固定污染源废气监测讲课稿

污染源废气(fèiqì)监测第一页，共59页。第一节污染源废气(fèiqì)监测因子的选择第二节污染源废气(fèiqì)中颗粒物的监测第三节污染源废气中气态(qìtài)污染物的监测第四节监测中的质量保证与质量控制

第二页，共59页。第一节、污染源废气监测因子(yīnzǐ)的选择第三页，共59页。监测(jiāncè)因子的选择分析原料组成、工艺过程、主产品与副产品各种行业验收规范(guīfàn)及标准可《建设项目竣工环境保护验收监测培训教材》第四页，共59页。部分(bùfen)工业企业排放的废气部门企业类别排出主要污染物电力火力发电厂烟尘、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金钢铁厂有色金属冶炼厂焦化厂烟尘、SO2、CO、氧化铁尘、氧化锰尘、锰尘等烟尘(Cu、Cd、Pb、Zn等重金属)、SO2等烟尘、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烃类等化工石油化工厂氮肥厂磷肥厂氯碱厂化学纤维厂硫酸厂合成橡胶厂农药厂冰晶石厂SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烃类等烟尘、NOx、CO、NH3、硫酸气溶胶等烟尘、氟化氢、硫酸气溶胶等氯气、氯化氢、汞蒸气等烟尘、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等烯烃类、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇、氯化甲烷等砷化物、汞蒸气、氯气、农药等氟化氢等机械机械加工厂仪表厂烟尘等汞蒸气、氰化物等轻工灯泡厂造纸厂烟尘、汞蒸气等烟尘、硫醇、H2S等建材水泥厂水泥尘、烟尘等第五页，共59页。恶臭污染排放(páifànɡ)标准控制项目(有8项)恶臭物质主要来源臭气性质氨畜产品农场、鸡类干燥场、复合肥料制造工业、淀粉制造业、鱼的肠和骨处理厂、皮革厂、垃圾处理厂、污水处理厂、饲料和肥料等化工制造厂特殊的刺鼻味三甲基胺畜产品农场、鱼的肠和骨处理厂、复合肥料制造工业、饲料和肥料等化工制造厂、水产、罐头制造厂腐烂性鱼臭硫化氢畜产品农场、硬纸板纸浆制造工业、淀粉制造业、玻璃制造工业、硫磺制造业、饮料等合成厂、鱼的肠和骨处理厂、毛皮处理厂(皮革厂)、垃圾处理场厂、粪便处理厂、污水处理厂等腐烂性蛋臭甲硫醇纸浆厂、饲料肥料等制造厂、鱼的肠和骨处理厂、垃圾处理厂、粪便处理厂、污水处理厂等腐烂性洋葱臭硫化甲基纸浆厂、饲料肥料等制造厂、鱼的肠和骨处理厂、粪便处理厂、污水处理厂等腐烂性卷心菜臭乙醛乙醛制造厂、醋酸制造厂、酸醋乙脂制造厂、香烟厂、复合肥料厂、鱼的肠和骨处理厂、氯丁二烯橡胶生产厂等鱼腥刺激臭二硫化甲基纸浆厂、饲料肥料等制造厂、鱼的肠和骨处理厂、粪便处理厂、污水处理厂等腐烂性卷心菜臭苯乙烯苯乙烯制造厂、聚苯乙烯生产、加工工厂、高强度聚苯乙烯厂、增强塑料制品生产厂、胶合板制造工厂等乙醚臭第六页，共59页。第二节、污染源废气(fèiqì)中颗粒物的监测第七页，共59页。名词解释：固定源：燃煤、燃油、燃气的锅炉和工业炉窑以及石油化工、冶金、建材等生产(shēngchǎn)过程中产生的废气通过排气筒向空气中排放的污染源。颗粒物：燃料和其它物质在燃烧、合成、分解以及各种物料在机械处理中所产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质。第八页，共59页。