GC5000 Hệ thống giám sát sắc ký trực tuyến cho các chất hữu cơ dễ bay hơi

Giới thiệu nền:

Ô nhiễm khói quang hóa là một trong những vấn đề ô nhiễm không khí khu vực nổi bật nhất trên toàn cầu hiện nay. Chủ yếu là do các oxit nitơ trong tầng đối lưu, các chất hữu cơ dễ bay hơi trong điều kiện khí tượng đặc biệt (ánh sáng, không gió hoặc gió nhẹ), trải qua một loạt các phản ứng quang hóa phức tạp để tạo ra một loạt các chất ô nhiễm thứ cấp bao gồm ozone, peroxide, aldehyde và peroxyacetyl nitrat. Trong số các chất ô nhiễm thứ cấp này, ozone chiếm tỷ trọng lớn nhất. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng ozone rất nguy hiểm đối với cơ thể con người, vật liệu và cây trồng. Khi quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa tăng tốc, ô nhiễm ozone ở nồng độ cao gần mặt đất đã trở thành một vấn đề khí quyển nghiêm trọng ở hầu hết các vùng của đất nước chúng ta kể từ cuối những năm 1990 đến nay.
Các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), đóng một vai trò quan trọng trong chu trình oxy hóa quang hóa tầng đối lưu, là tiền chất quan trọng của các chất ô nhiễm khí thứ cấp trong thành phố và khu vực, trực tiếp hoặc gián tiếp kiểm soát tốc độ và hiệu quả của quá trình oxy hóa quang học, có tác động quan trọng đến tiềm năng oxy hóa khí quyển. Các chất hữu cơ dễ bay hơi có thành phần phức tạp, thường có thể được chia thành các loại chính như hợp chất hydrocarbon không metan (NMHC), hợp chất hữu cơ chứa oxy (OVOC) và hydrocarbon halogen, trong đó hydrocarbon không metan chiếm tỷ trọng lớn nhất.
Hệ thống phân tích dụng cụ GC5000 được thiết kế theo tiêu chuẩn EPA PAMS, với hydrocarbon C2-C12 trong các chất hữu cơ dễ bay hơi làm mục tiêu giám sát, cung cấp thông tin đại diện chính xác và lâu dài cho các cơ quan liên quan để giám sát tiền chất ozone; Cho phép các đơn vị liên quan kiểm soát ô nhiễm không khí nắm bắt khách quan tình trạng chất lượng không khí, tìm kiếm và thiết lập mối quan hệ giữa ozone hoàn chỉnh với các tiền chất và điều kiện khí tượng, tìm ra nguyên nhân gây ô nhiễm ozone và nghiên cứu các chiến lược phòng ngừa khả thi.

Về PAMS:

PAMS là viết tắt của Photochemical Assessment Monitoring Station (Trạm giám sát đánh giá quang hóa). Năm 1990Việc sửa đổi Đạo luật Làm sạch Không khí (Clean Air Act Amendments) đã được thông qua và EPA yêu cầu các tiểu bang thiết lập các trạm giám sát đánh giá quang hóa ở các khu vực bị ô nhiễm ozone nghiêm trọng để theo dõi đầy đủ các tiền chất ozone và ozone để hiểu tại sao ô nhiễm ozone xảy ra.

Hệ thống AMA GC5000 bao gồm:

Được phát triển, thiết kế và sản xuất bởi công ty AMA Instruments của Đức với hai thập kỷ kinh nghiệm, hệ thống giám sát sắc ký trực tuyến GC5000 cho các chất hữu cơ dễ bay hơi có công nghệ tiên tiến, hiệu suất ổn định và không cần nhân sự.

Hệ thống có độ nhạy phát hiện cao ở mức ppt, được tối ưu hóa hệ thống để theo dõi lâu dài hydrocarbon C2-C12 trong tiền chất ozone, tham khảo thiết kế tiêu chuẩn EPA PAMS.

Hiện nay, dòng GC5000 đã được sử dụng rộng rãi trong mạng lưới giám sát chất lượng không khí ở Đức, Hà Lan, Bỉ, Hy Lạp, Brazil, Ý, Tây Ban Nha, Hàn Quốc và các nước khác. Ngoài ra, các siêu trạm ở Berlin, Đài Bắc, Seoul cũng đang sử dụng hệ thống này.

