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文档简介

建材行业固定源二氧化碳排放在线监测技术要求

编制说明

(征求意见稿)

标准起草组

二零二三年十二月

一、工作简况

1项目背景

2012年5月4日,科学技术部、国家发展改革委、环境保护部等十六部委联合制定了《“十

二五”国家应对气候变化科技发展专项规划》,其中明确指出,要大力发展重要工业固定源温室

气体(GHG)排放监测技术。

2017年国务院发布的《“十三五”节能减排综合工作方案》中,明确指出“要健全节能减

排计量、统计、监测和预警体系,建立健全能耗在线监测系统和污染源自动在线监测系统。2017

年11月28日,原环境保护部发布了《固定污染源废气二氧化碳的测定:非分散红外吸收法》(HJ

870-2017),并于2018年1月1日起实施。

2020年6月,生态环境部公布《生态环境监测规划纲要(2020—2035年)》提出遵循“核

算为主、监测为辅”的原则,探索建立重点排放单位温室气体排放源监测的管理体系和技术体系,

在火电行业率先开展CO2排放在线监测试点。

2020年8月7日福建省发布《福建省碳排放权交易管理暂行办法》中提到“省人民政府碳

排放权交易主管部门应当利用在线监测平台开展相关工作”,此举填补了碳排放权交易试点省市

的政策空白,目前国内亦尚未建立服务大众企业的碳排放数据在线监测与应用平台。

2020年9月22日,习近平主席在第75届联大一般性辩论上宣布,中国将提高国家自主贡

献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060

年前实现碳中和,明确了中国到本世纪中叶应对气候变化、绿色低碳发展的愿景和任务。

2020年12月12日,国家主席习近平出席气候雄心峰会并发表重要讲话,会上宣布到2030

年:中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上;非化石能源占一次能源消

费比重将达到25%左右;森林蓄积量将比2005年增加60亿立方米;风电、太阳能发电总装机

容量将达到12亿千瓦以上。

2021年3月11日,“十四五”规划和2035年远景目标纲要发布,规划要求落实2030年应

对气候变化国家自主贡献目标,制定2030年前碳排放达峰行动方案、锚定努力争取2060年前实

现碳中和,采取更加有力的政策和措施。

2021年3月15日,习近平主席主持召开中央财经委员会第九次会议,会议强调:推动平台

经济规范健康持续发展把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局。

2标准制定的目的、意义

目前广泛使用的温室气体排放量化方法主要有两种即基于核算的方法和基于连续监测的方

1

法。基于核算的方法是指通过活动数据乘以排放因子或通过计算生产过程中的碳质量平衡来量化

温室气体排放量。基于连续监测的方法是通过直接测量烟气流速和烟气中CO2浓度来计算温室

气体的排放量,主要通过连续排放监测系统(CEMS)来实现。

核算的方法主要基于第三方核查机构开展核查工作获取排放数据,主要存在三个问题:第三

方核查机构主要是通过企业提供的报表凭证来获取活动数据,报表数据准确性有待考究;碳核查

工作属于事后核查,管理粗放的企业则存在数据资料缺失、部门之间交叉数据不匹配,内部有多

套台账等问题,数据可靠性欠缺;第三方核查未核算上一年度的排放数据,存在时效性滞后的问

题,无法及时发现当下企业生产运行过程中存在的问题,更无法为企业提供排放精细化管理提供

好的建议。

为了提升企业碳排放数据的准确性及真实性,开展碳排放的直接监测,获取“第一手”数据

就显得尤为重要。从国内外应对气候变化工作发展形势来看,对碳排放进行直接监测已经成为新

热点。无论是制订国家方案还是制订行业、部门、地区的排放规划或减排行动,从获取分析排放

特征所需的基础数据,再到评价减排管理政策措施的效果,直接监测始终发挥着重大作用。连续

监测方法优点也十分明显,有高度的自动化,能够避免系统误差和计算错误,降低人为因素的干

扰,提高企业排放数据质量的可信度。

虽然以连续监测为代表的碳排放直接监测技术在环境监测、温室大棚等方面已有了一定的应

