一种VOCs气体检测方法及装置与流程

本发明具体涉及污染源监测技术领域，进一步涉及一种VOCs气体检测方法及装置。

背景技术：

(VOCs，Volatile Organic Compounds)挥发性有机物，按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。VOCs化合物大多具有大气化学反应活性，是光化学烟雾的重要前提物，根据化学性质，VOCs分芳香烃，脂肪烃，卤代烃，酯，醛，酮，醇等八类。大气中VOCs的来源主要是工业生产，但近年来随着人们生活水平的不断提高，居住条件的改善，室内装修越来越讲究，室内空气污染造成的人体健康危害报道越来越多，已经逐渐成为当今社会关注的焦点。室内环境污染的来源包括室外空气污染，建筑装饰材料，家具和办公用品三个方面。室内空气质量变差部分原因是室外大气污染日益严重，室内装饰和装修材料的大量使用也导致室内空气质量恶化。空调系统和隔音玻璃等材料在室内的广泛使用，使室内通风受到限制，进一步导致VOCs的不断积累。相关文献资料显示，目前国内VOCs的主流检测分析方法，仅可测定环境空气中65种挥发性有机物。

人们每天平均有80％以上的时间在室内度过，与其他污染物相比，现代家庭室内空气中存在的有机物污染更为普遍，其人群暴露范围广，风险大，在这种环境中停留的人群，容易产生皮肤过敏、疲劳、嗜睡、眩晕等短期不良反应。长期接触VOCs将对人的皮肤，呼吸系统和心血管系统造成极大伤害。最常见的两类污染物质为甲醛和苯系物.它们被公认为是高毒性、致病、致癌的有毒化合物。甲醛存在于多种建筑材料中，它是一种毒性很强的物质，人体长期处于甲醛超标环境中，会引发癌变或者身体畸变。苯系物普遍存在于油漆，涂料等建筑材料中，能损害血液成分和心血管系统，引起胃肠道紊乱，诱发免疫系统、内分泌系统及造血系统疾病，造成代谢缺陷，甚至有致癌作用。世界卫生组织认为，室内空气中的VOCs会导致人体产生头痛，恶心，疲劳，皮肤红肿等症状。

目前，关于室内VOCs的大部分的研究方法和监测技术单一，多以固相萃取(采样为吸附剂捕集)－气相色谱法(GC-MS分析)研究为主，现有GC-MS法无法准确分析低碳链的烷烃，烯烃，炔烃，测得的VOCs种类不够完全，且该方法采样和分析过程复杂，分析时间长，测量成本高。目前国内VOCs的主流检测分析方法，仅可测定环境空气中65种挥发性有机物。由于VOCs成分极其复杂，因此单一方法难以完成全部研究目标，当前VOCs监测技术质量保证、质量控制程序仍需完善，常规监测标准有待统一。对于定量研究VOCs排放源对二次污染物生成的潜力贡献，需要考虑VOCs在大气过程中的损耗，因为这些损耗很有可能是空气污染的主要贡献来源，从而也就对分析技术提出了更高的要求，包括有效控制样品富集系统进样量、水分管理系统设计以及富集冷阱的低温获取方式等。解决上述技术问题的难度和意义：鉴于VOCs成分极其复杂，现有技术无法检测痕量VOCs种类及浓度，使得TVOC检测结果偏低，对比评价标准，由于数据完整性明显不足，会造成评价结论准确性不够。

技术实现要素：

本发明提供了一种VOCs气体检测方法，用于有效对空气中的甲烷、苯系物和总烃含量进行检测。

本发明提供的VOCs气体检测方法包括：

根据第一色谱分析规则，对样品进行第一分离处理，得到总烃和非总烃；

对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量；

根据第二色谱分析规则，对总烃进行第二分离处理，得到甲烷和非甲烷样品；

对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量；

根据第三色谱分析规则，对非甲烷样品进行第三分离处理，得到苯系物和非苯系物；

对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量。

可选的，

步骤所述根据第二色谱分析规则，对总烃进行第二分离处理，得到甲烷和非甲烷样品之后，步骤所述对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量之前还包括：

根据第一烃类反吹规则，对所述甲烷进行第一反吹处理。

可选的，

步骤所述根据第三色谱分析规则，对非甲烷样品进行第三分离处理，得到苯系物和非苯系物之后，步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量之前还包括：

根据第二烃类反吹规则，对所述苯系物进行第二反吹处理。

可选的，

步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量之前的步骤中的载气为零气，步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量的载气为氮气。

可选的，

所述氮气纯度不小于99.999％，所述氮气输入压力不小于0.4Mpa。

可选的，

步骤所述对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量，以及步骤对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量，在第一FID检测设备中进行；

