DB31∕T 519-2010 道路隧道空气污染物净化设备 净化效果的评价方法

道路隧道空气污染物净化设备净化效果的评价方法oftunnelairpollutants2010-12-20发布2011-03-15实施 I 1 1 1 2 2 6 7附录A(规范性附录)手工监测法中采样方法 9附录B(规范性附录)净化工况参数的测定方法 附录C(规范性附录)净化设备净化效率的测试报告(自动监测) 附录D(规范性附录)净化设备净化效率的测试报告(手工监测) I为贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》,推广及规范道路隧道空气污染净化设备及其净化效果本标准是一个方法标准。本标准由纳米技术及应用国家工程研究中心等单位提出。本标准由全国纳米标准化技术委员会上海纳米技术工作组(SAC/TC279/WG1)归口。本标准起草单位：纳米技术及应用国家工程研究中心、华东理工大学、上海硅酸盐研究所。1道路隧道空气污染物净化设备净化效果的评价方法本标准规定了道路隧道空气污染物净化设备(以下简称净化设备)净化效果的评价方法。本标准适用于处理风量≥1000m³/h,去除道路隧道中机动车排放的空气污染物(主要包括可吸入颗粒物、一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合物)的净化设备。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3095—1996环境空气质量标准GB/T15263—1994环境空气总烃的测定气相色谱法GB/T16157—1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T48—1999烟尘采样器技术条件HJ/T193—2005环境空气质量自动监测技术规范HJ/T397—2007固定源废气监测技术规范HJ479—2009环境空气氮氧化物(一氧化氮和二氧化氮)的测定盐酸萘乙二胺分光光度法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。道路隧道roadtunnel为使道路从地层内部或水底通过而修建的建筑物，由洞身、洞门等组成。道路隧道空气污染物净化设备equipmentforpurifyingtunnelairpollutants利用静电除尘或其他除尘方法及设备、纳米催化剂、吸附材料或其他方法及设备去除道路隧道中的空气污染物(主要包括可吸入颗粒物，一氧化碳，氮氧化合物和碳氢化合物)的设备及附属设备。净化效率purificationefficiency净化设备捕获污染物与处理前污染物的排放量之比，以百分数表示，按公式(1)计算：η——净化设备的净化效率，%;C₁、C₂——净化设备进口和出口污染物的浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);2净化设备进口和出口标准状态下干气体流量，单位为立方米每小时(m³/h)。4.1.3温度：-5℃~50℃。4.2.1环境温度：0℃~45℃。根据监测目的、现场勘察和调查资料，选择切实可行的监测方法，监测方法有自动监测法和手工监测法。差：1%满量程。间),零漂(24h):<0.40μg/m³,示值偏差：1%满量程。(24h):<0.50mg/m³,示值偏差：1%满量程。一台，具备数据采集功能。3CO<0.2mg/m³,H浓度应选在仪器量程的60%～90%的范围内，用来校正一氧化碳(CO)分析仪。浓度应选在仪器量程的60%～90%的范围内，用来校正氮氧化合物分析仪。浓度应选在仪器量程的60%～90%的范围内，用来校正总碳氢分析仪。浓度为99.999%,作为总碳氢分析仪的燃料气体。颗粒物与气态污染物的浓度监测流程图如图1所示。出气口出气口颗粒物和气体污染物监测仪器颗粒物和气体污染物监测仪器道路隧道空气污染物净化设备隧道空气洁净空气进气口风机采样点应符合HJ/T397—2007中关于采样点的规定。采样点设在净化设备进口和出口端，且位原理采样。b)气体监测仪器可共用一套多支路集中采样装置进行样品采采样管应选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料，一般选用聚四氟乙烯4材质等，管内径为0.4cm,采样气体在总管内的滞留时间应小于20s。监测仪器与支管接头连接的管线长度一般不超过5m。根据GB3095—1996中各项污染物数据统计的有效性规定，确定相应污染物采样时间，若要获得小时平均值，每小时至少有45min的采样时间；要获得日平均值，气态污染物的累计采样时间应不少于18h,颗粒物的累计采样时间应不少于12h。测试内容包括：仪器气路检查、零漂检查、多点校准和响应时间检查等，均按照HJ/T193—2005执行。90%～100%范围内。