用,然而到目前为止,还没有一套完整成熟的监测体系适用于建材工业的CO2排放量的监测。

存在的主要问题包括:1)长期实践工作缺乏,未能形成经验积累;2)监测仪器种类繁多,技术

较为杂乱,缺少相应的优化和整合;3)监测目的性不强,缺少相应的规范和标准;5)缺乏水泥

工业二氧化碳排放连续监测技术的系统研究,相关理论总结较少。因此,为建立高效的二氧化碳

排放数据收集体系,同时支撑碳市场建设,开展水泥工业二氧化碳排放连续监测技术研究、探索

直接监测二氧化碳排放的方法十分必要。

对建材行业生产过程碳排放进行直接监测可有效提升企业碳排放数据的总体准确性。就目前

直接监测的发展情况来看,工业环境污染物排放量连续监测多采用连续监测技术,而国内外部分

工业企业(主要是火力发电企业)已采用连续监测技术监控二氧化碳排放。连续监测技术是以在

线自动分析仪器为核心,运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术

以及相关的专用分析软件和高效数据传输方式所组成的一个综合性的在线自动监测与预警信息

平台。连续监测技术优点在于适用范围广,技术成熟,运行成本低,它将采集到的数据立即发送

到数据接入服务器并存入系统数据库,降低了因数据采集终端发生故障而导致丢失数据的风险,

充分保证了数据的安全;数据接入服务器与数据采集终端保持实时在线连接,可以及时准确掌握

2

二氧化碳排放口实际运行情况和排放动态,实时观察所二氧化碳排放数据的变化情况;此外,国

内大部分水泥企业已将安装了污染物连续监测系统(例如烟气自动监测(CEMS)),具备增加二

氧化碳监测功能的技术基础,进行推广时企业更易于接受。CEMS实测法通过直接测量烟气流

速、烟气中CO2浓度和湿度等参数直接获取固定排放源CO2排放量的方法,简单直接,优

势明显。

虽然以连续监测为代表的碳排放直接监测技术在环境监测、温室大棚等方面已有了一定的应

用,然而到目前为止,还没有一套完整的适用于水泥工业的CO2排放量的在线监测技术规范。

为更好的规范建材企业的二氧化碳排放在线监测工作,同时指导建材生产企业做好二氧化碳

排放在线监测的安装、运行及维护工作,保证二氧化碳在线监测数据满足质量要求,引导规范建

材企业积极推进二氧化碳实现在线监测,开展《温室气体在线监测技术规范水泥生产企业》行

业标准的编写有着重要意义。

综上所述,该标准的编制在如下几个方面有着重要意义:

1)政策层面:坚决贯彻习近平总书记提出的我国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值的

目标,努力争取于2060年前实现碳中和的愿景。同时也为水泥行业加入全国碳市场做了重要技

术研究支撑。

2)行业层面:填补了建材行业碳排放在线监测领域标准的空白,同时为行业内推动二氧化碳

在线监测提供了技术支持。

3)企业层面:帮助建材企业进行二氧化碳在线监测技术改造、运行及维护,提高企业二氧化

碳排放数据收集效率,以便企业及时掌握二氧化碳排放水平,从而更有针对性的采取减排措施。

(3)标准创新点分析(例如:具有自主技术)。

目前水泥行业暂无碳排放连续监测方面的相关标准及要求,本标准将针对水泥行业对二氧化

碳排放连续监测系统的组成和功能、技术性能、安装、技术指标调试监测、技术验收、日常运行

管理、日常运行质量保证以及数据审核和处理的有关要求。

(4)分析成为国际标准的可能性。

国外尚无相关标准,本标准具有成为国际标准的可能性。

3任务来源

2021年12月,工信部下发《工业和信息化部办公厅关于印发2021年碳达峰碳中和专项行

业标准制修订项目计划的通知》(工信厅科函[2021]291号),其中包括2021-1783T-JC《建材行

业固定源二氧化碳排放在线监测技术要求》。本标准由中国建筑材料联合会提出,由建材工业综

合标准化技术委员会归口,北京国建联信认证中心有限公司、北京雪迪龙科技股份有限公司、华

3

新水泥股份有限公司及相关企业共同起草的行业。

4主要工作过程

《建材行业固定源二氧化碳排放在线监测技术要求》由北京国建联信认证中心有限公司、北

京雪迪龙科技股份有限公司、华新水泥股份有限公司联合编制。编制组在水泥行业征集了有代表

性的企业组成了标准编制组,开展了下述工作:

