有机挥发物
1.
VOCs 的定义
VOCs 的学术定义:是指在正常状态下(20℃,101.3kPa ),蒸气压在0.1mmHg (13.3Pa )以上沸点在260℃(500℉) 以下的有机化学物质。
2.VOCs 的特性
●均含有碳元素,还含有H 、O 、N 、P 、S 及卤素等非金属元素。 ● 熔点低,易分解,易挥发,均能参加大气光化学反应,在阳光下产生光化学烟雾。
●常温下,大部分为无色液体,具有刺激性或特殊气味。 ● 大部分不溶于水或难溶于水,易溶于有机溶剂。
● 种类达数百万种,大部分易燃易爆,部分有毒甚至剧毒。 ● 相对蒸气密度比空气重。
3.VOCs 的分类
VOCs 按其化学结构,可以分为:烃类(烷烃、烯烃和芳烃)、酮类、酯类、醇类、酚类、醛类、胺类、腈(氰)类等。
4. 常见VOCs 的理化性质
所列部分VOCs 选自GBZ2.1《国家职业卫生标准---工作场所有害因素职业接触限值—化学有害因素》
VOCs 的主要危害
1. 总体危害
(1)危害环境
① 在阳光和热的作用下参与氧化氮反应形成臭氧,导致空气质 量变差并且是夏季光化学烟雾、城市灰霾的主要成分;
② VOCs 是形成细粒子 (PM2.5)和臭氧的重要前体物质,大气
中VOCs 在PM2.5中的比重占20%~40%左右,还有部分PM2.5由
VOCs转化而来;
③ VOCs 大多为溫室效应气体--导致全球范围内的升温。
(2)危害健康
① 刺激性&毒性
VOCs超过一定浓度时,会刺激人的眼睛和呼吸道,使皮肤过敏、
咽痛与乏力; VOCs 很容易通过血液-大脑的障碍,损害中枢神经;VOCs 伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。
② 致癌性、致畸作用和生殖系统毒性
2. 常见毒性VOCs 的具体危害
注:皮:指因皮肤、黏膜和眼睛直接接触蒸气、液体和固体,通过完整的皮肤吸收引起的全身效应 敏:指已被人或动物资料证实该物质可能有致敏作用
G1:指国际癌症组织(IARC )确认为致癌物;
G2B :指为可疑人类致癌物
3. 常见毒性VOCs 的容许浓度
注:① 中国职业接触限值悉依GBZ2.1-2007《工作场所有害因素职业接触限值—化学有害因素》。② 美国标准悉依NIOSH (职业安全健康研究所)或OSHA (美国职业安全与健康管理局) 标准。
4. 苯中毒
(1)苯中毒原因
主要是因苯在肝中细胞色素P450单加氧酶作用下被氧化为环
氧苯有毒中间体,环氧苯在肝脏和骨髓中通过代谢形成苯酚、邻苯/对苯二酚、邻苯醌、对苯醌等代谢产物,该等代谢物进入细胞后,与细胞核中的DNA 结合,会使染色体变化,直至癌变。
(2)苯与白血病
1897年Nenoir 与Claude 报道了第1例苯作业工人白血病。 白血病患者中, 很大部分与苯及其有机制品有接触历史。卫生 机构对苯接触人员的健康状况进行的调查表明:白血病的发病 与苯接触的时间、浓度相关。苯引起的白血病多在时间、高
浓度接触后发生,最短6月,最长23年。
(3)职业接触
①以苯为最终或中间产物的石油、化工行业, 如煤化工中的干
溜、焦炉气、煤焦油分馏;石化中的连续重整、苯抽提、苯 乙烯、干气制乙苯、PX 、乙烯等。
②以苯为生产原料的染料、药物、香料、农药、塑料、合成橡
胶等行业。
③以苯为溶剂及稀释剂的油漆、印刷、电镀、油墨、粘胶、树
脂、制鞋等行业。
(4)侵入途径:吸入、食入、经皮肤吸收
☆ 嗅出苯的气味时,它的浓度大概是0.5-1.5ppm ,这时就应该
注意到中毒的危险。
VOCs 检测法律依据
一、 VOCs检测的法律依据
1、安全生产法规
(1)《危险化学品安全管理条例》(中华人民共和国国务院令第
344号)第18条:危险化学品的生产、储存、使用单位,应当
在生产、储存和使用场所设置报警装置。
(2)《生产过程安全卫生要求总则》(GB/T 12801 -2008) 5.3.1.c :
对产生危险和有害因素的过程,应配置监控检测仪器仪表。
(3)《产许可证条例》(国务院令第397号 2004)第6条:企业 取得安全生产许可证,应当具备下列安全生产条件:(十一)有重大危险源检测、评估、监控措施和应急预案。
(4)《危险化学品重大危险源 罐区 现场安全监控装备设置规范》 (AQ 3036-2010)
2、职业健康卫生法规
(1)《中华人民共和国职业病防治法》 第23条:对可能发生职 业损伤的有毒、有害工作场所, 用人单位应当设置报警装置。
(2)《国家职业卫生标准-工业企业设计卫生标准》(GBZ 1
-2010) 6.1.6 应结合生产工艺和毒物特性,在有可能发生急性 职业中毒的工作场所,根据自动报警装置技术发展水平设计自动 报警或检测装置。
