一种RTO装置有机废气处理效率在线监测系统及方法与流程

本发明属于气体检测技术领域，尤其涉及一种rto装置有机废气处理效率在线监测系统及方法。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

有机废气又称为可挥发性有机物vocs，工业固定污染源是主要vocs排放源，包括石油炼制、有机化工、医药、轮胎制造等vocs生产行业，以及包装印刷、机械制造、电子产品制造、交通设备制造、人造板与家具制造等以vocs产品为原料的制造行业。

由于有机废气对人体健康和生态环境都会产生危害，国家制定了一系列的环境法规和标准来控制有机废气排放和污染。有机废气的排放治理主要处理技术有冷凝回收法、焚烧法、低温等离子体净化法等。焚烧法是目前最为普遍，也是较为有效和彻底的vocs治理技术。

蓄热式燃烧炉rto是把生产排出的有机废气温度提升到680～1050℃，在此高温下直接分解成二氧化碳和水蒸气，大量热能从烟气中转移至蓄热体，用来加热下一次循环的待分解有机废气。rto运行费用省，有机废气的处理效率可以达到95％～99％，国际上较先进设备的vocs处理多采用这种方法。

随着rto技术在国内的推广，rto装置越来越多。由于我国rto装置开发较晚，产品质量与国外大型厂商还存在差距。企业比较关注rto装置有机废气处理效率能否达到设计值，何时更换蓄热体，有机废气排放是否符合国家排放标准？

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术仅在于监测有机废气排放是否符合国家排放标准，而没有通过一体化设计的分析系统实时监测rto装置前有机废气的总量，没有通过有机废气特征因子分量与标准值比较确认是否符合排放标准；当处理效率低于预设值时不能提醒企业更换蓄热体。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种rto装置有机废气处理效率在线监测系统及方法。

本发明是这样实现的，一种rto装置有机废气处理效率在线监测方法，包括：

一体化双通道有机废气分析仪；一体化双通道有机废气分析仪包括rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路；

微控制系统，采用嵌入式微控制系统，实现整个系统的实时、在线、智能化控制整个系统的运行及数据采集处理传输；

当rto装置后废气特征因子分析流路测出有机废气排放浓度超出预设浓度，微控制系统将把信号进行传输给设备运维中心，设备运维中心第一时间获取设备信息；当rto装置后废气特征因子分析流路测出有机废气排放浓度未超出预设浓度，但有机废气浓度有一直上升的趋势，微控制系统将发出信号进行提醒；

rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路分析不正常，微控制系统自动分析出现的问题并解决；若仍然无法解决故障，微控制系统发出信号提醒设备运维中心；

微控制系统接收rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路在正常工作状态测出的有机废气浓度，并计算rto装置处理效率所有数据实时传送给设备运维中心，若设备处理效率低于预设值进行报警，从而实现有机废气处理效率在线分析和智能化控制。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述rto装置有机废气处理效率在线监测方法的rto装置有机废气处理效率在线监测系统，所述rto装置有机废气处理效率在线监测系统包括：

一体化双通道有机废气分析仪；一体化双通道有机废气分析仪包括rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路；

rto装置后废气特征因子分析流路测出有机废气排放浓度超出预设浓度，微控制系统将把信号进行传输给设备运维中心；

微控制系统，采用嵌入式微控制系统，实现整个系统的实时、在线、智能化控制整个系统的运行及数据采集处理传输，

进一步，所述rto装置有机废气处理效率在线监测系统进一步包括：rto装置前后废气采集传输系统。

进一步，rto装置前废气总量分析流路依次连接有rto装置前伴热管线、第二过滤器、第二抽气泵、第四毛细管、第七电磁阀、第二限流器、第二烟气检测器；

第三毛细管和第六电磁阀与rto装置前伴热管线中一路连接，用于测量、标定当前流路，并测定废气总量；

rto装置后废气特征因子分析流路依次连接rto装置后伴热管线、第一过滤器、第一气动阀、第一限流器r401、多位阀、湿度传感器、第四电磁阀、第五电磁阀、集液罐、第二针阀、第二抽气泵、第一针阀；

