揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds)，簡(jiǎn)稱(chēng)VOCs，一般指飽和蒸氣壓較低、常溫下容易揮發(fā)的碳?xì)浠衔锛捌溲苌?，是繼NOx、S0x、小顆粒物后又一主要大氣污染源。室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)污染物的主要來(lái)源為:建筑材料和裝飾材料、與人類(lèi)活動(dòng)有關(guān)的日用品和人類(lèi)代謝物。大部分VOCs都對(duì)人體有害。在通過(guò)呼吸系統(tǒng)或皮膚被吸收后，VOCs會(huì)對(duì)人的造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)以及肝、腎和眼睛等器官造成損害。當(dāng)人體暴露在含有高濃度VOCs的環(huán)境中達(dá)到一定時(shí)間后，累積吸收的VOCs會(huì)破壞人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在神經(jīng)膜上積累，直接導(dǎo)致人體麻醉、中毒甚至死亡。但通常，由于環(huán)境中的VOCs濃度較低，其對(duì)人體造成的危害多為慢性損害，如頭痛、惡心、眩暈、皮膚紅腫、呼吸道炎癥、神經(jīng)功能紊亂、嬰幼兒免疫能力下降等。許多VOCs己被確認(rèn)或懷疑為致癌物質(zhì)。因此，如何高效消除VOCs及提高室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，開(kāi)發(fā)高效率的凈化材料及工藝技術(shù)勢(shì)在必行。
[0003]有機(jī)廢氣的凈化治理技術(shù)可大體分為兩類(lèi):回收方法和破壞性方法?；厥辗椒ㄊ侵咐肰OCs自身的理化特性，將其從廢氣源中分離回收以重新利用，主要方法有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法等。破壞性方法是指通過(guò)化學(xué)、生物、光、等離子等方法，將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水等對(duì)環(huán)境無(wú)害的或者危害相對(duì)較低的物質(zhì)，主要方法有直接氧化焚燒、催化燃燒、生物處理、光催化分解、低溫等離子等。其中催化燃燒法具有破壞徹底、無(wú)二次污染、流程相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，是一種理想的有機(jī)廢氣凈化手段。環(huán)境工程中所應(yīng)用的催化燃燒是指可燃性的VOCs在催化劑表面發(fā)生非均相氧化反應(yīng)，生成C02、H2O等的過(guò)程。當(dāng)廢氣濃度較低時(shí)，目前普遍的做法是將催化燃燒法和吸附法相結(jié)合，先通過(guò)吸附濃縮提高廢氣中VOCs的濃度，達(dá)到維持燃燒系統(tǒng)所需的氣體最低熱值要求后，進(jìn)入催化燃燒反應(yīng)器凈化處理。
[0004]目前現(xiàn)有的揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置通常不能同時(shí)進(jìn)行催化劑活化和VOCs轉(zhuǎn)化，而且氣體管路和固定床微反應(yīng)器相對(duì)固定，不能夠靈活切換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置，不僅能同時(shí)進(jìn)行催化劑活化和VOCs轉(zhuǎn)化，而且改裝方便，氣體管路和固定床微反應(yīng)器可靈活切換。
[0006]本發(fā)明的另一目的是提高一種揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)方法。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置，其包括:至少一個(gè)固定床微反應(yīng)器，具有進(jìn)氣口和出氣口 ；多條氣體管路，通過(guò)六通閥分別與固定床微反應(yīng)器的進(jìn)氣口選擇性連通；其中，所述多條氣體管路包括無(wú)機(jī)小分子污染物氣體管路、多條預(yù)處理氣體管路、二氧化碳管路、載氣管路以及揮發(fā)性有機(jī)化合物供應(yīng)管路，所述多條預(yù)處理氣體管路包括氧氣管路、氫氣管路和稀釋氣體管路，其中，氧氣管路和氫氣管路通過(guò)四通閥分別與所述六通閥選擇性連通，該揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置還包括第一三通閥和第二三通閥，第一三通閥和第二三通閥分別具有第一閥口至第三閥口，第一三通閥的第一閥口與二氧化碳管路和稀釋氣體管路連通，第一三通閥的第二閥口和第三閥口分別與所述六通閥連通，第二三通閥的第一閥口與載氣管路連通，第二三通閥的第二閥口與揮發(fā)性有機(jī)化合物供應(yīng)管路連通，且揮發(fā)性有機(jī)化合物供應(yīng)管路又與所述六通閥連通，第一三通閥的第三閥口還與第二三通閥的第三閥口連通；以及氣相色譜儀，通過(guò)所述六通閥與固定床微反應(yīng)器的出氣口連通。
[0008]其中，無(wú)機(jī)小分子污染物氣體管路、多條預(yù)處理氣體管路中的每一條預(yù)處理氣體管路、二氧化碳管路、載氣管路分別沿氣流方向依次串聯(lián)設(shè)置有過(guò)濾器、質(zhì)量流量計(jì)和單向閥。