(3)《工作场所有害因素职业接触限值—化学有害因素》
(GBZ2.1-2007)
(4)《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》(国务院 2002年 第 352)第11条:可能突然泄漏大量有毒物品或者易造成急性中毒 的作业场所, 设置自动报警装置。
3、环保法规
(1)《国家环境保护“十二五”科技发展规划》(2011,环保部) 该 文将“有机污染物自动监测系统”列为“支持关键技术、装备和 产品研发”项目。
(2)《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(2012,环保部) 该文规定“工业VOCs 排放逐步安装在线连续监测系统,厂界安装 VOCs 环境监测设施”。
(3)《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意
见》(国办发[2010]33号)(二十三) 各地环保部门应加强对重点 企业的监督性监测, 并推进其安装污染源在线监测装置。
4、生产使用法规
(1)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》
(GB50493-2009)
(2)《石油化工企业设计防火规范》(GB50160-2008)第4.6.11
条:在使用或产生甲类气体或甲、乙A 类液体的装置内,宜按区域控制和重点控制相结合的原则,设置可燃气体报警器探头。
二、毒性VOCs 的检测范围
1、确定依据
(1)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB50493-2009) 5.3.1(4)“有毒气体的测量范围宜为0~300%最
高容许浓度或0~300%短时间接触容许浓度”。
(2)《国家职业卫生标准-工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2.1—2007)
4.1 工作场所空气中化学物质容许浓度:苯的PC-STEL 为10mg/m3 (2.87ppm)(3)《国家职业卫生标准-工作场所有毒气体检测报警装置设置规范》(GBZ/T223-2009) 5.3 气体检测仪检测范围0~10倍PC-STEL ,最小检测量≤0.5倍PC-STEL
2、苯的检测范围
(1)依据上述规定,苯的检测范围分别为:2.87ppm×3 = 8.61
ppm ≈ 9 ppm
(2)目前国际、国内苯检测器的实际测量范围:
① 固定式:0-10 / 20 ppm
② 便携式:0-1,000 /2,000 ppm(主要用于测漏)
三、 毒性VOCs 探测器报警点的设定(以苯为例)
1、设定依据
(1)《国家职业卫生标准-工业企业设计卫生标准》(GBZ
1-2010)
6.1.6.3 毒物报警值应根据有毒气体毒性和现场实际情况至少
设警报值和高报值。预报值 为MAC 或PC-STEL 的1/2,无PC-STEL 的化学物质, 预报值可设在相应超限倍数值的1/2;警报值 为PC-STEL 值,无PC-STEL 的化学物质,警报值可设在相应超限倍数值;高报值 应综合考虑有毒气体毒性、作业人员情况、事故
后果、工艺设备等各种因素后设定。
(2)《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》
(GB50493-2009)5.3.3(3)有毒气体的报警设定值宜小于或等于100%最高容许浓度或短时间接触容许浓度。
(3)《危险化学品重大危险源 罐区 现场安全监控装备设置规范》(AQ3036-2010)4.3.6 有毒气体报警至少分为两级,第一级报警阈值为最高允许浓度的75%;第二级报警值为最高允许浓度的2倍-3倍。
2、苯检测器的报警设定值
(1)、按上述要求,苯检测器的报警设定值应为:
①低段报警设定值: PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 )的1/2,约
1.5ppm (实际为3-5ppm );
② 高段报警设定值:PC-STEL 3.08ppm(10mg/m3 ),约3ppm (实
际为5-7ppm )。
(2)、实际应用中苯探测器的建议报警设定值为:
①低段报警设定值:一般为 1.5-3ppm (量程0-10ppm ); ② 高段报警设定值:一般为 3-7ppm (量程0-10ppm )。
PID 检测技术介绍
1. 什么是PID ?
