挥发性有机化合物消除检测装置及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种挥发性有机化合物消除检测装置及其检测方法。
【背景技术】
[0002]挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds)，简称VOCs，一般指饱和蒸气压较低、常温下容易挥发的碳氢化合物及其衍生物，是继NOx、S0x、小颗粒物后又一主要大气污染源。室内挥发性有机污染物的主要来源为:建筑材料和装饰材料、与人类活动有关的日用品和人类代谢物。大部分VOCs都对人体有害。在通过呼吸系统或皮肤被吸收后，VOCs会对人的造血系统、神经系统、呼吸系统以及肝、肾和眼睛等器官造成损害。当人体暴露在含有高浓度VOCs的环境中达到一定时间后，累积吸收的VOCs会破坏人的中枢神经系统，在神经膜上积累，直接导致人体麻醉、中毒甚至死亡。但通常，由于环境中的VOCs浓度较低，其对人体造成的危害多为慢性损害，如头痛、恶心、眩晕、皮肤红肿、呼吸道炎症、神经功能紊乱、婴幼儿免疫能力下降等。许多VOCs己被确认或怀疑为致癌物质。因此，如何高效消除VOCs及提高室内环境质量成为人们关注的重点，开发高效率的净化材料及工艺技术势在必行。
[0003]有机废气的净化治理技术可大体分为两类:回收方法和破坏性方法。回收方法是指利用VOCs自身的理化特性，将其从废气源中分离回收以重新利用，主要方法有吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法等。破坏性方法是指通过化学、生物、光、等离子等方法，将有机化合物转化为二氧化碳、水等对环境无害的或者危害相对较低的物质，主要方法有直接氧化焚烧、催化燃烧、生物处理、光催化分解、低温等离子等。其中催化燃烧法具有破坏彻底、无二次污染、流程相对简单等特点，是一种理想的有机废气净化手段。环境工程中所应用的催化燃烧是指可燃性的VOCs在催化剂表面发生非均相氧化反应，生成C02、H2O等的过程。当废气浓度较低时，目前普遍的做法是将催化燃烧法和吸附法相结合，先通过吸附浓缩提高废气中VOCs的浓度，达到维持燃烧系统所需的气体最低热值要求后，进入催化燃烧反应器净化处理。
[0004]目前现有的挥发性有机化合物消除检测装置通常不能同时进行催化剂活化和VOCs转化，而且气体管路和固定床微反应器相对固定，不能够灵活切换。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种挥发性有机化合物消除检测装置，不仅能同时进行催化剂活化和VOCs转化，而且改装方便，气体管路和固定床微反应器可灵活切换。
[0006]本发明的另一目的是提高一种挥发性有机化合物消除检测方法。
[0007]为了解决上述问题，本发明提供了一种挥发性有机化合物消除检测装置，其包括:至少一个固定床微反应器，具有进气口和出气口 ；多条气体管路，通过六通阀分别与固定床微反应器的进气口选择性连通；其中，所述多条气体管路包括无机小分子污染物气体管路、多条预处理气体管路、二氧化碳管路、载气管路以及挥发性有机化合物供应管路，所述多条预处理气体管路包括氧气管路、氢气管路和稀释气体管路，其中，氧气管路和氢气管路通过四通阀分别与所述六通阀选择性连通，该挥发性有机化合物消除检测装置还包括第一三通阀和第二三通阀，第一三通阀和第二三通阀分别具有第一阀口至第三阀口，第一三通阀的第一阀口与二氧化碳管路和稀释气体管路连通，第一三通阀的第二阀口和第三阀口分别与所述六通阀连通，第二三通阀的第一阀口与载气管路连通，第二三通阀的第二阀口与挥发性有机化合物供应管路连通，且挥发性有机化合物供应管路又与所述六通阀连通，第一三通阀的第三阀口还与第二三通阀的第三阀口连通；以及气相色谱仪，通过所述六通阀与固定床微反应器的出气口连通。
[0008]其中，无机小分子污染物气体管路、多条预处理气体管路中的每一条预处理气体管路、二氧化碳管路、载气管路分别沿气流方向依次串联设置有过滤器、质量流量计和单向阀。
[0009]其中，还包括在挥发性有机化合物供应管路上用于产生挥发性有机化合物的发生器和用于加热发生器的加热器，发生器的进气口与载气管路连通，发生器的出气口则与挥发性有机化合物供应管路连通。
[0010]其中，发生器容纳有液体挥发性有机化合物，发生器具有扩散管，扩散管的下端伸入液面之下，扩散管的上端则形成发生器的进气口。
[0011]其中，发生器容纳有固体挥发性有机化合物，发生器具有扩散管，扩散管的下端伸至固体挥发性有机化合物之上，扩散管的上端则形成发生器的进气口。
[0012]其中，还包括用于加热固定床微反应器的加热装置。
[0013]其中，所述至少一个固定床微反应器为两个固定床微反应器，每个固定床微反应器的出气口均与气相色谱仪连通。
[0014]其中，所述六通阀具有第一至第六阀口，当固定床微反应器中发生催化反应时，挥发性有机化合物供应管路与所述六通阀的第一阀口连通，第一阀口与第二阀口连通，其中第二阀口又与固定床微反应器的进气口连通，第五阀口与第六阀口连通，其中第五阀口又与固定床微反应器的出气口连通，而第六阀口又与气相色谱仪连通。
[0015]其中，所述多条气体管路还包括惰性气体吹扫管路，当固定床微反应器中发生催化反应之前或催化剂清洁活化之后，使惰性气体吹扫管路与六通阀的第三阀口连通，第三阀口与第四阀口连通，并且第四阀口直接通向大气。
[0016]本发明还提供了一种挥发性有机化合物消除检测方法，包括以下步骤:
[0017]S1:选取预处理气体并开启相应的预处理气体管路，将预处理气体通入固定床微反应器，以对催化剂进行活化处理；
[0018]S2:开启载气气路和氧气气路，并使载气携带挥发性有机化合物气体以及氧气直接进入气相色谱仪，由气相色谱仪测量挥发性有机化合物气体的原始浓度；
[0019]S3:将携带有挥发性有机化合物气体的载气以及氧气通入固定床微反应器进行催化处理；
[0020]S4:通过气相色谱仪测量挥发性有机化合物气体经催化处理后的浓度；
[0021]S5:通过挥发性有机化合物气体的原始浓度和经催化后的浓度，计算挥发性有机化合物的消除效果。
[0022]根据本发明的挥发性有机化合物消除检测装置及其检测方法，通过配置多条气体管路，使得该检测装置可根据所要转化的VOCs气体，通过调节阀门开关而灵活地控制连通不同气体管路，当挥发性有机化合物浓度高或者多种挥发性有机化合物存在时，可提高转化效率，有效地节省空间和降低成本，提高实验效率和准确性。此外，该装置结构简单，灵活多变。进一步地，该装置包括2个固定床微反应器，以便能够同时进行2种污染物(即:无机小分子污染物和挥发性有机化合物)的催化转化实验，进一步有效地节省空间以及降低成本，提高实验效率及准确性。
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明的挥发性有机化合物消除检测装置的结构示意图；
[0024]图2是图1中的固定床微反应器的结构示意图；
[0025]图3是用于液体挥发性有机化合物的发生器及其扩散管的结构示意图；
[0026]图