摘要: 國家質檢總局、國家標準化委員會頒布的最新國家標準GB 12710-2008《焦化安全規程》將於2009年12月1日開始實施,新規程將取代GB-12710-1991。在焦化氣體監控方麵新增7種有機化合物和兩種氮、硫氧化物的檢測。總體來看,新標準對職業安全、環保、健康提高了要求,特別是對於職業健康,新標準增加了7種致癌物質濃度的限製。在環保方麵,新標準對主要大氣汙染物的氮、硫氧化物濃度也有了更嚴格的限製。
煤(mei)焦(jiao)化(hua)是(shi)冶(ye)金(jin)工(gong)業(ye)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)化(hua)工(gong)過(guo)程(cheng),煤(mei)炭(tan)主(zhu)要(yao)加(jia)工(gong)方(fang)法(fa)是(shi)高(gao)溫(wen)煉(lian)焦(jiao),提(ti)取(qu)有(you)用(yong)的(de)化(hua)學(xue)產(chan)品(pin),回(hui)收(shou)可(ke)燃(ran)氣(qi)體(ti)。產(chan)品(pin)焦(jiao)碳(tan)可(ke)作(zuo)高(gao)爐(lu)冶(ye)煉(lian)的(de)燃(ran)料(liao),也(ye)可(ke)用(yong)於(yu)貴(gui)重(zhong)、有色金屬冶煉。在煉焦過程中產生的化學產品,經過回收、處理和加工可以獲得焦爐煤氣、煤焦油,以及苯、甲苯、二甲苯、萘、氨、硫化氫、二硫化碳等等,這些產品是化學工業、醫藥工業的重要原料。
煤mei氣qi安an全quan是shi冶ye金jin企qi業ye安an全quan的de重zhong點dian內nei容rong。氣qi體ti安an全quan事shi故gu頻pin繁fan發fa生sheng,多duo種zhong有you機ji蒸zheng汽qi對dui工gong作zuo人ren員yuan健jian康kang的de慢man性xing侵qin害hai,給gei職zhi業ye安an全quan埋mai下xia了le不bu確que定ding的de隱yin患huan。煤mei焦jiao化hua生sheng產chan環huan境jing是shi冶ye金jin企qi業ye環huan境jing問wen題ti的de重zhong點dian,大da量liang的de有you機ji和he無wu機ji揮hui發fa物wu泄xie漏lou對dui環huan境jing帶dai來lai嚴yan重zhong汙wu染ran,同tong時shi也ye是shi能neng源yuan和he資zi源yuan的de浪lang費fei。
本文主要討論焦化行業有機汙染物(TVOC)工作場所限值標準、檢測方法,以及光離子化檢測技術(PID)在有機揮發物檢測方麵的特點。
1. 新標準對焦化工作場所空氣中有毒物
質容許濃度的規定(單位:毫克/立方米)
有毒物質名稱
最高容許濃度
時間加權平均容許濃度
短時間接觸容許濃度
( MAC )
( PC-TWA )
( PC-STEL )
苯
――
6
10
二硫化碳
――
5
10
酚
――
10
――
吡啶
――
4
――
二甲苯
――
50
100
二聚環戊二烯
――
25
――
甲苯
――
50
100
甲酚
――
10
――
苯逸散物
――
0.1
――
焦揮發物
――
0.2
――
萘
――
50
75
從表中可以看出,新標準增加了苯逸散物和焦揮發物,它們的主要成分是多種揮發性有機化合物的混合物,即TVOC。
2. TVOC的檢測方法
有機揮發物的檢測原理主要有以下幾種形式:電化學傳感器、半導體氧化物傳感器、紅外傳感器和最新技術的光離子化傳感器(PID)。在以上幾類檢測技術中,由於VOC氣(qi)體(ti)的(de)理(li)化(hua)特(te)性(xing),電(dian)化(hua)學(xue)方(fang)法(fa)隻(zhi)能(neng)檢(jian)測(ce)其(qi)中(zhong)小(xiao)部(bu)分(fen)有(you)機(ji)化(hua)合(he)物(wu),而(er)且(qie)其(qi)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)也(ye)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)客(ke)戶(hu)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)的(de)要(yao)求(qiu)。半(ban)導(dao)體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)檢(jian)測(ce)靈(ling)敏(min)度(du)較(jiao)高(gao),但(dan)由(you)於(yu)其(qi)對(dui)碳(tan)、硫、氮氧化物有較大的響應,而不能用於焦化行業。紅外方法的檢測穩定性、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物,他們的化學性質差異較大,而PID檢測技術是無損壞的物理檢測技術,拋開化學性質的差異,以物理(電離)的方法對多種有機化合物如苯、甲苯、二甲苯、萘、酚、酮等進行準確檢測,檢測精度可達1ppb水平,是目前首選的VOC檢測技術。
3. 光離子化技術