1)2021年12月,工信部下发《工业和信息化部办公厅关于印发2021年碳达峰碳中和专

项行业标准制修订项目计划的通知》(工信厅科函[2021]291号),计划号2021-1783T-JC;

2)2022年3月,召开第一次工作会议,成立标准编制组,提出了本标准的基本框架、编

制要求和编制工作计划及分工。北京国建联信认证中心有限公司为牵头单位,负责标准统筹,标

准文本编制、标准进度把控、配合牵头单位组织各项会议的召开。北京雪迪龙科技股份有限公司

提供在线监测技术实验室数据、标准中各技术指标数值的确定等工作。华新水泥股份有限公司提

供在线监测设备安装、数据收集等工作以及标准验证。

3)2022年5月,标准编制组根据第一次工作会议的分工及专家提出的建议修改完善标准

文本,并完成标准编制说明初稿。

4)2023年4月,进行现场调研及标准文本完善工作,最终形成征求意见稿。

图年标准第一次工作会议照片

5主要参编单位及起草人分工12021

本技术规程由北京国建联信认证中心有限公司等相关企业及科研院所共同起草。

北京国建联信认证中心有限公司为牵头单位,负责标准统筹,标准文本编制、标准进度把控、

4

配合牵头单位组织各项会议的召开。北京雪迪龙科技股份有限公司提供在线监测技术实验室数

据、标准中各技术指标数值的确定等工作。华新水泥股份有限公司提供在线监测设备安装、数据

收集等工作以及标准验证。

表工作分工

单位性质单位名称1工作内容

牵头单位,负责标准统筹,标准文本编

牵头单位北京国建联信认证中心有限公司制、标准进度把控、配合牵头单位组织

各项会议的召开

北京雪迪龙科技股份有限公司

天津同阳科技发展有限公司

武汉敢为科技有限公司

技术支撑单提供在线监测技术实验室数据、标准中

青岛明华电子仪器有限公司

位各技术指标数值的确定等工作

常州磐诺仪器有限公司

佛山市南华仪器股份有限公司

青岛和诚环保科技有限公司

华新水泥股份有限公司

浙江省生态环境科学设计研究院提供在线监测设备安装、数据收集等工

知名企业

北京中环博宏环境资源科技有限公司作以及标准验证

酒钢(集团)宏达建材有限公司

二、标准编制原则

1一致性原则

本标准按照GB/T1.1-2020给出的规则起草并以《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排

放连续监测技术规范》(HJ-75-2017)、《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测

系统技术要求及检测方法》(HJ76-2017)为参考依据,并保持与《火力发电企业二氧化碳排放

在线监测技术要求》(T/CAS454一2020)等行业标准协调一致的原则。

2专业性

本文件充分考虑了不同行业窑炉烟气的特点,技术性能指标从水泥、平板玻璃、陶瓷等不同

行业分别进行规定。本标准的制定将标满足相关环境保护标准和环境管理要求。

3普遍适用性原则

5

本标准中对二氧化碳烟气在线监测系统的组成和功能要求为普遍性要求,可覆盖各品牌各类

产品。本标准中设备的安装要求、调试要求、技术验收、运行管理以及数据审核和处理要求均具

有可操作性,且附录的各类报告格式也是基于充分的调研和研究,具备实操性和实用性,易推广,

可切实做到指导企业和运维人员的实际应用和操作。

三、标准主要内容及编制依据

本标准通过文献研究、建材企业试点测试、比较研究、专家咨询等方法开展研究工作,并在

实验室数据分析的基础上提出了适合建材生产企业固定污染源的二氧化碳排放在线监测系统的

组成和功能、技术性能、安装、调试及运维的相关要求。本标准将给建材生产企业安装、运维二

氧化碳在线监测设备提供参考。

1适用范围

本文将编制过程中,通过分析水泥、平板玻璃、石灰等带窑建材企业的烟气中二氧化碳体积

浓度、温度、压力、流量等参数的特征,围绕二氧化碳在线监测系统的的组成和功能、技术性能、

监测站房、安装要求、调试检测、技术验收、日常运行维护要求、质量保证和质量控制要求、数

据审核和处理要求等方面提出了要求和规范。

本标准适用于水泥、平板玻璃、石灰等带窑建材产品生产企业的固定污染源的二氧化碳排放

在线监测系统。

2规范性引用文件

本标准中引用了以下标准的相关内容:

