VOC前濃縮與預警系統之建構

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林彥宏(Yen-Hung Lin) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

VOC前濃縮與預警系統之建構

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摘要(中)

1. 搭配熱電子降溫晶片冷卻裝置(Thermoelectric cooler)及吸附劑Carboxen1000的使用，可以在無須耗費液態氮的情況下，以熱電子晶片降低吸附劑捕捉樣品之溫度至-30℃，來捕捉大氣中之乙烷、乙烯及乙炔等物種，因此改善此吸附劑在室溫下無法捕捉C2物種之窘境。
2. 搭配自行撰寫的自動控制軟體，能夠對廠區及存放場所之特定揮發性有機物之排放及洩漏進行監測與預警，本系統能在偵測周圍濃度達於事前設定之揮發性有機物質氣體濃度時，可於一分鐘內自動發出警報及燈示，並能對偵測物種做定性、定量的工作，作為長期監測廠區排放情形的數據，以使其符合現行環保法規。
3. 搭配以TO-17方法為原則之吸附管熱脫附儀，可以進行以吸附管為採樣設備的分析方法，在完成此熱脫附儀之開發後，讓本實驗室能以自行開發的VOCs前濃縮系統為基底，搭配各種氣體採樣設備，來進行多元化之大氣中VOCs量測工作。

關鍵字(中)

★ 熱電子降溫晶片
★ 氣相層析
★ 皮爾特效應
★ 自動分析系統
★ 揮發性有機化合物

關鍵字(英)

★ Thermoelectric cooler
★ Gas Chromatography
★ Peltier effect
★ Automated analysis system
★ VOCs

論文目次

目錄
目次頁次
摘要 Ⅰ
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅸ
第一章前言 1
第二章熱電子降溫晶片於捕捉碳二至碳五VOC之應用
2-1 前濃縮原理 7
2-2 熱電子晶片降溫裝置 11
2-3 自動化VOCs前濃縮分析系統 21
2-4 系統分析流程 48
2-5 系統測試實驗及C2物種之吸附性質結果 55
第三章揮發性有機氣體預警系統之開發
3-1 前言 78
3-2 預警系統運作原理 82
3-3 硬體架構 84
3-4 訊號擷取裝置與軟體架構 87
3-5 實驗與結果 98
第四章吸附管熱脫附儀前濃縮系統之建立
4-1 前言 102
4-2 分析系統硬體架構 104
4-3 自動化系統分析流程 110
4-4 系統測試 117
第五章總結 123
參考文獻 125
圖目錄
圖號圖名頁次
圖一熱電子降溫晶片運作原理示意圖 12
圖二氣冷式熱電子晶片降溫系統示意圖 14
圖三水冷式熱電子晶片降溫系統示意圖 15
圖四熱電子晶片降溫裝置實際照片圖 16
圖五複合式溫度控制機制示意圖 18
圖六管線閥門轉向示意圖 22
圖七氣缸驅動轉向機制示意圖 23
圖八吸負管填充示意圖 25
圖九 PCL-818L ADC卡實際照相圖 28
圖十 PCL-724實際照相圖 29
圖十一 PCLD-785繼電器卡實際照相圖 31
圖十二 PCL-789D實際照片圖 33
圖十三前濃縮系統與控制電腦之整合示意圖 34
圖十四 GenieDAQ自動控制軟體介面示意圖 36
圖十五 GenieDAQ手動控制程式人機介面示意圖 38
圖十六 GenieDAQ手動系統動作變化示意圖 39
圖十七 GenieDAQ系統狀態主程式畫面示意圖 42
圖十八前版程式碼示意圖 43
圖十九新版設定程式碼示意圖 44
圖二十 GenieDAQ設定畫面示意圖 45
圖二十一 GenieDAQ主程式介面部示意圖 46
圖二十二 a.分析流程-時間關係、b.吸附管溫度-時間流程 49
圖二十三閥門轉向示意圖。A. Standby；B. StabilizingFlow 50
圖二十四閥門轉向示意圖。C. Trapping；D. Dry Purging 52
圖二十五閥門轉向示意圖。E. Injection；F. Bypass 54
圖二十六氣相層析儀之升溫程式、供給氣體流速參數及載流氣體
流速-時間控制程式 56
圖二十七測試系統再現性之FID層析圖譜 58
圖二十八吸附劑Carboxen1000之Blank圖譜 62
圖二十九 A為吸附劑剛使用時之層析圖； B為吸附劑反覆實驗數
百次後之層析圖 63
圖三十 A為不經Dry Purging動作之層析圖；圖B為經Dry Purging
兩分鐘之層析圖 65
圖三十一感度對吸附溫度的關係圖 68
圖三十二進樣壓力-感度關係圖 71
圖三十三物質之三相圖 72
圖三十四 C3〜C5物種以進樣體積對感度之線性關係 75
圖三十五 ethane、ethene及ethyne之進樣量-感度係圖 76
圖三十六 C2〜C5物種之進樣量-感度關係圖 77
圖三十七 VOC預警監測示意圖 81
圖三十八預警運作原理示意圖 83
圖三十九 LabVIEW開發平台之程式設計視窗介面 88
圖四十 LabVVIEW使用者人機介面圖 92
圖四十一隱藏鈕動作變化示意圖 93
圖四十二 LabVIEW層析訊號及偵測物種設定區域示意圖 94
圖四十三 LabVIEW層析圖放大顯示區域示意圖 95
圖四十四 LabVIEW圖譜暫存及解析能力 96
圖四十五 LabVIEW開發平台設計程式介面示意圖 97
圖四十六 Carboxen1000於室溫吸附捕捉之FID層析圖譜 99
圖四十七警報發佈示意圖 100
圖四十八熱脫附儀機構示意圖 106
圖四十九熱脫附儀閥門轉向示意圖 108
圖五十熱脫附儀及VOC前濃縮系統之整合示意圖 109
圖五十一 a熱脫附儀上之吸附管溫度-時間示意圖；b前濃縮系統上之聚焦吸附管溫度-時間流程示意圖 111
圖五十二熱脫附儀閥門轉向示意圖。A. Standby；
B. Trapping 112
圖五十三熱脫附儀閥門轉向圖示意圖。C. Dry Purging；
D. Injection 114
圖五十四熱脫附儀閥門轉向圖示意圖。E. Condition；
F. Bypass 116
圖五十五多重床吸負管填充示意圖 118
圖五十六吸附管採樣架構示意圖 119
圖五十七吸附管採樣分析圖譜 122
表目錄
表號表名頁次
表一各種吸附劑之表面積與捕捉物種範圍 10
表二系統穩定性之結果 57
表三 C2-C5等十個揮發性有機物種之再現性結果 61
表四 C2~C5各物種在經過DryPurging及不DryPurging動作之
層析峰感值度比較 66
表五直接進樣250ml及吸附管採樣8倍量感度值比較 121

參考文獻

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指導教授

王家麟(Jia-Lin Wang)

審核日期

2000-7-17

推文