《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157-1996）《锅炉烟尘测试方法》（GB5468-91）《固定污染源废气监测(jiāncè)技术规范》（HJ/T397-2007）；《固定污染源监测(jiāncè)质量保证与质量控制技术规范》（试行）（HJ/T373-2007）《烟尘采样器技术条件》（HJ/T48-1999）《微电脑烟尘平行采样仪操作手册》（武汉天虹）监测方法(fāngfǎ)依据第九页，共59页。监测(jiāncè)前期准备工作1.监测期间(qījiān)的生产工况要求2.监测断面的布设3.仪器设备准备工作第十页，共59页。排气筒高度(gāodù)要求进行监测前应对其排气筒高度进行核准，各个标准中针对某种污染物均有排气筒高度要求。若达不到要求，需进行计算（内插、外推等方法(fāngfǎ)）。《大气污染物综合排放标准》中要求氯气、氰化氢和光气的排气筒高度不得低于25m。第十一页，共59页。生产(shēngchǎn)工况要求建设项目竣工环境保护验收监测应在工况稳定、生产负荷达到设计生产能力的75%以上（含75％）情况下进行(jìnxíng)。（个别行业有另行规定，如水泥窑80%，工业炉窑要求最大热负荷）对于无法调整工况达到设计生产能力的75%以上负荷的建设项目：（1）可以调整工况达到设计生产能力75%以上的部分，验收监测应在满足75%以上负荷或国家及地方标准中所要求的生产负荷的条件下进行(jìnxíng)；（2）无法调整工况达到设计生产能力75%以上的部分，验收监测应在主体工程稳定、环保设施运行正常，并征得环保主管部门同意的情况下进行(jìnxíng)，同时注明实际监测时的工况。第十二页，共59页。监测断面(duànmiàn)的布设监测断面的设置原则1)采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所。2)采样位置应优先选择在垂直管段，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。3)采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径，和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对矩形烟道，其当量直径D=2AB/(A+B)，式中A、B为边长。4)采样断面的气流速度最好在5m/s以上。5)测试现场空间位置有限，很难满足上述要求时，可选择比较适宜(shìyí)的管段采样，但采样断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1.5倍，并应适当增加测点的数量和采样频次。第十三页，共59页。监测点的布设(bù shè)1、圆形烟道：将烟道分成适当数量的等面积同心环，各测点选在各环等面积中心线与呈垂直相交的两条直径线的交点上，其中一条直径线应在预期浓度变化最大的平面内，对符合监测断面(duànmiàn)设置要求的烟道。可只选预期浓度变化最大的一条直径线上的测点。对直径小于0.3m、流速分布比较均匀、对称并符合要求的小烟道，可取烟道中心作为测点。当测点距烟道内壁的距离小于25mm时，取25mm。第十四页，共59页。采样点距烟道(yāndào)内壁距离第十五页，共59页。2、矩形(jǔxíng)或方形烟道将烟道断面分成适当数量(shùliàng)的等面积小块，各块中心即为测点。小块的数量(shùliàng)按表4的规定选取。原则上测点不超过20个。烟道断面面积小于0.1m2，流速分布比较均匀、对称并符合要求的，可取断面中心作为测点。第十六页，共59页。长方形断面(duànmiàn)的测定点正方形断面(duànmiàn)的测定点第十七页，共59页。仪器设备准备(zhǔnbèi)工作a)滤筒处理和称重。