引用了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)中关于

采样点的要求等内容,新版本仍适用,因此未注日期。

引用固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范(HJ75-2017)中部分

术语与定义、安装施工要求、部分指标验收方法等内容。相关内容仅对应版本适用,因此注明引

用文件日期。

引用固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法(HJ76)

中部分术语与定义

引用了染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准(HJ/T212)中数据采集传输以及通信

协议的内容,新版本仍然适用。

引用了固定源废气监测技术规范(H/T397)中部分术语与定义、对污染源工况要求、安装

采样等内容,术语与定义引用仅对应版本适用于本文件,因此注明应用文件日期。

6

3术语和定义

为了增加与已有国家标准的协调性,本标准引用了HJ75、HJ/T397-2007等标准规定的部分

术语和定义。主要对固定源、连续监测系统、二氧化碳排放连续监测系统、参比方法、校验等标

准中使用的关键词进行了定义,对于在线监测技术中的其他术语可参见其他相关标准,没有在本

文件中进行重新定义。

4系统的组成和功能

采样法固定源CO2-CEMS包括烟气基本状态参数监测单元、烟气采集、烟气预处理、烟气

二氧化碳浓度监测单元、数据采集、处理与传输单元。大部分水泥企业、平板玻璃企业等建材企

业均已安装二氧化硫、氮氧化物等气体污染物在线监测设备。该设备的共用单元,例如烟气基本

状态参数监测单元、烟气采样、烟气预处理、数据采集、数据数理与传输单元与CO2-CEMS兼

容通用。故本标准提出建材企业宜充分利用现有气态污染物CEMS增加二氧化碳浓度监测模块,

借助已有数据自动处理和传输工具,实现二氧化碳排放连续监测。

目前,气体污染物CMS采样主要包括完全抽取、稀释取样法。随着碳达峰碳中和需求的提

升,对固定源CO2排放量的精确度的要求也相应提高,CO2-CEMS对气体浓度测量精度与稳定

性要求比二氧化硫和氮氧化物等污染物要求更严苛,二氧化碳排放的监测不仅是对体积浓度的监

测,还包括对排放总量的监测。原位测量法测量精度与稳定性较低,因此,本次标准不推荐使用

原位测量法,建议采用完全抽取法或稀释采样法,避免气体分析过程的干扰因素,提高CO2-CEMS

数据的可靠性。

因此,本次标准编制列出直接测法、完全抽取法与稀释取样法的CO2-CEMS系统组成。且

由于直接测量法CO2-CEMS、稀释法取样CO2-CEMS与完全抽取法CO2-CEMS是三个独立的

CO2-CEMS技术,因此,区别于HJ76-2017中气态污染物连续监测系统组成示意图,本文件编

制时,分别给出三种取样方法的CO2-CEMS系统组成示意图。

由于大多数建材企业具备在线能源管理或者生产管理系统和设施,故本标准提出CO2-CEMS

的数据采集和传输设备的接口宜开放并实现多平台对接和数据传输功能,从而方便建材企业对碳

排放数据进行实时管理。

考虑CO2-CEMS系统可实现自动校准或远程校准功能,方便运维公司或企业对设备进行精

度维护,故将这一功能体现在本标准中。

5技术性能

技术性能要求主要对影响固定源二氧化碳排放监测系统数据准确性的关键参数提出要求,包

7

括二氧化碳体积浓度、烟气的温度、压力、流量、湿度等,烟气的参数用于气体标准状态换算及

烟气排放通量计算,与烟气二氧化碳含量监测相结合,能够用于计算标准状态下二氧化碳排放量。

5.1CO2-CEMS

本标准调研了HJ75《固定污染源烟气(SO2、NOX、颗粒物)排放连续监测技术规范》、

HJ870-2017《固定污染源废气二氧化碳的测定非分散红外吸收法》、DL/T2376-2021《火电厂烟