自动监测仪器的校准方法按HJ/T193—2005附录D的要求实施。a)检查仪器电源开关是否正常，装置及钢瓶有无漏气，气路连接是否正确；检查采样和排气管路是否有漏气或堵塞现象，各监测仪器采样流量是否正常。c)开启检测仪器一氧化碳(CO)分析仪(5.2.1.2),氮氧化物分析仪(5.2.1.3),碳氢化合物分析仪(5.2.1.4),数据采集器(5.2.1.5),预热至少24h,待仪器运行稳定后可实施连续自动监测。颗粒物和气态污染物监测仪器的分析方法见表1。序号监测项目分析方法备注1可吸入颗粒物β射线法2一氧化碳气体滤波相关红外吸收法3氮氧化物化学发光法4碳氢化合物火焰离子化检测法根据GB3095—1996中各项污染物数据统计的有效性规定，确定相应污染物采样时间。此外，采5样时间视待测污染物浓度而定，颗粒物一个样品的累积采样时间一般不少于8h,气态污染物一个样品累积采样时间一般不少于5h。采样方法按HJ/T397—2007中第7章的规定，参见附录A,其中手工监测采集的颗粒物粒径应和手工监测的颗粒物和气态污染物的分析方法见表2。序号监测项目分析方法备注1可吸入颗粒物重量法2一氧化碳非分散红外法3氮氧化物盐酸萘乙二胺分光光度法4碳氢化合物气相色谱仪-火焰离子化检测法5.4.1净化设备工况参数5.4.2测量点按HJ/T397—2007中第6章相关的规定，参见附录B。a)采用自动监测为仲裁；b)手工监测方法测试的污染物浓度与自动监测方法测试的污染物浓度单个数据对的相对误差及所有数据对平均相对误差均应在15%以内。5.6.2参比采样点6采样点应同于第5章中相关的规定，此外手工监测和自动监测的采样点不重合，在互不影响测量的情况下尽可能靠近。5.6.3手工监测方法和自动监测方法同步进行，自动监测每5min记录1次累计平均值，取于手工监测方法同时间区间测量值的平均值于手工监测方法测定值组成1个数据对，必须在进口和出口同时获得至少5个有效的测试数据对。此外，一般颗粒物一个样品的累积采样时间不少于8h,气态污染物一个样品累积采样时间不少于5h。5.6.4相对误差计算参比时，手工监测方法测试浓度值为X(mg/m³)与自动监测方法测试浓度值Y(mg/m⁸)配对，其单个相对误差计算见式(2):式中：X,——第i个数据中手工监测方法测试浓度值；Y;——第i个数据中自动监测方法测试浓度值；S,——第i个数据对的相对误差。平均相对误差计算见式(3):式中：S-—平均相对误差；6净化效率评价方法6.1采样体积采样体积以标准状况下干采样体积(m³)表示。6.1.2计算公式净化设备进口和出口的标准状况下的采样体积按HJ/T397—2007中第9章的规定。6.2污染物排放浓度污染物排放浓度以标准状况下干排气量的质量体积比浓度(mg/m³或μg/m³)表示。6.2.2计算公式净化设备进口和出口的污染物排放浓度按式(4)进行计算：式中：C′——污染物排放浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);7m——采样所得污染物的质量，单位为毫克(mg);Vnd——标准状态下采集干排气的体积，单位为立方米(m³)。净化设备进口和出口的污染物平均浓度按式(5)进行计算：式中：C——污染物平均浓度，单位为毫克每立方米(mg/m³);n——采集的样品数。6.3废气排放量废气排放量也就是通风管道中的空气流量，以单位时间排放的标准状态下干废气体积(m³/h)表示。6.3.2计算公式净化设备进口和出口的通风管道中的空气流量按照HJ/T397—2007中第6章相关的规定，参见6.4净化效率净化设备的净化效率以%表示。6.4.2计算公式净化设备的净化效率按公式(1)计算。7.1自动监测测试报告应包含以下信息：a)测试地点，测试环境的温度和湿度；b)净化设备处理风量，压力损失；c)测试中各污染物在净化设备进出口浓度时间均值；d)测试中净化设备进出口排气干流量值；e)各污染物净化效率；测试报告参见附录C。7.2手工监测测试报告应包含以下信息：a)采样地点，采样环境的温度和湿度；b)净化设备处理风量、压力损失；8d)现场采样中各污染物在净化设备进出口浓度时间均值；测试报告参见附录D。9DB31/T519—2010A.1.1采样原则A.1.1.1等速采样颗粒物具有一定的质量，在管道中由于本身运动的惯性作用，不能完全随气流改方向，为了从管道中取得有代表性的粉尘样品，需等速采样，即气体进入采样嘴的速度应与采样点的气体速度相等，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气体速度都将使采样结果产生偏差。由于颗粒物在管道中的分布是不均匀的，要取得有代表性的粉尘样品，必须在管道断面按一定的规则多点采样。A.1.2采样方法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。