首先将滤筒编号，在105-110℃烘烤1h，取出放入干燥器中,在恒温恒湿的天平室中冷却至室温，用感量0.1mg天平称量，两次称量重量之差应不超过0.5mg。当滤筒在400℃以上(yǐshàng)高温排气中使用时，为了减少滤筒本身减重，应预先在400℃高温箱中烘烤1h，然后放入干燥器中冷却至室温，称量至恒重。放入专用的容器中保存。b)校准流量：精确度应不低于2.5%。（《固定源废气监测技术规范》要求）c)检查所有的测试仪器功能是否正常，干燥器中的硅胶是否失效。d)检查系统是否漏气，如发现漏气，应再分段检查，堵漏，直至合格。第十八页，共59页。现场(xiànchǎng)监测1、烟气(yānqì)参数的测定2、排气中颗粒物的测定第十九页，共59页。采样(cǎiyànɡ)步骤a)采样系统连接b)仪器接通电源，自检完毕后，输入日期、时间、大气压、管道尺寸等参数。c)打开烟道的采样孔，清除孔中的积灰。d)仪器压力测量进行零点校准后，将组合采样管插入烟道中，测量各采样点的温度、动压、静压、全压及流速，选取合适的采样嘴。e)含湿量测定装置注水，并将其抽气管和信号线与主机连接，将采样管插入烟道，测定烟气中水分含量。f)记下滤筒的编号，将已称重的滤筒装入采样管内，旋紧压盖，注意采样嘴与皮托管全压测孔方向一致。g)设定每点的采样时间，输入滤筒编号，将组合采样管插入烟道中，密封采样孔。h)使采样嘴及皮托管全压测孔正对气流，位于第一个采样点。启动抽气泵，开始采样。第一点采样时间结束，仪器自动发出信号，立即将采样管移至第二采样点继续进行采样。依次类推(lèituī)，顺序在各点采样。采样过程中，采样器自动调节流量保持等速采样。i)采样完毕后，从烟道中小心地取出采样管，注意不要倒置。用镊子将滤筒取出，放入专用的容器中保存。j)用仪器保存或打印出采样数据。第二十页，共59页。烟道参数(cānshù)的设置将烟道类型、尺寸(chǐcun)、壁厚、法兰长度等输入，系统将会按照等面积的原则来确定测点位置。第二十一页，共59页。仪器(yíqì)调零操作调零一般在现场进行调零前将“+”和“-”压力管上的气管取下确认已卸载的情况下，让系统进行调零为保证仪器的精度，可重复(chóngfù)多次进行调零操作第二十二页，共59页。含湿量的测定(cèdìng)原理干湿球法测定排气水分(shuǐfèn)含量装置第二十三页，共59页。TH-880F的湿度(shīdù)传感器第二十四页，共59页。湿度监测器的连接(liánjiē)方法第二十五页，共59页。测定(cèdìng)步骤：1)正确连接仪器，然后在储水罐中注满1/3的蒸馏水。2)打开采样孔，清除孔中的积灰。将采样管插入烟道中心位置，封闭采样孔。3)当排气温度较低或水分含量较高时，采样管应保温或加热数分钟后，再开动抽气泵，系统默认出事抽气流量25L/min。4)当干、湿球温度计读数稳定后，按”ENTER”键，系统自动记录含湿量数据。d)计算：式中：Xsw——排气中水分含量体积百分数，％；Pbv——温度为tb时饱和水蒸气压力(yālì)（根据tb值，由空气饱和时水蒸气压力(yālì)表中查得），Pa；tb——湿球温度，℃；tc——干球温度，℃；Pb——通过湿球温度计表面的气体压力(yālì)，Pa；Ba——大气压力(yālì)，Pa；Ps——测点处排气静压，Pa。＊注意：⑴含湿量在测量时和测量后均不得将储水罐倾斜和倒置，防止水流入机内，测完后应将水倒掉；⑵戴上手套防治烫伤；⑶接地第二十六页，共59页。基于干湿球法原理的含湿量自动测量装置，其微处理器控制传感器测量、采集湿球、干球表面(biǎomiàn)温度以及通过湿球表面(biǎomiàn)的压力及排气静压等参数，同时由湿球表面(biǎomiàn)温度导出该温度下的饱和水蒸气压力，结合输入的大气压，根据公式自动计算出烟气含湿量。