Bộ thiết bị này đã được chọn cho các hệ thống giám sát môi trường khí quyển đô thị như Bắc Kinh, Nam Kinh, Quảng Châu, Thiên Tân và Thâm Quyến. Đồng thời, bộ hệ thống này đã được áp dụng để giám sát chất lượng môi trường khí quyển tại Quảng Châu Asian Games.

Thiết bị cốt lõi:

* Sắc ký phân tích GC5000 VOC (hợp chất mục tiêu C2-C5);

* Sắc ký phân tích GC5000 BTX (hợp chất mục tiêu C6-C12);

* Bộ hiệu chuẩn động DIM200 (bội số pha loãng tối đa 2500 lần);

Thiết bị phụ trợ:

* Nguồn khí: nitơ tinh khiết cao, hydro tinh khiết cao, khí nén;

* Thiết bị tiền xử lý khí, làm sạch khí mang và hỗ trợ khí;

* Khí tiêu chuẩn PAMS (56 mẫu hỗn hợp, 1ppm);

* Máy tính dữ liệu;

* Tủ tiêu chuẩn 19';

Chức năng liên quan:

Để người dùng dễ dàng hiểu được tình trạng của thiết bị, xem bản đồ phổ và dữ liệu, phần mềm AMA thông minh giám sát và phân tích trạng thái hoạt động của sắc ký, đồng thời lưu giữ các bản ghi về giám sát, hiệu chuẩn, mất điện và các sự kiện khác xảy ra trong thời gian làm việc của hệ thống, tạo điều kiện cho người dùng quay lại trạng thái hệ thống và chất lượng dữ liệu.

Thông qua mạng, người dùng có thể đăng nhập từ xa vào giao diện hệ thống để xem sức khỏe. Kỹ sư bảo trì có thể hỗ trợ từ xa để nâng cao hiệu quả bảo trì hệ thống. Dữ liệu từ sắc ký được phân tích đồng thời, sao lưu vào bộ điều khiển công nghiệp dữ liệu (tệp txt), ngăn chặn thiệt hại thiết bị dẫn đến mất dữ liệu gốc.

Thông số kỹ thuật:

Các chỉ số kỹ thuật của hệ thống phù hợp với EU vàYêu cầu kỹ thuật của EPA về giám sát tiền chất ozone trong khí quyển

* the VDI guideline 2100 of the EU guideline 2002/3/EC ，from February 12th 2002；

* the guidelines of the Technical Assistance Document EPA/600-R-98/161 of US EPA，from September 30th 1998。

Đặc điểm kỹ thuật:

Kiểm soát chính xác lưu lượng mẫu và khối lượng mẫu: GC5000 sắc ký sử dụng lưu lượng kế khối lượng để kiểm soát lưu lượng mẫu, tích lũy để có được khối lượng mẫu, có thể tránh ảnh hưởng của áp suất môi trường và nhiệt độ.

Công nghệ làm giàu mẫu hai giai đoạn (đối với các thành phần carbon thấp): Công nghệ làm giàu mẫu hai giai đoạn có khả năng cung cấp khối lượng làm giàu mẫu cao (khối lượng thâm nhập lớn hơn 800ml đối với hợp chất C2) và khả năng tập trung mẫu (đảm bảo độ tách đỉnh sắc ký cao, đồng thời có hình dạng đỉnh tuyệt vời).

Lưu ý: trong sắc ký bên phải, số 1-ethane tương ứng; 2- ethylene; 3- Propane;

Nhiệt độ làm việc của ống hấp phụ>10 ° C: Nhiệt độ làm việc của ống hấp phụ cao hơn 10 ° C trong giai đoạn làm giàu mẫu và tập trung, tránh tình trạng đóng băng của mô-đun làm giàu. Thích hợp cho các trạm quan sát không giám sát hoạt động lâu dài;

Cột chiết xuất ngược cực như cột tiền: Cột chiết xuất ngược cực có thể giữ lại các chất hữu cơ có điểm sôi cao và hơi nước trong các mẫu không khí xung quanh. Tránh kéo dài chu kỳ phân tích do các chất có điểm sôi cao ngoài hợp chất mục tiêu; Tránh các lỗi nhận dạng đỉnh sắc ký do hơi nước gây ra do chênh lệch thời gian lưu giữ sắc ký. Trong khi đó, vật liệu bị giữ lại sẽ bị thổi ngược ra khỏi cột dự bị trong chu kỳ phân tích.

