生高气压，影响传感器测量结果。5个气室由底下的气路连接，安装板两侧有进出气口。
每个气体传感器都配有一个前置放大板，传感器的针脚就固定在前置放大板的针套里，传感器信号经过前置放大板信号的 IV 转换、信号放大、低通滤波后输出模拟信号，再经过 24 位高精度 ADC 采集，软件算法处理等，最终界面显示出浓度值。
8.1.3 技术参数：

测量项目	测量方法	测量范围	分辨率	精度
（标配）H2S	电化学	0-100PPM	0.1ppm	<±3%
（标配）NOX	电化学	0-100ppm	0.1ppm	<±3%
（标配）颗粒物	激光法	0-1000ug/m3	1ug/m3	<±3%
（标配）CO	电化学	0-100ppm	0.1ppm	<±3%
（选配）TVOC	PID 光离子化检测	0-200ppm	0.1ppm	<±3%

8.2 主机参数

供电方式	外接交流电供电(AC220V 50Hz 1.0A)
采样方式	泵吸式
工作温度	-10～60ºC
工作湿度	15%～85%RH 非冷凝
供电方式	外接交流电供电(AC220V 50Hz 1.0A)
通讯接口	4G,RS485 或 GPRS 无线传输，4-20mA 输出（非标）
零漂	±3%F.S
线性	±1%F.S

8.3数据采集处理与监测预警系统
数据采集处理与监测预警系统的主要功能，是实时接收来自各测量部分的实时监测数据，并将接收的数据进行解调、分析、处理，标注错误。根据信息的不同类型采用相应的方式进行数据预处理，再经过分类后将其存入数据库中，并可以根据相关信息生成各种信息、统计报表。如监测站点数据超标或异常，会进行声光报警提示预警。

8.4废气在线监测终端特点

u 用料充足，结构扎实：采用 1.2mm 厚的工程级冷轧碳钢板，主箱体采用无缝焊接，结构稳固牢固；
u 安装方便，配件齐全：壁挂式、立杆式安装方便可选；
u 模块化设计，方便随时增加监测参数；
u AC220V 供电系统+太阳能供电系统可选配置，推荐使用 AC220V 供电；
u RS485 Modbus、4G LTE 通信方式可选；
u 采用动态加热除湿系统和 PID 控制方式，有效解决湿度对监测物的影响；
u 工业级颗粒物检测传感器，测量结果准确、可靠。

九、设备安装：

9.1安装示意图

采样监测

9.2设备安装现场

9.3安装清单。
表1 装箱清单

序号	名称	规格	数量	备注
1	主机	500400150mm	1
2	显示屏	6寸	1
3	气体传感器		1
4	颗粒物传感器		1
5	8层百叶箱		1
6	安装固定板		1
7	安装螺丝		1
8	三芯电源线一根	约2.5m，一边为航空插头，另一边镀锡裸线	1

十、设备维护

主机被设计为可以长期连续运行，通常不需要特别维护。仅光学元件缓慢污染情况，需要定期清洁处理。
注意：
所有内部的光学器件出厂前经专用工具调整安装，用户不得自行进行调整。

十一、故障处理

下表列出了可能出现的故障现象、原因及处理方法：

现象		可能原因及处理办法
1	风扇不转动	检测电源线连接是否正常，确认电源线的连通
2	主控板“工作状态”指示灯不亮	主控板电源线连接是否正常，确认电源线的连通
3	服务器接收不到数据	天线是否接好，SIM卡是否安装
4	主板屏幕无显示	1.主板供电是否有电 2.液晶显示器线是否连接正常
5	PM2.5/PM10数值恒定且恒小	传感器故障（联系）
6	PM2.5/PM10数值有变化持续很大	传感器内部污染，拆下传感器对其气路进行吹扫