第二十七页，共59页。预测(yùcè)选嘴1、必要性为了从烟道中取得有代表性的烟尘样品，需进行(jìnxíng)等速采样，即气体进入采样嘴的速度应和采样点的烟气速度相等。否则会影响测定结果2、注意正确连接动压的“+”、“-”气管；预测选嘴时，不接采样嘴；接地第二十八页，共59页。等速采样(cǎiyànɡ)不同采样(cǎiyànɡ)速度时颗粒物运动状况示意图第二十九页，共59页。预测(yùcè)流速方法压力(yālì)的测定：第三十页，共59页。流速和流量(liúliàng)的计算在测出烟气(yānqì)的温度、压力等参数后，按下式计算各测点的烟气(yānqì)流速(vs)：式中：vs——烟气(yānqì)流速，m/s；

Kp——皮托管校正系数；

pv——烟气(yānqì)动压，Pa；

ρ——烟气(yānqì)密度，kg/m3。烟道断面上各测点烟气平均流速按下式计算：rvps2pKv×=第三十一页，共59页。排气中颗粒物采样(cǎiyànɡ)原理将烟采样管由采样孔插入烟道中，使采样嘴置于测点上，正对气流，按颗粒物等速采样原理，即采样嘴的吸气速度与测点处气流速度相等（其相对误差应在10%以内），抽取一定量的含尘气体。根据采样管滤筒上所捕集到的颗粒物量和同时(tóngshí)抽取的气体量，计算出排气中颗粒物浓度。第三十二页，共59页。采样(cǎiyànɡ)原则a.等速采样颗粒物具有一定的质量，在烟道中由于本身运动的惯性作用，不能完全随气流改变方向，为了从烟道中取得有代表性的烟尘样品，需等速采样，即气体进入采样嘴的速度应与采样点的烟气速度相等，其相对误差应在10%以内。气体进入采样嘴的速度大于或小于采样点的烟气速度都将使采样结果产生偏差。b.多点采样由于颗粒物在烟道中的分布是不均匀的，要取得有代表性的烟尘样品，必须在烟道断面按一定的规则(guīzé)多点采样。采样方法移动采样－－用一个滤筒在已确定的采样点上移动采样，各点的采样时间相同，求出采样断面的平均浓度。定点采样－－每个测点上采一个样，求出采样断面的平均浓度，并可了解烟道断面上颗粒物浓度变化情况。间断采样－－对有周期性变化的排放源，根据工况变化及其延续时间，分段采样，然后求出其时间加权平均浓度。第三十三页，共59页。采样频次(píncì)和采样时间a.除相关标准另有规定，排气筒中废气的采样以连续1小时的采样获取平均值，或在1小时内，以等时间间隔采集(cǎijí)3～4个样品，并计算平均值。b.特殊情况下的采样时间和频次：若某排气筒的排放为间断性排放，排放时间小于1小时，应在排放时段内实行连续采样，或在排放时段内等间隔采集(cǎijí)2～4个样品，并计算平均值；若某排气筒的排放为间断性排放，排放时间大于1小时，则应在排放时段内按a.的要求采样。第三十四页，共59页。等速采样(cǎiyànɡ)方法1、预测流速法2、皮托管平行测速采样法3、动压平衡型等速采样管法将装有孔板的采样管、S型皮托管、温度计装成一体，采样时将组合式采样管插入烟道测点采样。采样中手动或自动调节采样流量使采样抽气时采样管孔板产生的压差与皮托管测定的烟道内气体动压相等，实现等速采样。4、静压平衡型等速采样管法采样中利用采样管入口配置的专用采样嘴（内外壁上分别开有测量静压的条缝），手动或自动调节采样流量使采样嘴内、外缝处静压相等，达到(dádào)等速采样的目的第三十五页，共59页。烟气(yānqì)流量按下式计算：式中：Qs——烟气流量，m3/h；

S——测定断面(duànmiàn)面积，m2。式中：Qnd——标准状态下烟气流量(liúliàng)，m3/h；

ps—烟气静压，Pa；

pa—大气压力，Pa；