PID 是英文 Photo Ionization Detection–即“光离子化检测”的英文首字母缩写。
PID的基本原理是利用惰性气体真空放电现象所产生的紫外线
(VUV),使待测气体分子发生电离,并通过
测量离子化后的气体所产生的电流强度,从而得到待测气体浓度。
2. 光离子(PID )检测方法具有哪些优点?
(1) 精度高,可满足低浓度苯的定量检测
(2) 抗干扰性强,石化行业常见气体(烷烃)不易对其产生的影响
(3) 配合泵吸式进气,响应迅速,恢复快;
(4) 是一种非破坏性检测器,它不会“燃烧”或永久性改变待测气体
3. PID 传感器原理
PID 传感器由紫外灯光源和离子室等主要部分构成,在离子室有正负电极,形成电场,有机挥发物分子在
高能紫外线光源激发下,产生负电子和正离子,这些电离的微粒在电极间形成电流,经检测器放大和处理后输
出电流信号,最终检测到ppm 级的浓度。
4. PID 能检测哪些气体?
主要是各种人工合成的不饱和烃类及大分子、长链的有机化合物。
(1) 含碳的有机化合物:
① 卤代烃类、硫代烃类、不饱和烃类(如烯烃) 等。
② 芳香类:苯、甲苯、二甲苯(包括邻、间、对位二甲苯) 、奈等。
③ 醇类:甲硫醇、丙烯醇、正丁醇、2-丁氧基乙醇等。
④ 酮类和醛类:乙醛、醋醛、丙酮、丙烯醛等。
⑤ 胺类:二甲基胺、二甲基甲酰胺等。
(2) 部分不含碳的无机气体:氨、半导体气体(如砷、硒、溴、碘)
等。
5. PID 不能检测哪些气体?
PID不能检测大部分自然界中存在的小分子、含饱和键的化合物。
(1) 空气(N2,O2,CO2,H2O)
(2) 常见毒气(CO,HCN,SO2)
(3) 天然气(甲烷、乙烷、丙烷等) 、氢气
(4) 酸性气体(HCl,HF,HNO3)
(5) 氟里昂
(6) 臭氧
(7) 放射性物质等。
PID 探测器优势
● 优势一:采用专利真空陶管电离型PID 灯
应用最新一代光离子技术,具有远超上一代产品的寿命及检测精度(PID 灯18个月质保)。相对业内
平均6-8个月的PID 灯质保期,具有显著的技术优势同时具有更高的整体性价比。
● 优势二:采用专利双通道供气,具备自动清洗、自动调零功能
专利双气道进气系统,配合专用过滤装置,可实现自动清洗、自动调零功能。使其具有超强的对抗恶
劣环境(高湿、粉尘)的能力,同时确保检测精度,减少现场维护工作量。
● 优势三:内置长寿命隔膜泵,检测灵敏、响应迅速
1. 扩散式检测
优点:成本相对低廉
缺点:① 苯及大多挥发性有机物常温下为雾状的汽液混合物蒸
气,比空气重, 很难自由扩散透过隔爆片
进入离子室,故响应时间长(通常15分钟以上); ② 同样原因导致挥发性有机物扩散进入离子室后很难被
排出, 故恢复时间长;
③ 因PID 检测为非破坏性检测,有机蒸气会在离子室内
循环电离, 不仅缩短了探测器的寿命,更会
导致其长时间误报(通常30分钟以上);
④ 传感器和离子室不能置于防爆壳体内,受环境(温度、
湿度、粉尘)影响大,故障率高。
2. 泵吸式检测
优点:① 吸入检测,检测灵敏,响应迅速(T90
②有机蒸气吸入离子室经检测后立即被排出, 不会在离
子室内循环电离;延长了探测器的寿命,同时恢复时间
短(小于20S );
③ 传感器和离子室内置防爆壳体,避免高湿气及粉尘
的干扰,故障率低;
④ 配合专利双气道设计,可实现自动清洗和自动调零
功能,长期稳定性好。
缺点:成本相对较高。
●优势四:内置温度、湿度补偿功能
内置温湿度传感器,自动修正由温度及湿度所引起的测量偏差。保证在各种不同环境条件下,都具有同样的高测量精度。 ●优势五:采用点阵式液晶屏、中文菜单
采用128x64点阵的大尺寸液晶屏,可显示丰富的仪器运行及操作信息(包括存储报警记录、查询TWA 和STEL 等数据)。采用中文菜单,配合友好的人机界面设计,方便用户进行操作及维护。