第一电磁阀和第一毛细管与rto装置后伴热管线中一路连接；

第二电磁阀与第一气动阀连接，第一电磁阀一端与第三电磁阀和第二毛细管连接；

多位阀连接分析柱和第一烟气检测器，用于标定、反吹、测定特征因子并计算废气总量；计算rto装置有机废气处理效率。

进一步，第四毛细管和七电磁阀连接，位于第二抽气泵和第二限流器之间。

进一步，第二毛细管和第三电磁阀连接，位于第一气动阀和第一限流器之间。

进一步，第五电磁阀位于第一限流器和湿度传感器之间或位于湿度传感器和第四电磁阀之间。

进一步，第一过滤器和第二过滤器为在线过滤器，过滤精度优于25微米，优选的采用0.5微米。

检测器可为电化学检测器、氢火焰离子化检测器、光离子化检测器、红外检测器等，优选的为氢火焰离子化检测器。

rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路同用一个分析箱，分析箱可加热，加热温度25℃～180℃。

本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端搭载实现所述rto装置有机废气处理效率在线监测方法的控制器。

本发明的另一目的在于提供一种搭载所述rto装置有机废气处理效率在线监测系统的有机化工废气监测设备。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明通过一体化设计的分析系统实时监测rto装置前有机废气的总量，rto装置后有机废气特征因子分量，通过与标准值比较确认是否符合排放标准，并通过分量计算rto装置后有机废气总量，从而计算rto装置处理效率，当处理效率低于预设值时提醒企业更换蓄热体。

本发明提供的设备功能更强大，可以监测rto装置后有机废气排放的特征因子分量浓度，并计算rto装置后有机废气排放，还可以实时监测rto装置前有机废气的总量，从而计算rto装置有机废气处理效率，所有电气控制及计算由微控制系统实现。

本发明提供的设备更加智能化，通过实时监测rto装置有机废气处理效率，可反映整个装置的运行及处理效率，并通过微控制系统及时提醒企业对rto装置维护。

本发明提供的设备更加小型化，通过一体化设计，rto装置有机废气处理系统的双分析流路公用一个分析箱体，使得监测设备体积减半。

附图说明

图1是本发明实施例提供的rto装置有机废气处理效率在线监测系统结构图；

图中：ss1-1、rto后监测排口；ss1-2、rto前监测排口；sa1-1、rto后采样器；sa1-2、rto前采样器；hl1-1、rto后伴热管线；hl1-2、rto前伴热管线；cap1-1、第一毛细管；cap1-2、第二毛细管；cap1-3、第三毛细管；cap1-4、第四毛细管；of1-1、第一过滤器；of1-2、第二过滤器；dp1-1、第一抽气泵；dp1-2、第二抽气泵；sv1-1、第一电磁阀；sv1-2、第二电磁阀；sv1-3、第三电磁阀；sv1-4、第四电磁阀；sv1-5、第五电磁阀；sv1-6、第六电磁阀；sv1-7、第七电磁阀；r401、第一限流器；r501、第二限流器；gs1-1、第一烟气检测器；gs1-2、第而烟气检测器；pv1-1、气动阀；mv1-1、多位阀；cc1-1、色谱柱；rh1-1、湿度传感器；jy1-1、集液罐；nv1-1、第一针阀；nv1-2、第二针阀；in1-1、第一标气/零气进口；in1-4、第二标气/零气进口；in/out1-1、第三标气/零气进口；in1-3、压缩空气入口；out1-1、第一烟气排口；out1-2、第二烟气排口；out1-5、第三烟气排口；out1-3、平衡口；out1-4、液体排口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术仅在于监测有机废气排放是否符合国家排放标准，而没有通过一体化设计的分析系统实时监测rto装置前有机废气的总量，没有通过有机废气特征因子分量与标准值比较确认是否符合排放标准；当处理效率低于预设值时不能提醒企业更换蓄热体。

本发明实施例提供的rto装置有机废气处理效率在线监测方法，包括：

一体化双通道有机废气分析仪；一体化双通道有机废气分析仪包括rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路；