xw—烟气含湿量体积分数，%。标准状态下干烟气流量按下式计算：第三十六页，共59页。图预测流速(liúsù)法烟尘采样装置示意图第三十七页，共59页。等速采样流量的计算(jìsuàn)：d:采样嘴的直径，mm;Vs:测点处的气体流速，m/s;第三十八页，共59页。皮托管平行测速自动烟尘(yānchén)采样仪仪器的微处理测控系统根据各种传感器检测到的静压、动压、温度及含湿量等参数，计算烟气流速，选定采样嘴直径，采样过程中仪器自动计算烟气流速和等速跟踪采样流量，控制电路调整抽气泵的抽气能力(nénglì)，使实际流量与计算的采样流量相等，从而保证了烟尘自动等速采样。第三十九页，共59页。S型皮托管(tuōguǎn)S型皮托管的构造见下图，它是由两根相同的金属管并联组成。测量端有方向相反的两个(liǎnɡɡè)开口，测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，背向气流的开口测得的压力小于静压。按图6设计制作的S型皮托管其修正系数Kp为0.84±0.01。制作尺寸与上述要求有差别的S型皮托管的修正系数需进行校正。其正、反方向的修正系数相差应不大于0.01。S型皮托管的测压孔开口较大，不易被颗粒物堵塞，且便于在厚壁烟道中使用。第四十页，共59页。1－热电偶或热电阻温度计；2－皮托管；3－采样管；4－除硫干燥器；5－微压传感器；6－压力传感器；7－温度传感器；8－流量传感器；9－流量调节装置；10－抽气泵；11－微处理系统；12－微型打印机或接口(jiēkǒu)；13－显示器图6皮托管平行测速自动烟尘采样仪第四十一页，共59页。采样(cǎiyànɡ)头采样(cǎiyànɡ)管S形皮托管(tuōguǎn)热电偶第四十二页，共59页。滤筒玻璃纤维(bōlixiānwéi)滤筒采样管刚玉(gāngyù)滤筒采样管第四十三页，共59页。颗粒物中污染物的测定(cèdìng)氟化物：离子(lízǐ)选择电极法（HJ/T67-2001）；铅：火焰原子吸收分光光度法（HJ538-2009）；镉：火焰原子吸收分光光度法（HJ/T64.1-2001）；镍：火焰原子吸收分光光度法（HJ/T63.1-2001）；类似(lèisì)采样方法的污染物监测：硫酸雾：离子色谱法（HJ544-2009）；沥青烟：重量法（HJ/T45-1999）；苯并〔a〕芘：高效液相色谱法（HJ/T40-1999）；铬酸雾：二苯基碳酰二肼分光光度法（HJ/T29-1999）；第四十四页，共59页。第三节、污染源废气(fèiqì)中气态污染物的监测第四十五页，共59页。名词解释气态污染物：以气体(qìtǐ)状态分散在排放气体(qìtǐ)中的各种污染物。第四十六页，共59页。一、污染源废气中气态污染物样品(yàngpǐn)的采集吸收(xīshōu)法采样装置示意图第四十七页，共59页。仪器直接(zhíjiē)采样法--定电位电解法

（KM9106综合烟气分析仪-kaneinternationallimmited）第四十八页，共59页。二、常见气态(qìtài)污染物样品的分析二氧化硫：定电位电解法（HJ/T57-2000）、碘量法（HJ/T56-2000）；氮氧化物：盐酸(yánsuān)萘乙二胺分光光度法（HJ/T43-1999）、紫外分光光度法（HJ/T42-1999）；一氧化碳：非色散红外吸收法（HJ/T44-1999）；氯化氢：硝酸银容量法（HJ548-2009）、离子色谱法（HJ549-2009）硫氰酸汞分光光度法（HJ/T27-1999）；氨：纳氏试剂分光光度法（HJ533-2009）；非甲烷总烃：气相色谱法（HJ/T38-1999）；第四十九页，共59页。三、采样(cǎiyànɡ)方法采样(cǎiyànɡ)位置：原则上同颗粒物采样(cǎiyànɡ)方法规定采样(cǎiyànɡ)点：由于气态污染物在采样(cǎiyànɡ)断面内，一般是混合均匀的，可取靠近烟道中心的一点作为采样(cǎiyànɡ)点。