TDLAS方案应用于垃圾填埋场排放监测

   2022-11-29 1180

美国环境保护署(EPA)发布的新源性能标准(New Source Performance Standards, NSPS)规定垃圾填埋场运营商必须捕获和控制垃圾填埋场气体(Landfill gas, LFG),其中针对新的、改造的和重建的城市固体废物(municipal solid waste, MSW)填埋场,重点目标是减少填埋场中富含甲烷的填埋气体排放。法规要求垃圾填埋场执行表面排放监测(surface emission monitoring, SEM)以识别潜在的排放超标。相较于几种常见的SEM技术,包含火焰离子化检测器(flame ionization detectors, FID)和光电离检测器(photoionization detectors, PID),崭新的Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)技术可以提供优于其他选择的几个优势。

排放监测要求

      当前可用于SEM的仪器受EPA指南“挥发性有机化合物泄漏的测定方法21(Method 21 Determination of Volatile Organic Compound Leaks)”监管。关于仪器规格,指南要求仪器必须符合以下要求:

- 仪器刻度为指定浓度的 +/- 2.5%

- 配备外径不超过 1.25 英寸的采样探头或探头延长件,并有一个供样品进入的开口

- 响应时间等于或小于 30 秒

监测技术简介

 21 指出几种技术适用于 SEM,包含催化氧化、火焰电离、红外吸收和光电离的设备。

      FID的缺点之一在于使用明火,在发生熄火的情况下FID可能难以重启。同时,技术人员必须随身携带瓶装氢气,然而因为氢气高度易燃,运送和获取的过程都存在一定的挑战,不能像标准校准气体便于使用。FID仪器也可能很重(有些重达 12 磅),整天配备这样的仪器在垃圾填埋场周围巡检,即使是放在背包里,也会给操作员带来压力和疲劳。

      另一种可用于 SEM 的技术是光电离检测器(PID),它使用紫外线(UV)范围内的高能光子将分子分解为带正电的离子。当化合物进入检测器时,它们会受到高能紫外光子的轰击,并在吸收紫外光时被电离,导致电子弹出并形成带正电的离子。离子产生的电流便是检测器的信号输出。目标气体组分的浓度越大,产生的离子越多、电流越大。电流被放大并显示在电流表或数字浓度显示器上。

TDLASTDLAS是近期用于SEM的新技术,利用了红外激光吸收光谱对气体的高选择性,将设备准确聚焦在样品中的甲烷成分,避免受到其他碳氢化合物和VOC的干扰而影响甲烷读数。一个很重要的优势是准确性,TDLAS技术可以检测低至0.5 ppm的读数。此外,对于在潜在爆炸性环境中进行采样分析,TDLAS无需明火也是其一大优势。操作无需外置气瓶,激光技术也消除了熄火的风险,用户无需浪费时间停止测量并进行重启。通过集成GPS和蓝牙通信,精心设计的TDLAS分析系统避免额外用于数据存储和GPS等辅助设备,其内部存储并可以保存长达480小时、或大约3个月的扫描数据。紧凑的TDLAS系统设计使其重量还不到其他SEM监控技术的一半,大大减小了操作员的负担。

SEM鉴于现行的垃圾填埋场排放法规,捕获、控制和测量过量垃圾填埋场气体的努力至关重要。虽然天禹产品

激光气体分析仪由气体检测气室单元、数据处理单元及显示单元组成。系统采用国际、具有高检测灵敏度的,并配合独特光路设计的检测气室,通过测量气体对激光的衰减来测量气体浓度。


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核心提示:(美国环境保护署(EPA)发布的新源性能标准(New Source Performance Standards,NSPS)规定垃圾填埋场运营商必须捕获和控制垃圾
 
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