光離子化檢測器由調製電場、wujiziwaiguangyuanhedianlishizucheng,zhongjianyouketouziwaiguangdeguangchuangxiangge。zaidianlishinei,daicezufendefenzixishouziwaiguangnengliangfashengdianli,xuanyongbutongnengliangdeziwaideng(9.8eV,10.6eV,11.7eV),可選擇性地測定各種有機化合物。
有機化合物的分子在紫外光的激發作用下電離成為正負離子;在zai電dian場chang的de作zuo用yong下xia,在zai電dian極ji間jian發fa生sheng遷qian移yi產chan生sheng的de電dian流liu與yu氣qi體ti濃nong度du成cheng正zheng比bi,高gao精jing度du檢jian測ce電dian路lu對dui變bian化hua的de信xin號hao進jin行xing運yun算suan處chu理li,實shi時shi得de出chu現xian場chang檢jian測ce數shu據ju。
4. 光離子化檢測器的特點
(1)guanglizihuajianceqiduidaduoshuyoujiwukechanshengxiangyingxinhao。guanglizihuajianceqibudanjuyoujiaogaodelingmindu,haikejianbiandiduiyangpinjinxingkuaisujiancechuli。zaifenxirufangtinghexitingshi,qixiangyinglingmindukebihuoyanlizihuajianceqigaoyue30倍。
(2)具有較寬的線性範圍,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測。它是一種非破壞性檢測器,還可和色譜儀(GCRAE1000)聯用,以獲取更加精確的信息。
(3)可在常壓下進行操作,不需使用氫氣、氮氣等,簡化了附屬設備,實現本質安全;檢測範圍非常寬1ppb-10000ppm(苯),響應時間小於10秒,無檢測記憶,恢複快。
5. 光離子化檢測器(RAEGuard PID,檢測量程0-100ppm)對焦化有機蒸汽的CF值:
有毒物質名稱
CF
Lamp
苯
0.53
10.6eV
二硫化碳
1.2
10.6eV
酚
1
10.6eV
吡啶
0.7
10.6eV
二甲苯
0.45
10.6eV
二聚環戊二烯
0.43
10.6eV
甲苯
0.5
10.6eV
甲酚
1.2
10.6eV
萘
0.42
10.6eV
注:此校正係數CF值是對應於異丁烯的標定值,含義是對異丁烯的相對靈敏度。RAE Systems的儀器已經嵌入CF值,無需換算,使用時調出此參數即可。
PID檢測器在苯灌區的應用
6. 國內冶金企業的狀況
通過對新標準的研究和國內冶金企業的實際調研,大部分冶金焦化企業的作業環境汙染超過國家標準,總結為以下幾個原因:
(1)部分企業焦化裝置技術落後,有害物質泄漏嚴重,通過檢修根本無法徹底解決問題。
(2)原有焦化項目的重點防範氣體是可能導致人員中毒的一氧化碳和導致爆炸事故發生的氫氣,忽略了對苯等有毒有機蒸汽危害的防範。
(3)國內大型焦化項目建設年代,由於檢測技術的限製,有機蒸汽檢測技術還不成熟,無法配套裝備。
(4)企(qi)業(ye)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)對(dui)有(you)機(ji)蒸(zheng)汽(qi)危(wei)害(hai)的(de)認(ren)識(shi)是(shi)一(yi)個(ge)緩(huan)慢(man)的(de)過(guo)程(cheng)。如(ru)今(jin),更(geng)多(duo)的(de)企(qi)業(ye)管(guan)理(li)者(zhe)和(he)現(xian)場(chang)工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)開(kai)始(shi)逐(zhu)漸(jian)認(ren)識(shi)到(dao)有(you)機(ji)蒸(zheng)汽(qi)的(de)危(wei)害(hai)程(cheng)度(du)。
(5)隨著環保意識的加強,企業、gerenduihuanjingdeguanzhudouzaijiaqiang,qiyewuranyijingbudanshiqiyeneibudewenti,yigejiaohuaqiyedewuranbudanyingxiangdaoqiyezhoubiandehuanjing,yanzhongzhejiangyingxiangdaoyigechengshi。
7. 小結
冶金焦化企業都建立有完善的一氧化碳與可燃氣體檢測係統,根據GB 12710-2008《焦化安全規程》的要求,在新建項目和技改項目的實施上,或在原有係統的基礎上應增加TVOC檢測器――PID。PID技術可以解決新標準規定的9種焦化有機氣體的檢測,使企業對環境汙染的程度從定性的了解向定量的管理轉變,這也是一項“HSE”的對企業管理的基本要求。
參考文獻:
(1) RAE Systems AP-000, RAE PID Training Out line (2) RAE Systems TN-106, Correction Factors, Ionization Energies, And Calibration Characteristics (3) 俞誌鶴,“VOC對職業安全和健康的影響及其檢測技術評述”,中國職業安全健康協會2005年學術年會論文集,第278-283頁 (4) 《GB 12710-2008 焦化安全規程 》