固定源監(jiān)測理論培訓知識

1、固定源廢氣中煙塵（顆粒物）監(jiān)測第一章 概 述1.1 固定源的定義固定源是指：將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣通過排氣筒向空氣中排放的污染源。如：燃煤、燃油、燃氣鍋爐和工業(yè)爐窯的廢氣排放源，石油化工、冶金、建材等行業(yè)的廢氣收集和排放源等。固定源中污染物的存在形式有兩種：顆粒物和氣態(tài)污染物。顆粒物：是指懸浮于排放氣體中的固體和液體顆粒狀物質(zhì)，是燃料和其它物質(zhì)在燃燒、合成、分解以及各種物料在機械處理中所產(chǎn)生的。通俗的說就是可以用濾筒（剛玉濾筒或玻璃纖維濾筒）采集的物質(zhì)。顆粒物在化學上可分為兩大類，一類是有機顆粒物，另一類是無機顆粒物；按其形成的過程不同可分為三類：第一類是煙塵（flue dust），是煤、石油

2、等燃料燃燒產(chǎn)生的固體顆粒氣溶膠；第二類是粉塵（dust），是由機械過程（破碎、研磨、篩分、運輸?shù)龋┒a(chǎn)生的微細粒子；第三類是微細顆粒物，是指物料通過各種化學或物理化學過程產(chǎn)生的顆粒物等。1.2 評價固定源排放情況的指標 評價指標有三項：廢氣排放量、污染物排放濃度和污染物排放速率（由前兩項計算而來），單位分別是。廢氣排放量：Ndm3/h（Nd表示標準狀態(tài)下的干排氣：溫度為273K，壓力為101325Pa 條件下不含水分的排氣）；污染物排放濃度：mg/Ndm3；污染物排放速率：kg/h，通常也簡稱排放量。1.3 固定源顆粒物監(jiān)測的規(guī)范、方法和相關(guān)標準1.3.1 通用監(jiān)測規(guī)范及方法（表1-1）表1-

3、1 固定源廢氣監(jiān)測通用規(guī)范和方法序號標準名稱標準號1鍋爐煙塵測試方法GB5468-912固定污染源排氣中顆粒物測定和氣態(tài)污染物采樣方法GB/T16157-19963固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T75-20074固定污染源監(jiān)測質(zhì)量保證和質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T373-20075固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ/T397-20071.3.2 固定源廢氣單項測定方法（表1-2）表1-2 固定源廢氣單項測定方法序號標準名稱標準號1硫酸濃縮尾氣硫酸霧的測定 鉻酸鋇比色法GB4920-19852工業(yè)廢氣 耗氧值和氧化氮的測定 重鉻酸鉀氧化、萘乙二胺比色法GB4921-19853固定污

4、染源排氣中氯化氫的測定 硫氰酸汞分光光度法HJ/T27-19994固定污染源排氣中氰化氫的測定 異煙酸-吡唑啉酮分光光度法HJ/T28-19995固定污染源排氣中鉻酸霧的測定 二苯基碳酰二肼分光光度法HJ/T29-19996固定污染源排氣中氯氣的測定 甲基橙分光光度法HJ/T30-19997固定污染源排氣中光氣的測定 苯胺紫外分光光度法HJ/T31-19998固定污染源排氣中酚類化合物的測定 4-氨基安替比林分光光度法HJ/T32-19999固定污染源排氣中甲醇的測定 氣相色譜法HJ/T33-199910固定污染源排氣中氯乙烯的測定 氣相色譜法HJ/T34-199911固定污染源排氣中乙醛的測

5、定 氣相色譜法HJ/T35-199912固定污染源排氣中丙烯醛的測定 氣相色譜法HJ/T36-199913固定污染源排氣中丙烯腈的測定 氣相色譜法HJ/T37-199914固定污染源排氣中非甲烷總烴的測定 氣相色譜法HJ/T38-199915固定污染源排氣中氯苯類的測定 氣相色譜法HJ/T39-199916固定污染源排氣中苯并芘（）的測定 高效液相色譜法HJ/T40-199917固定污染源排氣中石棉塵的測定 鏡檢法HJ/T41-199918固定污染源排氣中氮氧化物的測定 紫外分光光度法HJ/T42-199919固定污染源排氣中氮氧化物的測定 鹽酸萘乙二胺分光光度法HJ/T43-199920固定