A.1.2.2定点采样每个测点上采一个样，求出采样断面的平均浓度，并可了解气管断面上颗粒物浓度变化情况。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。A.1.3.1总则A.1.3.1.1普通型采样管法(预测流速法)按GB/T16157—1996中8.3的规定。A.1.3.1.2皮托管平行测速采样法按GB/T16157—1996中8.4的规定。A.1.3.1.3动压平衡型采样管法按GB/T16157—1996中8.5的规定。A.1.3.1.4静压平衡采样管法按GB/T16157—1996中8.6的规定。A.1.4皮托管平行测速自动烟尘采样仪A.1.4.1原理选定采样嘴直径，采样过程中仪器自动计算废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，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(见图A.1)。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；13——显示器。图A.1皮托管平行测速自动烟尘采样仪A.1.4.2采样前准备工作a)滤筒处理和称重。用铅笔将滤筒编号，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。b)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。A.1.4.3采样步骤a)采样系统连接，用橡胶管将组合采样管的皮托管与主机的相应接嘴连接，将组合采样管的烟尘取样管与洗涤瓶和干燥瓶连接，再与主机的相应接嘴连接。目和位置，将各采样点的位置在采样管上做好标记。c)打开管道的采样孔，清除孔中的积灰。d)仪器压力测量进行零点校准后，将组合采样管插入管道中，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)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g)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。依此类推，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。h)采样完毕后，从管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i)用仪器保存或打印出采样数据。A.1.4.4采样分析采样后的滤筒放入105℃烘箱中烘烤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天平称量至恒重。采样前后滤筒重量之差，即为采取的颗粒物量。A.2气态污染物采样方法通过采样管将样品抽入到装有吸收液的吸收瓶或装有固体吸附剂的吸附管、真空瓶、注射器或气袋中，样品溶液或气态样品经化学分析或仪器分析得出污染物含量。A.2.2采样系统a)吸收瓶或吸附管采样系统。由采样管、连接导管、吸收瓶或吸附管、流量计量箱和抽气泵等部件组成，见图A.2。当流量计量箱放在抽气泵出口时，抽气泵应严密不漏气。根据流量计量和控制装置的类型，烟气采样器可分为孔板流量计采样器、累计流量计采样器和转子流量计采b)真空瓶或注射器采样系统。由采样管、真空瓶或注射器、洗涤瓶、干燥器和抽气泵等组成，见2——加热采样管；3——旁路吸收瓶；4——温度计；5——真空压力表；6——吸收瓶； 7——三通阀； 8——干燥器； 9——流量计；10——抽气泵。图A.2烟气采样系统1——加热采样管；3——真空压力表；1——加热采样管；6——洗涤瓶；7——抽气泵。图A.3真空瓶采样系统4——洗涤瓶；5——抽气泵。图A.4注射器采样系统A.2.3采样步骤A.2.3.1使用吸收瓶或吸附管采样系统采样A.2.3.1.1采样管的准备与安装b)更换滤料，当填充无碱玻璃棉或其他滤料时，充填长度为20mm～40mm。c)采样管插入管道近中心位置，进口与排气流动方向成直角。如使用入口装有斜切口套管的采d)采样管固定在采样孔上，应不漏气。e)在不采样时，采样孔要用管堵或法兰封闭。A.2.3.1.2吸收瓶或吸附管与采样管、流量计量箱的连接b)按图A.2所示，用连接管将采样管、吸收瓶或吸附管、流量计量箱和抽气泵连接，连接管应尽c)采样管与吸收瓶和流量计量箱连接，应使用球形接头或锥形接头连接。d)准备一定量的吸收瓶，各装入规定量的吸收液，其中两个作为旁路吸收瓶使用。e)为防止吸收瓶磨口处漏气，可以用硅密封脂涂抹。f)吸收瓶和旁路吸收瓶在入口处，用玻璃三通阀连接。g)吸收瓶或吸附管应尽量靠近采样管出口处，当吸收液温度较高而对吸收效率有影响时，应将吸DB31/T519—2010收瓶放入冷水槽中冷却。h)采样管出口至吸收瓶或吸附管之间连接管要用保温材料保温，当管线长时，须采取加热保温措施。