步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量，在第二FID检测设备中进行。

可选的，

当所述甲烷由第一十通阀进入六通阀时，对所述甲烷进行第一反吹处理。

可选的，

当所述苯系物由六通阀进入第二十通阀时，对所述苯系物进行第二反吹处理。

本发明还提供了一种应用上述的VOCs气体检测方法的VOCs气体装置，具体包括：

第一分离单元，用于根据第一色谱分析规则，对样品进行第一分离处理，得到总烃和非总烃；

第一检测单元，用于对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量；

第二分离单元，用于根据第二色谱分析规则，对总烃进行第二分离处理，得到甲烷和非甲烷样品；

第二检测单元，用于对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量；

第三分离单元，用于根据第三色谱分析规则，对非甲烷样品进行第三分离处理，得到苯系物和非苯系物；

第三检测单元，用于对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量。

可选的，

所述第一检测单元和所述第二检测单元集成配置在第一FID检测设备中；

所述第三检测单元被配置在第二FID检测设备中。

本发明通过将色谱分析和FID检测方法结合，有效对空气中的甲烷、非甲烷总烃和苯系物进行分离，再逐一进行检测，并得出检测结果。与现有技术相比，所用时间更短，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明VOCs检测方法实施例的流程图；

图2为本发明VOCs检测装置的结构原理图；

图3为本发明VOCs检测装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种VOCs气体检测方法，用于有效对空气中的甲烷、苯系物和总烃含量进行检测。

请参阅图1，本发明提供的VOCs气体检测方法包括：

101、根据第一色谱分析规则，对样品进行第一分离处理，得到总烃和非总烃；

在本实施例中，样品以零气作为载气经由色谱柱，分为总烃和非总烃，其总烃为有害成分VOCs进入后续流程处理，非总烃为无害成分，不做处理，可以排出或者过滤掉，在此不做具体限定。

102、对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量；

在本实施例中，(FID，flame ionization detector)氢火焰离子化检测器，以氢气在空气中燃烧为能源，载气(N2)携带被分析组分和可燃气(H2)从喷嘴进入检侧器，助燃气(空气)从四周导入，被测组分在火焰中被解离成正负离子，在极化电压形成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集、输出，经阻抗转化，放大器放大电信号，便获得可测量的电信号。由于氢火焰离子化检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏度，但对不可电离的无机化合物无响应，所以非常适合大气中痕量有机物的分析。

103、根据第二色谱分析规则，对总烃进行第二分离处理，得到甲烷和非甲烷样品；

在本实施例中，该步骤结束后，为了去除甲烷中的烃类物进行反吹处理。该处理在切换阀的色谱仪中发生，目标组分进入色谱柱柱，而非目标组分经过放空口放空。从而起到降噪的效果。

104、对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量；

在本实施例中，需要说明的是，步骤所述对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量，以及步骤对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量，在第一FID检测设备中进行。从而有效的节省程序，有效节省设备。

105、根据第三色谱分析规则，对非甲烷样品进行第三分离处理，得到苯系物和非苯系物；

本实施例中，对所述苯系物进行反吹处理，其作用与前述反吹降噪作用一致，不做赘述。

106、对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量。

本实施例中，步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量之前的步骤中的载气为零气，步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量的载气为氮气。

需要说明的是，所述氮气纯度不小于99.999％，所述氮气输入压力不小于0.4Mpa。

可选的，

步骤所述对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量，以及步骤对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量，在第一FID检测设备中进行；

步骤所述对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量，在第二FID检测设备中进行。

可选的，

当所述甲烷由第一十通阀进入六通阀时，对所述甲烷进行第一反吹处理。

可选的，

当所述苯系物由六通阀进入第二十通阀时，对所述苯系物进行第二反吹处理。

本实施例相对于现有技术有如下有益效果:

1.采用双FID检测器，可在最短时间同时监测非甲烷总烃、甲烷及苯系物浓度；

2.非甲烷总烃的分析流路采用零气作为载气，减少氮气使用量，减少了跟换氮气的频次；

3.由于采用机械阀控制流量，当氢气的水分未完全除尽时，对仪器并没有太大影响；

4.开机后仪器自动运行，无需人为干预，做到真正的在线检测。

请参阅图2，本发明还提供了一种应用上述的VOCs气体检测方法的VOCs气体装置，具体包括：

第一分离单元201，用于根据第一色谱分析规则，对样品进行第一分离处理，得到总烃和非总烃；

第一检测单元202，用于对总烃使用第一FID检测方法，得到所述总烃的含量；

第二分离单元203，用于根据第二色谱分析规则，对总烃进行第二分离处理，得到甲烷和非甲烷样品；

第二检测单元204，用于对所述甲烷使用第二FID检测方法，得到所述甲烷的含量；

第三分离单元205，用于根据第三色谱分析规则，对非甲烷样品进行第三分离处理，得到苯系物和非苯系物；

第三检测单元206，用于对所述苯系物使用第三FID检测方法，得到所述苯系物的含量。

需要说明的是，所述第一检测单元202和所述第二检测单元204集成配置在第一FID检测设备中；

所述第三检测单元206被配置在第二FID检测设备中。

请参阅图3，实际应用中，本发明中的VOCs气体检测装置可以包括两个十通阀，一个六通阀，以及两个FID，两个色谱柱以及相应的定量环和减压阀。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有VOCs气体检测装置执行时实现如上述所述VOCs气体检测方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。