Cột sắc ký mao mạch dài 60m: Cột sắc ký dài cho phép tách hiệu quả cao nhất, đảm bảo phân tích xuất sắc nhiều hợp chất mục tiêu.

Điều khiển điện hoàn toàn: Hệ thống sử dụng điều khiển điện hoàn toàn bên trong, liên quan đến điều khiển khí nén, nó có thể làm giảm hiệu quả lượng bảo trì của dụng cụ. Đồng thời tránh mất khí do rò rỉ khí có thể xảy ra trong quá trình sử dụng van khí nén.

Thông số hiệu suất:

Máy phân tích sắc ký GC5000 VOC

Chức năng: Lấy mẫu tự động liên tục 24h trong suốt cả ngày, sử dụng làm giàu hai giai đoạn, tách cột sắc ký, phân tích các loài hữu cơ C2~C5;

Dải đo: 0~300ppb;

Giới hạn phát hiện: 0,05ppb (ví dụ propan);

Chu kỳ phân tích: 30~60 phút;

Lấy mẫu:

Thời gian lấy mẫu: 0~99min (có thể điều chỉnh);

Lưu lượng: 10~50 ml/phút (có thể điều chỉnh);

Kiểm soát đồng hồ đo lưu lượng chất lượng (MFC);

Khối lượng lấy mẫu: 200~800 ml (có thể điều chỉnh);

Làm giàu:

Song cực làm giàu:

Cột làm giàu cấp I: nhiệt độ lấy mẫu 15 ° C, nhiệt độ phân giải nhiệt cao nhất 350 ° C;

Cột làm giàu thứ cấp: 20 ° C ở nhiệt độ tập trung và 350 ° C ở nhiệt độ phân giải nhiệt cao nhất;

Tốc độ gia nhiệt: Tối đa 40 ° C/s;

Hộp cột sắc ký:

Cột mao mạch thủy tinh thạch anh, chiều dài 30m~60m;

Phạm vi nhiệt độ hộp cột: 40-210 ° C;

Tốc độ nóng lên: 1-25 ° C/phút (tăng ở 1 ° C/phút);

Khí mang: N2, 99,999%, 3bar;

FID - Máy dò ion hóa ngọn lửa hydro;

Yêu cầu cung cấp khí hydro (H2) và khí đốt;

Khí hydro, 99,999%, 3bar;

Không khí chống cháy, 99,999%, 3bar;

Hiệu chuẩn: Cho phép hiệu chuẩn đơn/đa điểm;

Đầu ra: Biểu đồ hiển thị thông minh, thông số kỹ thuật tham số, trạng thái hoạt động, v.v., có thể hoàn thành cài đặt, chỉnh sửa và xử lý kết quả các thông số khác nhau thông qua menu hệ thống;

Nguồn điện: 220V 50HZ;

Môi trường hoạt động:

Nhiệt độ: 0~40 ° C (nếu nhiệt độ vượt quá phạm vi nhiệt độ, cần lắp thêm điều hòa không khí);

Độ ẩm tương đối: 5~95% không ngưng tụ;

Xuất hiện: 19 "× 6 HU × 600mm, trường hợp tiêu chuẩn, trọng lượng 35 kg;

Máy phân tích sắc ký GC5000 BTX

Chức năng: Lấy mẫu tự động liên tục 24h trong suốt cả ngày, sử dụng làm giàu một giai đoạn, tách cột sắc ký, phân tích các loài hữu cơ C6~C12;

Dải đo: 0~300ppb;

Giới hạn phát hiện: 0,03ppb (ví dụ: benzen);

Chu kỳ phân tích: 30~60 phút;

Lấy mẫu:

Thời gian lấy mẫu: 0~99min (có thể điều chỉnh)

Lưu lượng: 10~50 ml/phút (có thể điều chỉnh)

Kiểm soát đồng hồ đo lưu lượng chất lượng (MFC)

Khối lượng lấy mẫu: 200~800 ml (có thể điều chỉnh)

Làm giàu:

Cột làm giàu: nhiệt độ lấy mẫu 30 ° C, nhiệt độ phân giải nhiệt cao nhất 350 ° C;

Tốc độ gia nhiệt: Tối đa 40 ° C/s;

Hộp cột sắc ký: cột mao dẫn thủy tinh thạch anh, chiều dài 30m~60m;

Phạm vi nhiệt độ hộp cột: 40-210 ° C;

Tốc độ nóng lên: 1-25 ° C/phút (tăng ở 1 ° C/phút);