气二氧化碳排放连续监测技术规范》、美国Title40CFRPart75、ISO12039:2019《固定源排放烟

气中一氧化碳、二氧化碳和氧质量浓度的测定自动化测量系统的性能特点》《Stationarysource

emissions—Determinationofthemassconcentrationofcarbonmonoxide,carbondioxideand

oxygeninfluegas—Performancecharacteristicsofautomatedmeasuringsystems》等标准中对

CO2-CEMS的技术性能要求。本文件结合下列调研,并针对建材行业的二氧化碳排放特征,确

定了CO2-CEMS技术性能要求。各标准调研结果汇总如下表。

为了与HJ75/76协调一致,本文件规定CO2-CEMS相应时间≤200s,由于CO2-CEMS精度

与量程有关,CO2-CEMS下限一般为0,因此,只需限定量程上限。ISO12039:2019(E)、美国

Title40CFRPart75中将测量范围限定为测量值应介于满量程的20%-80%。这一规定将可能出现

满量程远大于正常运行时的测量值,造成误差变大。因此,本文件制定时,同时借鉴美国Title40

CFRPart75与BSENISO16911-2:2013对烟气流速测量的量程范围规定,将正常运行时最大浓度

作为CO2-CEMS量程选择的依据,将测量范围要求“正常运行时气体浓度最大值应在满量程的

80%”,以便根据具体固定源排放的二氧化碳浓度范围选择合适的CO2-CEMS,同时,本标准结

合建材行业碳排放工艺特点,针对不同行业设置了双量程。本文件将24h零点漂移与量程漂移规

定为不超过满量程的士2.5%,通过调研,目前大部分烟气二氧化碳分析仪能符合该指标。与

DL/T2376-2021一致,本文件准确度要求相对准确度≤5%。

8

表2汇总了国内外气态污染物CEMS主要技术指标比较

《固定污染源废气

指HJ76二氧化碳的测定非DL/T2376-2021T/CAEPI48美国EPA英国EAISO12039:2019

标分散红外吸收法》

NOX、SO2CO2CO2CO2NOX、SO2。CO2NOX、SO2CO2

测量范围为测量测量范围为测量

量燃煤:20%~25%测量范围为测量值应

//值应介于满量程值应介于满量程

范燃气:6%~14%介于满量程的20-80%

的20-80%的20-80%

SO2:当满量程

≥100μmol/mol(286mg/m3)

与标准气体标称值

时,示值误差不超过与标准气体标称

示的相对误差不超过

±5%(相对于标准气体标值的相对误差不

值±5%且绝对误差不与标准气体标称值的

称值);当满量程不超过±5%超过±5%,且绝//

误超过±0.5%(CO2体相对误差不超过±5%

<100μmol/mol(286mg/m3)对绝对误差不超

差积百分

时,示值误差不超过过±0.5%

比)。

±2.5%(相对于仪表满量

程值)

≤200s/≤200s≤200s≤15min<200s<200s

点≤±2.5%≤±3%≤±2.5%≤±2.5%≤±2.5%<±2%(周)≤±2%

1

≤±2.5%≤±3%≤±2.5%≤±2.5%≤±2.5%<±4%(周)≤±2%

a)≥20%时,CO2-CEMS

与参比方法测量结果

相对准确度:≤10%:

b)≥14%~<20%时,

CO2-CEMS与参比方

当采用参比方法测

法测量结果平均值绝

相量烟气中二氧化碳

对误差的绝对度:2%

对浓度的平均值时,相对准确度≤

c)≥7%~<14%时,

准≤15%≤20ppm、≤15ppm/CO2-CEMS测量10%,绝对误差//

CO2-CEMS与参比方

确结果与参比方法测不超过±1%

法测量结果平均值相

度量结果的相对准确

对误差的绝对

度不大于5%。

值:≤15%;