微控制系统，采用嵌入式微控制系统，实现整个系统的实时、在线、智能化控制整个系统的运行及数据采集处理传输；

当rto装置后废气特征因子分析流路测出有机废气排放浓度超出预设浓度，微控制系统将把信号进行传输给设备运维中心，设备运维中心第一时间获取设备信息；当rto装置后废气特征因子分析流路测出有机废气排放浓度未超出预设浓度，但有机废气浓度有一直上升的趋势，微控制系统将发出信号进行提醒；

rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路分析不正常，微控制系统自动分析出现的问题并解决；若仍然无法解决故障，微控制系统发出信号提醒设备运维中心；

微控制系统接收rto装置前废气总量分析流路和rto装置后废气特征因子双分析流路在正常工作状态测出的有机废气浓度，并计算rto装置处理效率所有数据实时传送给设备运维中心，若设备处理效率低于预设值进行报警，从而实现有机废气处理效率在线分析和智能化控制。

下面结合具体分析对本发明的应用作进一步描述。

图1，本发明rto装置有机废气处理效率在线分析系统包括rto装置前和rto装置后的双分析流路监测系统及微控制系统。

rto装置前分析流路系统包括rto前监测排口ss1-2、rto前采样器sa1-2、rto前伴热管线hl1-2、第三毛细管cap1-3、第六电磁阀sv1-6、第二过滤器of1-2、第二抽气泵dp1-2、第四毛细管cap1-4、第七电磁阀sv1-7、限流器r501、第二烟气检测器gs1-2。

rto装置前分析流路系统的正常工作状态：烟气在第二抽气泵dp1-2的抽吸下，由rto前监测排口ss1-2进入rto前采样器sa1-2，采样器具有粗过滤，一般在2微米，采样器可以加热到180℃，能够保持烟气处于原来的相态而不发生变化；烟气经采样器后进入rto前伴热管线hl1-2，伴热管线温度与采样器温度设定一致，烟气随后进入第二过滤器of1-2，经精细过滤，过滤精度可达0.5微米，然后流经抽气泵进入限流器r501，限流器r501限制一定的烟气流速进入第二烟气检测器gs1-2，第二烟气检测器gs1-2分析出烟气中有机废气的总量，多余烟气经第四毛细管cap1-4和第七电磁阀sv1-7排出。当第二烟气检测器gs1-2为氢火焰离子化检测器时，分析箱温度设置为80℃，rto装置前流路系统将实时在线监测有机废气中总烃的含量。

rto装置前分析流路系统的标定状态：第四零气或标气从入口in1-4进入六电磁阀sv1-6和第三毛细管cap1-3，随后进入伴热管线hl1-2、rto前采样器sa1-2，再流入rto前伴热管线hl1-2经第二过滤器of1-2、第二抽气泵dp1-2、第二限流器r501进入第二烟气检测器gs1-2实现rto装置前分析流路系统的零点和量程标定。

rto装置前分析流路的仪表标定状态：第一零气或标气从入口in/out1-1进入第七电磁阀sv1-7，经第四毛细柱cap1-4预热后进入第二限流器r501随后进入第二烟气检测器gs1-2实现rto装置前流路分析仪表的零点和量程标定，多余气体从抽气泵流出。

rto装置后分析流路系统包括rto后监测排口ss1-1、rto后采样器sa1-1、rto后伴热管线hl1-1、第一电磁阀sv1-1、第一毛细柱cap1-1、第一过滤器of1-1、第二电磁阀sv1-2、第一气动阀pv1-1、第三电磁阀sv1-3、第二毛细柱cap1-2、第一限流器r401、第一多位阀mv1-1、色谱柱cc1-1、第一烟气检测器gs1-1、湿度传感器rh1-1、第四电磁阀sv1-4、第五电磁阀sv1-5、集液罐jy1-1、第一抽气泵dp1-1、第以针阀nv1-1、第二针阀nv1-2。