6、污染源排氣中一氧化碳的測定 非色散紅外吸收法HJ/T44-199921固定污染源排氣中瀝青煙的測定 重量法HJ/T45-199922固定污染源排氣中二氧化硫的測定 碘量法HJ/T56-200023固定污染源排氣中二氧化硫的測定 定電位電解法HJ/T57-2000續(xù)表1-2 固定源廢氣單項測定方法序號標準名稱標準號24大氣固定污染源 鎳的測定 火焰原子吸收分光光度法HJ/T63.1-200125大氣固定污染源 鎳的測定 石墨爐原子吸收分光光度法HJ/T63.2-200126大氣固定污染源 鎳的測定 丁二酮肟-正丁醇萃取分光光度法HJ/T63.3-200127大氣固定污染源 鎘的測定 火焰原子吸收

7、分光光度法HJ/T64.1-200128大氣固定污染源 鎘的測定 石墨爐原子吸收分光光度法HJ/T64.2-200129大氣固定污染源 鎘的測定 對-偶氮苯重氮氨基偶氮苯磺酸分光光度法HJ/T64.3-200130大氣固定污染源 錫的測定 石墨爐原子吸收分光光度法HJ/T65-200131大氣固定污染源 氯苯類化合物的測定 氣相色譜法HJ/T66-200132大氣固定污染源 氟化物的測定 離子選擇電極法HJ/T67-200133大氣固定污染源 苯胺類的測定 氣相色譜法HJ/T68-200134固定污染源排放煙氣黑度的測定 林格曼煙氣黑度圖法HJ/T398-200735固定污染源廢氣 鉛的測定

8、火焰原子吸收分光光度法（暫行）HJ538-200936黃磷生產(chǎn)廢氣 氣態(tài)砷的測定 二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法（暫行）HJ541-200937固定污染源廢氣 汞的測定 冷原子吸收分光光度法（暫行）HJ543-200938固定污染源廢氣 硫酸霧的測定 離子色譜法（暫行）HJ544-200939固定污染源廢氣 氣態(tài)總磷的測定 喹鉬檸酮容量法（暫行）HJ545-200940固定污染源廢氣 氯氣的測定 碘量法（暫行）HJ547-200941固定污染源廢氣 氯化氫的測定 硝酸銀容量法（暫行）HJ548-20091.3.3 污染源評價標準（表1-3）表1-3 污染源評價標準序號標準名稱標準號1惡臭污染

9、物排放標準GB14554-932煉焦爐大氣污染物排放標準GB16171-19963大氣污染物綜合排放標準GB16297-19964工業(yè)爐窯大氣污染物綜合排放標準GB9078-19965鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-20016飲食業(yè)油煙排放標準（試行）GB18483-20017火電廠大氣污染物排放標準GB13223-20038水泥工業(yè)大氣污染物排放標準GB4915-20049煤炭工業(yè)污染物排放標準GB20426-200610加油站大氣污染物排放標準GB20952-2007續(xù)表1-3 污染源評價標準序號標準名稱標準號11煤層氣（煤礦瓦斯）排放標準（暫行）GB21522-200812電鍍污染

10、物排放標準GB21900-200813合成革與人造革工業(yè)污染物排放標準GB21902-200814陶瓷工業(yè)污染物排放標準GB25464-201015鋁工業(yè)污染物排放標準GB25465-201016鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準GB25466-201017銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標準GB25467-201018鎂、鈦工業(yè)污染物排放標準GB25468-201019危險廢物焚燒污染控制標準GB18484-200120生活垃圾焚燒污染控制標準GB18485-2001第二章 固定污染源監(jiān)測中顆粒物采樣技術(shù)2.1 采樣前的準備 分站內(nèi)準備和廠內(nèi)準備。2.1.1 站內(nèi)準備1）準備采樣用濾筒（105或400烘烤1小

