[发明专利]一种气态有机污染物的收集方法与实现装置

说明书

技术领域

本发明属于资源与环境技术领域，涉及一种气态有机污染物的分离收集方法及其实现装置。

背景技术

工业废气，特别是加热污泥、城市生活垃圾等固体废弃物时释放出的废气，是大气污染物的重要来源。固体废弃物受热后能分解出苯酚、苯系物、多氯联苯、多环芳烃、醇、醛、酸、酯类物质，会对自然环境、人体健康、设施设备产生不利影响。如苯酚、苯系物、多氯联苯、多环芳烃及大部分醇、醛、酸、酯类物质会对环境及人体健康产生危害，醇、醛、酸、酯类物质可影响机械设备的正常使用。在学术研究中需研究不同操作工况对特征有机气态污染物排放情况的影响，为操作工艺及机械设备的改进提供依据。如何高效、便捷地对烟气组分中的特征有机气态污染物进行定性定量分析，是研究前期需要考虑的重要问题。为了更好地开展研究工作，应综合考虑各方面因素，选用合适的有机气态污染物检测方法。

目前有许多烟气的检测及分析方法。采样分析方法主要分为三类：国标法、低温吸附法及仪器在线分析法。

根据中华人民共和国国家环境保护标准，固定源排放的每一类物质都具有相应的检测标准，并且每类有机物的吸收方式都是不一样的，需要采用不同的吸收液并进行不同的前处理，才能达到分析要求。如：环境空气中苯系物的测定需用填充有聚2,6-二苯基对苯醚（Tenax）的采样管，收集污染源中的苯系物后，再进行气相色谱分析；酚类化合物的测定需用XAD-7树脂采集气态酚类化合物后经甲醇洗脱，高效液相色谱分离后进行检测；多环芳烃及多氯联苯等化合物则需采用XAD-2大孔树脂采样筒与玻璃纤维滤膜，吸收后用体积比为1/9的乙醚/正己烷混合溶剂进行回流提取，并层析分离、富集后，再进行GC-MS检测。

低温吸附法是通过冷冻，将烟气温度降低，使气体温度低于收集的气态污染物的沸点，从而使待收集的气态污染物液化而从烟气中分离出。其通常将采样管置于冷阱、冷凝或半导体制冷器中，采样时，烟气通过采样管，被测组分即冷凝于采样管内。通常水和COS₂等也被冷凝，故一般在采样管前装有碱石棉、过氯酸锰等吸除装置。冷阱中常用冷冻剂有冰—盐水（-10℃）、干冰—丙酮（-78℃）、液氮（-190℃）等。实验证明，采样温度、采样流量和采样时间对有机气体污染物中各组分的吸附率（或穿透率）有明显影响。另一方面，冷冻剂的运输、储存以及使用都有严格的条件限制。

采用大型气态污染物检测仪器进行烟气在线检测，可高效便捷地分析烟气中气态污染物的成分及含量。但设备投资成本较高，设备的日常运行费用也较高。对于检测频度并不高的实验室日常试验，或为了工况比选、优化操作参数而进行的一般研究而言，投资组建这样的实验室将造成很大的浪费。

综上，目前使用较为广泛的检测方法存在步骤繁琐、效率低下、成本较高的问题，且吸收范围较窄，适用范围并不宽泛。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种气态有机污染物的收集方法与实现装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种物料加热过程中气态有机污染物的收集方法，包括如下步骤：

（1）将物料放入加热装置中加热，保温；加热过程中，通入载气，物料受热释放出的有机气态污染物随载气逸散，由管路收集并导出至冷凝管冷凝，将有机气态污染物冷凝后的烟气分为两路；分别导入第一吸收系统、第二吸收系统中，从烟气中分离出特征有机气态污染物；

其中所述的第一吸收系统中设有第一吸收液；

所述的第二吸收系统中设有第二吸收液，或第二吸收系统设有依次串联的第二吸收液与第三吸收液；

（2）完成气态污染物收集的各吸收液经富集并分离后，进入检测系统进行检测。

所述的物料固体废弃物，包括例如污泥、生活垃圾（厨余垃圾、包装废物、粪渣、灰烬、绿化垃圾等）、农业废弃物（农资废弃物、农作物废弃物、粪渣、动物尸骸、绿化垃圾、特殊废弃物）、工业废弃物（电子垃圾、废渣、废屑、废塑胶、废弃化学品、尾矿、包装废物）等在一定温度下受热可能发生分解的固体或半固体物质。

所述的步骤（1）中的加热装置为管式炉，以每分钟10～15℃的升温速率将管式炉内温度升温至50～600℃；保温时间0.5～3小时，冷却温度按照每分钟降低10℃。

所述的载气的流速为20～60mL/min，使管式炉中的物料能较为稳定地达到设定的保温温度。流速大小根据物料在加热过程中释放出的气态物质的量而定。量大则载气流速适当放缓，量小则载气流速适当加快；可以吸收液中气泡产生的速率控制，每分钟约产生20～25个气泡，以保证吸收液能充分吸收逸散出的物质。