d)<7%时,CO2-CEMS

与参比方法测量结果

平均值绝对误差的绝

对值:≤1%。

2

5.2烟气参数CMS技术指标

本标准在分析水泥、平板玻璃、石灰等行业的烟气的特点,提出CO2-CEMS在流速、温度、

湿度等方面的技术性能要求。

5.2.1流速

HJ75/76-2017指标要求流速CMS的测量范围上限≥30m/s。DL/T2376-2021采用该指标,

流速CMS的测量范围上限取为≥30m/s。美国Title40CFRPart75建议按最大潜在速度选取。

英国BSENISO16911-2:2013建议流速上限取正常运行时最大流速。超声波等流速仪精度受其满

量程影响,因此,本文件将量程范围取值定为固定源满负荷运行时的最大流速值。

二氧化碳排放总量的监测由二氧化碳体积浓度和烟气流量计算获得,所以烟气流速的技术性

能要求比二氧化硫和氮氧化物污染物在线监测要求更高。DL/T2376-2021对不同排放等级的排放

源划分不同的准确度要求。本标准将针对不同窑炉对应不同排放量,划分流速准确度要求。其中

水泥和平板玻璃的窑炉产能的划分参考了工业和信息化部《关于印发水泥玻璃行业产能置换实施

办法的通知》中附件1和附件2。考虑到陶瓷等其他开放窑监测结果偏差太大,故标准编制组调

研了石灰、平板玻璃和水泥行业窑炉烟气排放特点,汇总如下:

(1)水泥

水泥窑普遍采用回转窑,烟气主要有二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳等。二氧化

碳体积浓度正常工艺时一般在10%-30%之间,如有富氧燃烧,则其体积浓度可高达95%。含氧

量约8-11%,烟气出口处温度在80℃-150℃,湿度约为6-10%,协同处置时可达13%。

表不同产能水泥回转窑烟气工况

3流量

生产线温度℃含氧量%湿度%CO2浓度%

10000m3/d

4000t/d1109898021%

5000t/d120109140017%

本标准编制过程中调研了不同产能的水泥窑生产线中化石燃料和碳酸盐分解产生的年碳排

放量,汇总如下表:

表水泥回转窑年碳排放调研汇总

设备规模水泥(熟料)产能

工艺设备规格型号4年碳排放量估算

(吨熟料/天)(万吨/年)

Φ=2.8米50015121125

新型干法Φ=3.0米80024193800

回转窑Φ=3.2米100030242250

Φ=3.5米150045363375

1

Φ=4.0米250075605625

Φ=4.3米300090726750

Φ=4.6米4000120969000

Φ=4.8米50001501211250

Φ=5.2米60001801453500

Φ=5.6米80002401938000

Φ=6.4米100003002422500

(2)石灰

石灰窑的窑型种类较多,包括有回转窑、竖窑、悬浮式、套筒窑、西德维马斯特窑、麦尔兹

窑(瑞士)、弗卡斯窑(意大利)等。经现场调研可知,烟气主要是二氧化碳、一氧化碳、二氧

化硫、氮氧化物。不同的窑型烟气工况数据有差别,以竖窑为例,二氧化碳体积浓度约15%-25%,

氧含量值集中在8%~10%,如上富氧燃烧,二氧化碳体积浓度可达60%。烟气温度过了预热器

时的温度约190℃,烟气排气口在线监测处温度约45-50摄氏度。

表不同产能水泥回转窑烟气工况

CO2体积浓5

窑型流速(m/s)温度(℃)湿度(%)含氧量(%)备注

度%

竖窑15%-28%6147-1601.59%以下

湿度与燃料

回转窑18%-20%9140-160610%左右

有关

(3)平板玻璃

国内玻璃熔窑排烟温度较高,约为420~550℃,经余热锅炉后仍在180~250℃。正常工艺时

二氧化碳浓度约为10%-20%,如上富氧燃烧,浓度可达50%,含氧量约8%.。富氧燃烧对二氧

化碳浓度影响很大。

由于玻璃窑炉原辅材料较多,涉及石英砂、纯碱、芒硝、石灰石等,产生烟气特性较为复杂,

相比较电厂烟气灰尘来说性质较粘,较易附着在环保设施及管理中,易造成环保设备堵塞

玻璃窑炉生产过程中由于工艺设计要求,为防止窑砖受热过高,窑头喷火装置需要每隔20~30

min进行火焰换向操作,换向操作时间一般为0.5min。换向期间,火焰骤停,导致二氧化碳浓度下降,

换向结束后,为维持窑内工艺温度需求,将大量增加燃料致使二氧化碳浓度升高。换向期间,外排烟

气呈淡黄色,持续时间一般为2min。故在正常生产情况下,二氧化碳排放浓度随换向呈"有规律"