11、時、冷卻、編號、萬分之一天平稱至恒重，即兩次重量之差不超過0.5mg）；2）準備干燥用硅膠；3）準備定點用膠布；4）準備測量用卷尺（5米）；5）準備取樣用鑷子；6）準備記錄用碳素筆和采樣記錄紙（有條件的準備打印機和打印紙）；7）準備測含濕量用蒸餾水（重量法和冷凝法另外準備其相應的東西）；8）準備接電用電源線（25米）；9）準備堵孔用棉布；10）采樣嘴；11）4.5米長槍的軟接頭；12）對講機。2.1.2 現(xiàn)場準備根據(jù)規(guī)范中的布點要求進入現(xiàn)場確定采樣點的具體位置，并根據(jù)采樣管徑的大小搭建符合采樣要求的平臺。1）采樣孔的位置和數(shù)量采樣孔位置：優(yōu)先選擇在垂直管段。距變徑位置下游方向不小于6倍直徑和上

12、游方向不小于3倍直徑處，矩形管道以當量直徑D=2AB/(A+B) 計。不能滿足上述要求的，可選擇比較適宜的管段，距彎頭等的距離至少是管道直徑的1.5倍。對這一段的理解有兩個重點：（1）優(yōu)先選擇垂直管段；（2）下六、上三。選擇垂直管段的理由：由于自重的原因，顆粒物在水平管段的分布不均勻，自上而下濃度由小而大；在水平管段的底部會有顆粒物沉積，會對采樣造成影響，特別是除塵后。CBA （最佳管段）廢氣處理設(shè)施引風機管段的選擇C 最佳管段BA 廢氣處理設(shè)施送風機a彎頭廢氣處理設(shè)施風機EADB（最佳斷面）b彎頭C斷面位置的選擇（引風機）廢氣處理設(shè)施風機EAD（最佳斷面）BC斷面位置的選擇（送風機）采樣孔數(shù)

13、量：圓形管道開兩個垂直測孔（其中一個測孔的直徑線應在預測濃度變化最大的平面內(nèi)）。符合規(guī)范要求，且氣流分布均勻的，開1個測孔。矩形管道開孔數(shù)量根據(jù)管道斷面積和規(guī)范中對等面積小塊長邊長度的要求來確定。 a.圓形管道的開孔原則：一般要求開兩個測孔，特殊情況下開一個； （其中一條直徑線應在預期濃度變化最大的平面內(nèi)） A圖 B圖a孔a孔·圓形煙道分環(huán)及測點數(shù)的確定煙道直徑,m等面積環(huán)數(shù)測量直徑數(shù) 測點數(shù) 0.30.30.6 0.61.01.01.22.04.0 > 4.0 12 23 34 455 12 12 12 12 12 1 28 412 616 820 1020 測點距煙道內(nèi)壁的

14、距離（以煙道直徑D 計）測點號環(huán) 數(shù)1234510.1460.0670.0440.0330.02620.8540.2500.1460.1050.0823 0.7500.2960.1940.1464 0.9330.7040.3230.2265  0.8540.6770.3426  0.9560.8060.6587   0.8950.7748   0.9670.8549    0.91810    0

15、.974b.矩形管道的開孔原則：既是開孔，也是布點。 正方形管道 矩形管道矩（方）形煙道的分塊和測點數(shù)煙道斷面積 (m2)等面積小塊長邊長度 (m)測點總數(shù)< 0.1<0.321<0.3514<0.5046<0.6769<0.75916>9.01.01620A90cmS=0.45m2 B 50cm2）采樣平臺平臺的寬度（面對排氣筒平臺橫向尺寸）：視排氣管道的形狀和直徑（或當量直徑）而定。圓形管道平臺寬度不小于2米。矩形管道平臺寬度視排氣管道的寬度而定：寬度小于2米的管道，平臺寬度不小于2米；寬度大于2米的管道，平臺寬度不小于管道的寬度。平臺的長度（面對

