焦化污染物檢測方法
摘要：國家質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會頒布的最新國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12710-2008《焦化安全規(guī)程》于2009年12月1日開始實(shí)施，新規(guī)程將取代GB-12710-1991。在焦化氣體監(jiān)控方面新增7種有機(jī)化合物和兩種氮、硫氧化物的檢測。總體來看，新標(biāo)準(zhǔn)對職業(yè)安全、環(huán)保、健康提高了要求，特別是對于職業(yè)健康，新標(biāo)準(zhǔn)增加了7種致癌物質(zhì)濃度的限制。在環(huán)保方面，新標(biāo)準(zhǔn)對主要大氣污染物的氮、硫氧化物濃度也有了更嚴(yán)格的限制。
關(guān)鍵詞：焦化物,氮氧化物,硫氧化物,檢測
煤焦化是冶金工業(yè)的一個重要化工過程，煤炭主要加工方法是高溫?zé)捊，提取有用的化學(xué)產(chǎn)品，回收可燃?xì)怏w。產(chǎn)品焦碳可作高爐冶煉的燃料，也可用于貴重、有色金屬冶煉。在煉焦過程中產(chǎn)生的化學(xué)產(chǎn)品，經(jīng)過回收、處理和加工可以獲得焦?fàn)t煤氣、煤焦油，以及苯、甲苯、二甲苯、萘、氨、硫化氫、二硫化碳等等，這些產(chǎn)品是化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)的重要原料。
煤氣安全是冶金企業(yè)安全的重點(diǎn)內(nèi)容。氣體安全事故頻繁發(fā)生，多種有機(jī)蒸汽對工作人員健康的慢性侵害，給職業(yè)安全埋下了不確定的隱患。煤焦化生產(chǎn)環(huán)境是冶金企業(yè)環(huán)境問題的重點(diǎn)，大量的有機(jī)和無機(jī)揮發(fā)物泄漏對環(huán)境帶來嚴(yán)重污染，同時也是能源和資源的浪費(fèi)。
本文主要討論焦化行業(yè)有機(jī)污染物（TVOC）工作場所限值標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法，以及光離子化檢測技術(shù)（PID）在有機(jī)揮發(fā)物檢測方面的特點(diǎn)。
1． 新標(biāo)準(zhǔn)對焦化工作場所空氣中有毒物
質(zhì)容許濃度的規(guī)定（單位：毫克/立方米）
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從表中可以看出，新標(biāo)準(zhǔn)增加了苯逸散物和焦揮發(fā)物，它們的主要成分是多種揮發(fā)性有機(jī)化合物的混合物，即TVOC。
2. TVOC的檢測方法
有機(jī)揮發(fā)物的檢測原理主要有以下幾種形式：電化學(xué)傳感器、半導(dǎo)體氧化物傳感器、紅外傳感器和最新技術(shù)的光離子化傳感器（PID）。在以上幾類檢測技術(shù)中，由于VOC氣體的理化特性，電化學(xué)方法只能檢測其中小部分有機(jī)化合物，而且其使用壽命也無法滿足客戶實(shí)際使用的要求。半導(dǎo)體氧化物傳感器的檢測靈敏度較高，但由于其對碳、硫、氮氧化物有較大的響應(yīng)，而不能用于焦化行業(yè)。紅外方法的檢測穩(wěn)定性、選擇性較好，但無法檢測多種氣體。煤焦化混合芳烴中含有幾十種有機(jī)物，他們的化學(xué)性質(zhì)差異較大，而PID檢測技術(shù)是無損壞的物理檢測技術(shù)，拋開化學(xué)性質(zhì)的差異，以物理（電離）的方法對多種有機(jī)化合物如苯、甲苯、二甲苯、萘、酚、酮等進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，檢測精度可達(dá)1ppb水平，是目前首選的VOC檢測技術(shù)。
3. 光離子化技術(shù)
光離子化檢測器由調(diào)制電場、無極紫外光源和電離室組成，中間由可透紫外光的光窗相隔。在電離室內(nèi)，待測組分的分子吸收紫外光能量發(fā)生電離，選用不同能量的紫外燈（9.8eV，10.6eV，11.7eV），可選擇性地測定各種有機(jī)化合物。
有機(jī)化合物的分子在紫外光的激發(fā)作用下電離成為正負(fù)離子；在電場的作用下，在電極間發(fā)生遷移產(chǎn)生的電流與氣體濃度成正比，高精度檢測電路對變化的信號進(jìn)行運(yùn)算處理，實(shí)時得出現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)。