第五十页，共59页。四、采样(cǎiyànɡ)步骤使用(shǐyòng)吸收瓶或吸附管采样系统采样使用(shǐyòng)真空瓶或注射器采样使用(shǐyòng)仪器直接测试法采样第五十一页，共59页。使用(shǐyòng)吸收瓶或吸附管采样系统采样a)预热采样管。打开采样管加热电源，将采样管加热到所需温度。b)置换吸收瓶前采样管路内的空气。正式采样前，令排气通过旁路吸收瓶采样5min，将吸收瓶前管路内的空气置换干净。c)采样。接通采样管路，调节采样流量至所需流量进行采样，采样期间应保持流量恒定(héngdìng)，波动应不大于±10％。使用累计流量计采样器时，采样开始要记录累计流量计读数。d)采样时间。视待测污染物浓度而定，但每个样品采样时间一般不少于10min。（有些污染物的采样时间有特殊规定）e)采样结束。切断采样管至吸收瓶之间气路，防止烟道负压将吸收液与空气抽入采样管。使用累计流量计采样器时，采样结束要记录累计流量计读数。f)样品贮存。采集的样品应放在不与被测物产生化学反应的容器内，容器要密封并注明样品号。第五十二页，共59页。使用(shǐyòng)真空瓶或注射器采样a)真空瓶与注射器在安装前要进行漏气检查。1)真空瓶漏气检查：将真空瓶与真空压力表连接，抽气减压到绝对压力为1.33kPa，放置1h后，如果瓶内绝对压力不超过2.66kPa，则视为不漏气。2)注射器漏气检查：用水将注射器活栓润湿后，吸入空气至刻度1/4处，用橡皮帽堵严进气孔，反复把活栓推进拉出几次，如活栓每次都回到原来的位置，可视为不漏气。b)在真空瓶内放入适量的吸收液，用真空泵将真空瓶减压，直至吸收液沸腾，关闭旋塞，采样前用真空压力表测量并记下真空瓶内绝对压力。c)取100ml的洗涤瓶，内装洗涤液，如待测气体系酸性，则装入5mol/L氢氧化钠溶液，如系碱性，则装入3mol/L硫酸溶液洗涤气体。d)真空瓶或注射器与其他部件连接，使用球形或锥形接头连接。e)将真空瓶或注射器连接，真空瓶和注射器要尽量靠近(kàojìn)采样管。f)采样系统漏气检查，堵死采样管出口端连接管，打开抽气泵抽气，至真空压力表压力升到13kPa时，关上抽气泵一侧阀门，如压力表压力在1min内下降不超过0.15kPa，则视为系统不漏气。g)采样前，打开抽气泵以1L/min流量抽气约5min，置换采样系统的空气。h)打开真空瓶旋塞，使气体进入真空瓶，然后关闭旋塞，将真空瓶取下。使用注射器时，打开注射器阀门，抽动活栓，将气样一次抽入预定刻度，关闭注射器进口阀门，取下注射器倒立存放。i)采样时记下采样的工况、环境温度和大气压力。第五十三页，共59页。使用(shǐyòng)仪器直接测试法采样1、采样系统的连接和安装a)检查并清洁采样预处理器的颗粒物过滤器，除湿器和输气管路，必要时更换滤料。b)按照使用说明书连接采样管、采样预处理器和检测仪的气路和电路。c)连接管线要尽可能短，当必须(bìxū)使用较长管线时，应注意防止样气中水分冷凝，必要时应对管线加热。第五十四页，共59页。2、采样和测定a)将采样管置于环境空气中，接通仪器电源，仪器自检(zìjiǎn)并校正零点后，自动进入测定状态。b)将采样管插入烟道中，将采样孔堵严使之不漏气，抽取烟气进行测定，待仪器读数稳定后即可记录（打印）测试数据。c)读数完毕将采样管从烟道取出置于环境空气中，抽取干净空气直至仪器示值符合说明书要求后，将采样管插入烟道进行第二次测试。d)重复b)－c)步骤，直至测试完毕。e)测定结束后，将采样管从烟道取出置于环境空气中，抽取干净空气直至仪器示值符合说明书要求后，自动或手动关机。第五十五页，共59页。第四节、质量(zhì