16、排氣筒平臺縱向尺寸）：圓形管道視直徑的大小、矩形管道視管道的深度而定。根據(jù)管道的尺寸，可使用1.5米、2.5米和4.5米長度的采樣槍進行采樣，而采樣槍的長度也就是采樣平臺的長度。另外，采樣平臺要在四周搭設(shè)齊腰高的護欄。 圓形管道：采樣孔管（法蘭）管道橫截面采樣平臺寬度為2米長度與管道直徑相近（或與采樣槍的長度相近） 矩形管道：采樣平臺管道橫截面寬度與管道寬度一致長度與管道深度相近（或與采樣槍的長度相近）2.2 顆粒物現(xiàn)場采樣2.2.1 顆粒物采樣的原理按照等速采樣原理（采樣嘴的吸氣速度與測點處氣流速度相等）抽取一定量的含塵氣體，根據(jù)濾筒中顆粒物的量和同時抽取的氣體量，計算出排氣中顆粒物濃度（G

17、B/T16157-1996中）。C ' = m/Vnd 1062.2.2 顆粒物監(jiān)測中的名詞解釋1）等速采樣：將采樣嘴平面正對排氣氣流，使進入采樣嘴的氣流速度與測定點的排氣流速相等。 2）標準狀態(tài)下的干排氣：溫度為273K，壓力為101325Pa 條件下不含水分的排氣。2.2.3 顆粒物采樣儀器的組成結(jié)構(gòu)1）采樣槍（溫度計、s形皮托管和采樣管的組合體） S形皮托管采樣管：見GB/T16157-1996中的圖20（玻璃纖維濾筒采樣管）和圖21（剛玉濾筒采樣管）。2）連接軟管3）采樣主機1熱電偶或熱電阻溫度計； 2皮托管； 3采樣管；4除硫干燥器； 5微壓傳感器；6壓力傳感器； 7溫度傳感

18、器； 8流量傳感器； 9流量調(diào)節(jié)裝置；10抽氣泵；11微處理系統(tǒng)； 12微型打印機或接口； 13顯示器2.2.4 皮托管平行測速自動煙塵采樣儀工作原理儀器的微處理測控系統(tǒng)根據(jù)各種傳感器檢測到的靜壓、動壓、溫度及含濕量等參數(shù)，計算煙氣流速，選定采樣嘴直徑，采樣過程中儀器自動計算煙氣流速和等速跟蹤采樣流量，控制電路調(diào)整抽氣泵的抽氣能力，使實際流量與計算的采樣流量相等，從而保證了煙塵自動等速采樣。2.2.5 顆粒物的采樣步驟（以3012H型皮托管平行煙氣自動采樣儀為例介紹。）3012H采樣儀器顯示屏界面主菜單濕度工況布點設(shè)置維護查詢采樣煙氣1）打開采樣孔，清除法蘭中的積灰（對于除塵設(shè)施后的采樣尤為重

19、要）；2）接通采樣儀器電源；3）讀取大氣壓表的數(shù)字，并輸入到設(shè)置界面中的相應位置：設(shè)置界面日期 > 2011年1月11日時間 > 9時30分大氣壓 > 091.90 kPa測試類別 煙塵4）測量管道（或排氣筒、煙囪）的尺寸（內(nèi)徑或長、寬）及管壁厚度（或法蘭長度），輸入到布點界面中的相應位置。a.圓形煙道：直徑 D > 0.00 m面積 > 00.0000環(huán)數(shù) > 0套管 L > 0.00m采樣點：00DL計算距離完畢b.矩形管道測孔邊 A > 0.00 m另一邊 B > 0.00 m面積 > 00.0000套管 L > 0.00

20、m測孔數(shù)目> 00計算距離完畢單孔測點> 00············ABL這時儀器會自動給出各測點據(jù)采樣口的距離：測點距套管外端距離（m）01： 02：03： 04：確定 5）用膠布等在采樣槍上標記出各個采樣點的位置，同時進入采樣儀器工況界面，進行煙溫、壓力等的參數(shù)測量，并根據(jù)測試結(jié)果選定合適的采樣嘴：工況測量自動調(diào)零煙道溫度預測流速查預測值主菜單. 自動調(diào)零煙氣動壓 = + 0000 煙氣靜壓 = + 00.00 計前壓 = + 00.00 塵流量 = + 0