4. 光離子化檢測器的特點(diǎn)
（1）光離子化檢測器對大多數(shù)有機(jī)物可產(chǎn)生響應(yīng)信號。光離子化檢測器不但具有較高的靈敏度，還可簡便地對樣品進(jìn)行快速檢測處理。在分析如芳烴和烯烴時，其響應(yīng)靈敏度可比火焰離子化檢測器高約30倍。
（2）具有較寬的線性范圍，無極紫外燈、電離室、電極體積小，適合便攜式和固定式在線監(jiān)測。它是一種非破壞性檢測器，還可和色譜儀（GCRAE1000）聯(lián)用，以獲取更加精確的信息。
（3）可在常壓下進(jìn)行操作，不需使用氫氣、氮?dú)獾龋喕烁綄僭O(shè)備，實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全；檢測范圍非常寬1ppb-10000ppm（苯），響應(yīng)時間小于10秒，無檢測記憶，恢復(fù)快。
5. 光離子化檢測器（RAEGuard PID，檢測量程0-100ppm）對焦化有機(jī)蒸汽的CF值：
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注：此校正系數(shù)CF值是對應(yīng)于異丁烯的標(biāo)定值，含義是對異丁烯的相對靈敏度。RAE Systems的儀器已經(jīng)嵌入CF值，無需換算，使用時調(diào)出此參數(shù)即可。
6. 國內(nèi)冶金企業(yè)的狀況
通過對新標(biāo)準(zhǔn)的研究和國內(nèi)冶金企業(yè)的實(shí)際調(diào)研，大部分冶金焦化企業(yè)的作業(yè)環(huán)境污染超過國家標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)為以下幾個原因：
（1）部分企業(yè)焦化裝置技術(shù)落后，有害物質(zhì)泄漏嚴(yán)重，通過檢修根本無法徹底解決問題。
（2）原有焦化項(xiàng)目的重點(diǎn)防范氣體是可能導(dǎo)致人員中毒的一氧化碳和導(dǎo)致爆炸事故發(fā)生的氫氣，忽略了對苯等有毒有機(jī)蒸汽危害的防范。
（3）國內(nèi)大型焦化項(xiàng)目建設(shè)年代，由于檢測技術(shù)的限制，有機(jī)蒸汽檢測技術(shù)還不成熟，無法配套裝備。
（4）企業(yè)工作人員對有機(jī)蒸汽危害的認(rèn)識是一個緩慢的過程。如今，更多的企業(yè)管理者和現(xiàn)場工作人員開始逐漸認(rèn)識到有機(jī)蒸汽的危害程度。
（5）隨著環(huán)保意識的加強(qiáng)，企業(yè)、個人對環(huán)境的關(guān)注都在加強(qiáng)，企業(yè)污染已經(jīng)不單是企業(yè)內(nèi)部的問題，一個焦化企業(yè)的污染不但影響到企業(yè)周邊的環(huán)境，嚴(yán)重者將影響到一個城市。
7. 小結(jié)
冶金焦化企業(yè)都建立有完善的一氧化碳與可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)，根據(jù)GB 12710-2008《焦化安全規(guī)程》的要求，在新建項(xiàng)目和技改項(xiàng)目的實(shí)施上，或在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上應(yīng)增加TVOC檢測器——PID。PID技術(shù)可以解決新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的9種焦化有機(jī)氣體的檢測，使企業(yè)對環(huán)境污染的程度從定性的了解向定量的管理轉(zhuǎn)變，這也是一項(xiàng)“HSE”的對企業(yè)管理的基本要求。
參考文獻(xiàn)：
（1）RAE Systems AP-000, RAE PID Training Out line
（2）RAE Systems TN-106, Correction Factors, Ionization Energies, And Calibration Characteristics
（3）俞志鶴，“VOC對職業(yè)安全和健康的影響及其檢測技術(shù)評述”，中國職業(yè)安全健康協(xié)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集，第278-283頁
（4）《GB 12710-2008 焦化安全規(guī)程》
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