[0009]其中，還包括在揮發(fā)性有機(jī)化合物供應(yīng)管路上用于產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)化合物的發(fā)生器和用于加熱發(fā)生器的加熱器，發(fā)生器的進(jìn)氣口與載氣管路連通，發(fā)生器的出氣口則與揮發(fā)性有機(jī)化合物供應(yīng)管路連通。
[0010]其中，發(fā)生器容納有液體揮發(fā)性有機(jī)化合物，發(fā)生器具有擴(kuò)散管，擴(kuò)散管的下端伸入液面之下，擴(kuò)散管的上端則形成發(fā)生器的進(jìn)氣口。
[0011]其中，發(fā)生器容納有固體揮發(fā)性有機(jī)化合物，發(fā)生器具有擴(kuò)散管，擴(kuò)散管的下端伸至固體揮發(fā)性有機(jī)化合物之上，擴(kuò)散管的上端則形成發(fā)生器的進(jìn)氣口。
[0012]其中，還包括用于加熱固定床微反應(yīng)器的加熱裝置。
[0013]其中，所述至少一個(gè)固定床微反應(yīng)器為兩個(gè)固定床微反應(yīng)器，每個(gè)固定床微反應(yīng)器的出氣口均與氣相色譜儀連通。
[0014]其中，所述六通閥具有第一至第六閥口，當(dāng)固定床微反應(yīng)器中發(fā)生催化反應(yīng)時(shí)，揮發(fā)性有機(jī)化合物供應(yīng)管路與所述六通閥的第一閥口連通，第一閥口與第二閥口連通，其中第二閥口又與固定床微反應(yīng)器的進(jìn)氣口連通，第五閥口與第六閥口連通，其中第五閥口又與固定床微反應(yīng)器的出氣口連通，而第六閥口又與氣相色譜儀連通。
[0015]其中，所述多條氣體管路還包括惰性氣體吹掃管路，當(dāng)固定床微反應(yīng)器中發(fā)生催化反應(yīng)之前或催化劑清潔活化之后，使惰性氣體吹掃管路與六通閥的第三閥口連通，第三閥口與第四閥口連通，并且第四閥口直接通向大氣。
[0016]本發(fā)明還提供了一種揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0017]S1:選取預(yù)處理氣體并開(kāi)啟相應(yīng)的預(yù)處理氣體管路，將預(yù)處理氣體通入固定床微反應(yīng)器，以對(duì)催化劑進(jìn)行活化處理；
[0018]S2:開(kāi)啟載氣氣路和氧氣氣路，并使載氣攜帶揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體以及氧氣直接進(jìn)入氣相色譜儀，由氣相色譜儀測(cè)量揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體的原始濃度；
[0019]S3:將攜帶有揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體的載氣以及氧氣通入固定床微反應(yīng)器進(jìn)行催化處理；
[0020]S4:通過(guò)氣相色譜儀測(cè)量揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體經(jīng)催化處理后的濃度；
[0021]S5:通過(guò)揮發(fā)性有機(jī)化合物氣體的原始濃度和經(jīng)催化后的濃度，計(jì)算揮發(fā)性有機(jī)化合物的消除效果。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置及其檢測(cè)方法，通過(guò)配置多條氣體管路，使得該檢測(cè)裝置可根據(jù)所要轉(zhuǎn)化的VOCs氣體，通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)關(guān)而靈活地控制連通不同氣體管路，當(dāng)揮發(fā)性有機(jī)化合物濃度高或者多種揮發(fā)性有機(jī)化合物存在時(shí)，可提高轉(zhuǎn)化效率，有效地節(jié)省空間和降低成本，提高實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性。此外，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活多變。進(jìn)一步地，該裝置包括2個(gè)固定床微反應(yīng)器，以便能夠同時(shí)進(jìn)行2種污染物(即:無(wú)機(jī)小分子污染物和揮發(fā)性有機(jī)化合物)的催化轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步有效地節(jié)省空間以及降低成本，提高實(shí)驗(yàn)效率及準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的揮發(fā)性有機(jī)化合物消除檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是圖1中的固定床微反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是用于液體揮發(fā)性有機(jī)化合物的發(fā)生器及其擴(kuò)散管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