A.2.3.1.3漏气试验a)将各部件按图A.3连接。阀门，如压力计压力在1min内下降不超过0.15kPa,则视为系统不漏气。c)如发现漏气，要重新检查、安装，再次检漏，确认系统不漏气后方可采样。A.2.3.1.4采样操作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。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)采样结束。切断采样管至吸收瓶之间气路，防止管道负压将吸收液与空气抽入采样管。使用e)样品贮存。采集的样品应放在不与被测物产生化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。e)将真空瓶或注射器按图A.4和图A.5所示连接，真空瓶和注射器要尽量靠近采样管。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a)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。b)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。c)采样时记下采样的工况、环境温度和大气压力。(规范性附录)B.1排气温度测定B.1.1仪器a)热电偶或电阻温度计，其示值误差不大于±3℃。b)水银玻璃温度计，精确度应不低于2.5%,最小分度值应不大于2℃。B.1.2测定步骤意不可将温度计抽出管道外读数。B.2处理风量的测定B.2.1仪器a)标准型皮托管。标准型皮托管的构造如图B.1所示。它是一个弯成90°的双层同心圆管，前托管其修正系数Kp为0.99±0.01。AA—A图B.1标准型皮托管D8图B.2S型皮托管型压力计用于测定排气的全压和静压，其最小分度值应不大于10Pa。c)斜管微压计。斜管微压计用于测定排气的动压，其精确度应不低于2%,其最小分度值应不大于2Pa。d)大气压力计。最小分度值应不大于0.1kPa。e)流速测定仪。由皮托管、温度传感器、压力传感器、控制电路及显示屏组成。皮托管同B.1和B.2,温度传感器同HJ/T397—2007中6.1.2,动压测量压力传感器同HJ/T48—1999中6.3.4.2,静压测量压力传感器同HJ/T48—1999中6.3.4.3。B.2.2测定步骤B.2.2.1用皮托管、斜管微压计和U型压力计测量a)准备工作1)将微压计调整至水平位置。2)检查微压计液柱中有无气泡。3)检查微压计是否漏气。向微压计的正压端(或负压端)入口吹气(或吸气),迅速封闭该入口，如微压计的液柱面位置不变，则表明该通路不漏气。4)检查皮托管是否漏气。用橡皮管将全压管的出口与微压计的正压端连接，静压管的出口与微压计的负压端连接。由全压管测孔吹气后，迅速堵严该测孔，如微压计的液柱面位置不变，则表明全压管不漏气；此时再将静压测孔用橡皮管或胶布密封，然后打开全压测孔，此时微压计液柱将跌落至某一位置，如果液面不继续跌落，则表明静压管不漏气。b)测量气流的动压(见图B.3)1)将微压计的液面调整到零点。2)在皮托管上标出各测点应插入采样孔的位置。3)将皮托管插入采样孔。使用S型皮托管时，应使开孔平面垂直于测量断面插入。如断面上无涡流，微压计读数应在零点左右。使用标准皮托管时，在插入管道前，切断皮托管和微压计的通路以避免微压计中的酒精被吸入到连接管中，使压力测量产生错误。4)在各测点上，使皮托管的全压测孔正对着气流方向，其偏差不得超过10°,测出各点的动压，分别记录在表中。重复测定一次，取平均值。5)测定完毕后，检查微压计的液面是否回到原点。c)测量排气的静压(见图B.3)1)将皮托管插入管道近中心处的一个测点。2)使用S型皮托管测量时只用其一路测压管。其出口端用胶管与U型压力计一端相连，将S型皮托管插入到管道近中心处，使其测量端开口平面平行于气流方向，所测得的压力即为静压。d)测量排气的温度e)测量大气压力使用大气压力计直接测出。图B.3动压及静压的测定装置B.2.2.2用流速测定仪测量按照仪器使用说明书的要求进行操作，由流速测定仪自动测定管道断面各测点的排气温度、动压和环境大气压，根据测得的参数仪器自动计算出各点的流速。B.2.3排气流速的计算B.2.3.1测点空气流速计算由于排气接近常温、常压，通风管道的空气流速v.按式(B.1)计算：式中：v——常温常压下通风管道的空气流速，单位为米每秒(m/s);Kp——皮托管修正系数；pa——排气动压，单位为帕(Pa)。B.2.3.2测点平均空气流速计算通风管道中某一断面的平均空气流速va按式(B.2)计算：式中：n——测点的数目。B.2.4排气流量的计算式中：Q——通风管道中的空气流量，单位为立方米每小时(m³/h)。DB31/T519—2010B.3压力损失的测定按B.2.2.1中相关的规定。B.