21、0.0 氣流量 = + 0.0確定. 煙氣溫度 測量煙溫 輸入煙溫> 0 0 0 0 退出3.2.1 測量煙溫煙氣溫度 = + 0 0 0 0 確定3.3 預測流速第 01 點 預測動壓 = + 0 0 0 0 Pa 靜壓 = + 0 0 .0 0 KPa 全壓 = + 0 0 .0 0 KPa 流速 = 0 0 .0 m/s 確認當前值 完成連接壓力測試系統(tǒng)，將采樣槍（皮托管）放入管道中第一個測點的位置，堵嚴測孔。皮托管軟管正對氣流一側(cè)接入儀器正壓孔，背對氣流軟管接入儀器負壓孔。用“確定”鍵依次將各個測點的壓力（靜壓和動壓）輸入儀器，儀器會自動選擇出采樣嘴尺寸（預測流速）。找出相應的采

22、樣嘴，安裝在采樣槍上。完成上述步驟后，儀器會根據(jù)所測定的煙溫、大氣壓、靜壓等參數(shù)計算出所測煙道中的煙氣實際密度。 測試工況下煙氣密度公式（1）：101325Ba+Ps273+ts273 s =n× × 單位：kg/Nm3 n_標準狀態(tài)下濕煙氣密度，一般情況下取值1.34。6）進入主菜單下濕度界面，連接濕度測量系統(tǒng)，將含濕量測量槍放入管道中，在濕杯中加入少許水，選擇“測量含濕量”鍵，待含濕量數(shù)值相對穩(wěn)定后，按確定鍵完成煙氣濕度測量。4 濕度含濕量 測量濕度 輸入濕度> 0 0 .0 % 退出4.1 測量濕度流量 = 20.0 L/m干球 = 50.0 計壓 = - 00

23、.00 KPa濕球 = 36.0 計溫 = 00.0 濕度 = 10.0 %暫停 完成測量1煙道； 2干球溫度計； 3濕球溫度計； 4保溫采樣管；5真空壓力表； 6轉(zhuǎn)子流量計； 7抽氣泵含濕量（干濕球法）計算公式（2）如下： Pbv0.00066（ta-tb）（Ba+Pb） Xsx（%）= Ba+Ps 7）進入主菜單下采樣界面，確定（或輸入）采樣點數(shù)和每點的采樣時間；同時，從濾筒盒中取出已稱重的濾筒，記下濾筒編號，裝入采樣槍中，并在采樣槍頭安裝上所選定的采樣嘴；將采樣槍放入管道中第一個采樣點的位置，按“確定”鍵開始采樣。第一點采樣結(jié)束后，移至下一個點，依次進行直至結(jié)束。取出采樣槍（注意不要倒置

24、），同時保存采樣數(shù)據(jù)記錄；采樣設(shè)置界面采樣點 > 00 采時 > 00 m：00 s采樣嘴 > 00.0 mm跟蹤方式設(shè)定30.0L 或 自動跟蹤 準備采樣測量暫停 完成總計采時：000 min6.5采樣準備界面濾筒號> 0 0 0開始采樣煙氣流速 = 0 0 . 0 m/s計算流量 = 0 0 . 0 L/min主菜單濾筒號>采樣設(shè)置6.5.1 采樣界面 功率30% 時間：07：00實測 = 26.1 L/m計算 = 26.0 L/m計溫 = + 28.0 計壓 = - 7.60 KPa動壓 = + 0120 Pa流速 = 8.0 m/s煙溫 = 0110 *體

25、積 = 0080.3 L暫停 退出采樣（或采樣結(jié)束）煙氣的壓力分為全壓（Pt）、靜壓（Ps）和動壓（Pv）。在管道中任意一點上，三者的關(guān)系為：Pt=Ps+Pv全壓是氣體在管道中流動具有的總能量。動壓是單位體積氣體具有的動能，是使氣體流動的壓力。 靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，表現(xiàn)為氣體在各個方向上作用于器壁的壓力。動壓及靜壓的測定裝置1 -標準皮托管 2-斜管微壓計 3-S 型皮托管 4-U 型壓力計 5.煙道 儀器根據(jù)某點所測的動壓（Pdi）計算出該點的實際流速（見公式（3）。 煙氣流速計算（3）： Vsi=1.414×Kp×Pdi/s 進而根據(jù)采樣儀的流量計前溫度和計