rto装置后分析流路系统的正常工作状态：第一烟气在抽气泵dp1-1的抽吸下，由rto后监测排口ss1-1进入rto后采样器sa1-1，采样器具有粗过滤，一般在2微米，采样器可以加热到180℃，能够保持烟气处于原来的相态而不发生变化；烟气经采样器后进入rto后伴热管线hl1-1，rto后伴热管线hl1-1温度与采样器温度设定一致，烟气随后进入第一过滤器of1-1，经精细过滤，过滤精度可达0.5微米；随后烟气经过第一气动阀pv1-1，高温气动阀可以保证烟气不失真，此时第一气动阀pv1-1处于打开模式，由于第一限流器r401具有限流作用，一部分烟气经过限流器进入湿度传感器rh1-1测定烟气湿度，另一部分进入多位旋转阀定量管路，此时第五电磁阀sv1-5关闭，第四电磁阀sv1-4打开，左右相通，随后进入集液罐jy1-1，若有水分会在集液罐中冷凝，最后样气被抽出并排空，第一针阀nv1-1用于调节第一抽气泵的抽气能力；第二针阀nv1-2用于排空集液罐中的液体。采样结束后，打开第二电磁阀sv1-2，压缩空气进入第一气动阀pv1-1，气动阀关闭，打开第五电磁阀sv1-5，关闭第四电磁阀sv1-4，待烟气在平衡口out1-3平衡后，转动多位阀，烟气进入色谱柱cc1-1分离后进入第一烟气检测器gs1-1，分析出vocs各特征因子的浓度，样品分析结束，计算总量，用于计算rto装置处理效率。当第一烟气检测器gs1-1为氢火焰离子化检测器时，分析箱温度设置为80℃，将实时监测有机废气中的甲烷和非甲烷总烃，总烃由甲烷和非甲烷相加得到；或实时监测有机废气中的总烃和甲烷，非甲烷总烃由总烃减去甲烷得到。

rto装置后分析流路系统的标定状态：第一零气或标气从入口in1-1进入第一电磁阀sv1-1和第一毛细管cap1-1，随后进入伴热管线hl1-1、采样器sa1-1，再流入伴热管线hl1-1经第一过滤器of1-1、第一气动阀pv1-1，随后一部分零气或标气进入第一限流器r401、湿度传感器rh1-1及后续管路，另一部分进入多位阀定量管路。标准气体采样结束后，打开第二电磁阀sv1-2，压缩空气进入第一气动阀pv1-1，气动阀关闭，打开第五电磁阀sv1-5，关闭第四电磁阀sv1-4，待烟气在平衡口out1-3平衡后，转动多位阀，烟气进入色谱柱cc1-1分离后进入第一烟气检测器gs1-1，对分析系统各特征因子的零点和量程进行标定。

rto装置后分析流路仪表的标定状态：第一电磁阀sv1-1关闭，第二电磁阀sv1-2关闭，从而关闭第一气动阀pv1-1，第三电磁阀sv1-3打开，第一零气或标气从入口in1-1进入第三电磁阀sv1-3和第二毛细管cap1-2，随后一部分零气或标气进入第一限流器r401、湿度传感器rh1-1及后续管路，另一部分进入多位阀定量管路。标准气体采样结束后，打开第五电磁阀sv1-5，关闭第四电磁阀sv1-4，待烟气在平衡口out1-3平衡后，转动多位阀，烟气进入色谱柱cc1-1分离后进入第一烟气检测器gs1-1，对分析系统各特征因子的零点和量程进行标定。

微控制系统控制整个系统的运行及数据采集处理传输。当rto装置后分析流路系统测出有机废气排放浓度超出预设浓度，微控制系统将把信号传输给企业及设备运维人员，企业和设备运维人员将第一时间获取设备信息；当rto装置后分析流路系统测出有机废气排放浓度未超出预设浓度，但有机废气浓度有一直上升的趋势，微控制系统将发出信号提醒企业及设备运维人员关注设备状况，以防设备轻微故障导致超标排放；rto装置前或rto装置后分析流路系统分析不正常，微控制系统将自动分析出现的问题并尝试解决，若尝试三次仍然无法解决故障，微控制系统将发出信号提醒企业及设备运维人员关注设备状况。微控制系统接收rto装置前后分析流路系统在正常工作状态测出的有机废气浓度，并计算rto装置处理效率所有数据实时传送给企业及设备运维人员，若设备处理效率低于预设值将报警，企业及设备运维人员可及时调整工艺或更换材料，从而实现有机废气处理效率在线分析系统的智能化控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。