Khí mang: N2, 99,999%, 3 bar

FID - Máy dò ion hóa ngọn lửa hydro

Yêu cầu cung cấp khí hydro (H2) và khí đốt;

Khí hydro, 99,999%, 3 bar;

Không khí dễ cháy, 99,999%, 3 bar;

Hiệu chuẩn: Cho phép hiệu chuẩn đơn/đa điểm;

Đầu ra: Biểu đồ hiển thị thông minh, thông số kỹ thuật tham số, trạng thái hoạt động, v.v., có thể hoàn thành cài đặt, chỉnh sửa và xử lý kết quả các thông số khác nhau thông qua menu hệ thống;

Nguồn điện: 220V 50Hz;

Môi trường hoạt động:

Nhiệt độ: 0~40 ° C (nếu nhiệt độ vượt quá phạm vi nhiệt độ, cần lắp thêm điều hòa không khí);

Độ ẩm tương đối: 5~95%, không ngưng tụ;

Xuất hiện: 19 "× 6 HU × 600mm, trường hợp tiêu chuẩn, trọng lượng 35 kg;

Mô-đun hiệu chuẩn DIM 200

Chức năng:

(1) Dưới sự kiểm soát của máy phân tích sắc ký GC5000BTX, hoàn thành việc chuyển đổi các luồng cần thiết để lấy mẫu, hiệu chuẩn;

(2) Kiểm soát chính xác không khí và lưu lượng khí tiêu chuẩn để đạt được hiệu chuẩn của hệ thống sắc ký, pha loãng bội số 1~2500;

Cung cấp khí:

Không khí (không khí tinh khiết hoặc nitơ), 3 bar;

Khí tiêu chuẩn: 3 bar;

Khí mẫu;

Kiểm soát dòng chảy:

Tiêu chuẩn khí: 2~100 ml/phút;

Không khí: 100~5000ml/phút;

Độ chính xác: giá trị đo ± 0,5%;

Kiểm soát đồng hồ đo lưu lượng chất lượng (MFC);

Hai cách (tùy chọn) để làm việc:

(1) Kết nối hệ thống sắc ký AMA bằng đường truyền thông nội bộ, được điều khiển bởi phần mềm hệ thống sắc ký, có thể thực hiện hiệu chuẩn hoặc kiểm tra tự động tối đa 20 điểm

(2) Thêm phần mềm chạy độc lập tùy chọn hoặc giao diện điều khiển bên ngoài để thực hiện hiệu chuẩn hoặc kiểm tra tự động tối đa 5 điểm khi thực hiện hoạt động độc lập hoặc thông qua điều khiển từ xa trực tuyến I/O kỹ thuật số bên ngoài

Nguồn điện: 220V 50Hz;

Môi trường hoạt động:

Nhiệt độ: 0~40 ° C (nếu nhiệt độ vượt quá phạm vi nhiệt độ, cần lắp thêm điều hòa không khí);

Độ ẩm tương đối: 5~95%, không ngưng tụ;

Xuất hiện: Vỏ tiêu chuẩn 19 ", 3H, trọng lượng 4 kg

Ứng dụng hệ thống:

Giáo viên Zhu Bin của Trường Vật lý Khí quyển Đại học Kỹ thuật Thông tin Nam Kinh đã sử dụng hệ thống GC5000 để phân tích VOC trong môi trường khí quyển (C2-C12), phân tích VOC dưới ảnh hưởng của các hướng gió khác nhau, nồng độ khác nhau, và các nguồn phát thải khác nhau đóng góp vào tổng số VOC khác nhau, nồng độ VOC chủ yếu bị ảnh hưởng bởi gió, cho thấy rằng phát thải ban đầu của VOC có nguồn gốc từ địa phương, và trong khu vực đông bắc thành phố, nồng độ VOC bị ảnh hưởng bởi sự truyền tải khu vực, thông qua việc đánh giá các phương pháp tiềm năng của sự hình thành đồng nhất propylene và ozone. Nó chỉ ra rằng olefin đóng góp 57% -58% vào sự hình thành hóa học của ozone, sử dụng phân tích thành phần chính/phân tích mô hình thụ thể thành phần chính tuyệt đối. Kết quả cho thấy 39% VOC trong khu vực chủ yếu đến từ khí thải xe cộ, với việc sử dụng dung môi và các nguồn công nghiệp chiếm 36%.