26、前壓力等參數(shù)計算出該點等速采樣時的流量（見公式（4）。等速采樣的流量計算公式（4）： Ba+Ps 273+ tr Qr = 0.00254d2Vs 1/2（1-Xsw） 273+ts Ba + Pr 根據(jù)各點氣流速度的平均值（Vs）和采樣點處的煙道面積，計算出煙氣的排放量（見公式5） 標態(tài)下干排氣量計算公式（5）： Qsn = 3600FVs（Ba+Ps）/101325）（273/（273+ts）（1-Xsw） 根據(jù)各點的采氣流量和采氣時間，計算出顆粒物的實際標態(tài)采氣體積（見公式6）采氣體積計算公式（6）： Vnd = 0.05Qr' t （Ba+Pr）/（273+tr）1/2 8）取

27、出濾筒，用編號紙裹住、折疊封口，放入濾筒盒中原來的位置。9）將采樣后的濾筒帶回實驗室，烘干（105）、冷卻、稱至恒重，計算采樣前后濾筒重量之差（g），即為采取的顆粒物量。根據(jù)公式（7）和（8）計算出顆粒物的排放濃度和排放速率。 煙塵（顆粒物）濃度計算公式（7）： C ' = m/Vnd 106 煙塵（顆粒物）排放速率計算公式（8）： G = C ' Qsn 1062.2.6 采樣中應注意的問題1）操作順序：對于初學者和操作經(jīng)驗不足的人員，一定要按操作順序進行，因為前面的每一步都是在為后面的內(nèi)容提供必要的參數(shù)。2）含濕量的測量：目前現(xiàn)場常用的是“干濕球法”，因為它快捷、簡便。但在

28、測量過程中應注意下列問題：1）測量時間要足夠長。由于我們預先已測量了排氣的溫度，因此在測量過程中要注意干溫的數(shù)值應升到盡量接近煙溫，不要急于按確定鍵；2）注意保溫。由于含濕量的溫度計位于管道外，受環(huán)境溫度影響，當排氣溫度較高時，含濕量槍測量出的干溫低于排氣溫度，進而影響了濕球溫度的升高，而含濕量的高低濕球溫度是一個關(guān)鍵的決定因素。因此，在測量過程中，含濕量槍應盡量靠近管道，同時用棉布保溫。該方法有局限性，在下列兩種情況下不易使用：1）被測氣體處于飽和狀態(tài)，濕球水分不再蒸發(fā)；2）被測氣體溫度過高，導致濕球溫度升至100，這時濕球溫度不再受氣體濕度的影響；使用該方法應注意兩種情況的發(fā)生：1）濕球水

29、分蒸發(fā)殆盡時，濕球溫度會明顯上升，應給濕球補充水分后再進行測量；2）連續(xù)對多個污染源進行測量時，需要待濕球溫度與環(huán)境溫度平衡后再進行。對處于飽和狀態(tài)的氣體和高溫氣體（濕溫上升到100）應采用重量法或冷凝法測定含濕量（測量方法見空氣和廢氣監(jiān)測分析方法（第四版）P368和P370）。 3）負壓采樣時：應啟動（設(shè)置）防倒吸功能。4）氣流方向（即決定采樣嘴的方向）：正確判斷氣流方向，并始終保持采樣嘴正對氣流方向。 5）采樣時間和每次采集的樣品數(shù)：原則上每點的采樣時間應不少于3分鐘，各點采樣時間相等。每次采樣至少采取三個樣品，取其平均值視為一次監(jiān)測值。鍋爐煙塵采樣體積要求：每臺鍋爐測定時所采集樣品累計的總采氣量不得小于1m3。6）注意經(jīng)常觀察和提醒持槍人采樣槍把手的方向（即采樣嘴和皮托管的方向）。7）不要用手（或戴著手套的手、甚至是戴著臟手套的手）去接觸濾筒，可以用編號紙將濾筒和手隔開。8）注意觀察采樣后的濾筒狀態(tài)：濾筒內(nèi)外是否被污染。2.2.7 監(jiān)測中常見問題的