的不稳定排放。

本标准编制过程中调研了不同产能的平板玻璃窑炉生产线中化石燃料和碳酸盐分解产生的年

2

碳排放量,汇总如下表:

表平板玻璃窑炉年碳排放调研汇总

熔化量(吨/天)6平板玻璃产能年碳排放估算

(万重量箱/年)

500300115425

600360138510

700420161595

800480184680

900540207765

1200720277020

(4)陶瓷

陶瓷行业的窑型主要包括梭式窑、隧道窑、辊道窑、倒焰窑、推板窑。2022年我国陶瓷砖

产能为125.6亿平方米。截止目前全国单线日产能超4万平方米的生产线已经达到127条,6

万平方米及以上的大线亦达到10条左右。全球最大的陶瓷生产线,日产超100000㎡的瓷砖新

线已在沙特投产。陶瓷窑排烟温度约为180℃,流速约为5米/秒。

5.2.2烟气温度CMS

HJ75/76-2017要求温度精确度绝对误差不超过±3C,美国Title40CFRPart75要求相对误差

不超过土1.5%,本标准对烟气温度的要求规定精确度绝对误差不超过士3℃。

5.2.3烟气湿度CMS

HJ75/76-2017要求湿度>5.0%时,相对误差不超过士25%;湿度≤5.0%时,绝对误差不超过士

1.5%。美国Title40CFRPart75要求湿度准确度为相对准确度≤10.0%或绝对误差不超过士1.5%

中最小值。本文件引用HJ75/76标准,按湿度>5.0%时,相对误差不超过士25%,相对,湿度≤5.0%

时,绝对误差不超过±1.5%。

6监测站房

CO2-CEMS系统的安装一般有2个方案,方案一:在原有CEMS系统上改装二氧化碳排放

监测模块,但该方案需打开原CEMS系统设备才可进行,故需上报当地环保局;方案而在CEMS

系统上加装二氧化碳排放监测设备,且无需打开原CEMS系统设备,所以无需上报当地环保局,

缺点是该设备需额外安装且需占地面积。

3

本标准提出无论哪种方案,监测站房均需满足HJ75的要求。

7安装要求

本文件安装位置的一般要求、具体要求和安装施工要求参照HJ75-2017中相关要求规定。

本次标准文件仅要求采集的样品具有代表性。规定烟气基本状态参数测定位置选择按

GB/T16157-1996执行。采样应避开涡流区,断面烟气气流均匀程度引用HJ75-20方

法,采用流速相对均方根≤0.15判断。

因差压式流量计(如S型皮托管)在5m/s以下时,流速比对监测的误差较大,所有规定流速CMS

探头宜安装在烟道内烟气流速≥5m/s的位置。

为保证CO2-CEMS监测的二氧化碳排放量为固定源总排放量,故CO2-CEMS应尽可能安装在总排

管上,亦允许在每个烟道或管道上安装CO2-CEMS,CO2测量值为所有烟道测量值的和。

经调研,目前流量计比较准确的是

另外,当采用超声波流量计时,本文件引用DB37/T3462-2018中关于避开影响及声道位置与数

量的选择规定。

8调试要求

CO2-CEMS进行调试的指标与技术验收的指标基本一致,本标准制定了现场调试的技术指

标均参照HJ75-2017中气态污染物CMS给出,具体包括如下CO2-CEMS示值误差、CO2-CEMS

系统响应时间、CO2-CEMS零点漂移;、CO2-CEMS量程漂移;、CO2-CEMS准确度、流速CMS

速度场系数、流速CMS速度场系数精密度、温度CMS准确度、湿度CMS准确度。

9技术验收

本标准在参考了HJ75的9固定污染源烟气排放连续监测系统技术验收、《火电厂烟气二氧

化碳排放连续监测技术规范》(DL/T2376-2021)中9技术验收的基础上,并结合现场调研,提

出了验收条件以及技术指标验收要求。现场验收时,先做示值误差和系统响应时间的验收测试,

不符合技术要求的,则不再继续开展其余项目验收。

水泥行业正常燃烧工艺时,二氧化碳浓度为10-25%之间,如采用了富氧燃烧,二氧化碳浓

度最高可达95%以上,平板玻璃行业二氧化碳浓度也有此特种,故部分建材企业在设备最初安

装或设备更换时选择双量程或多量程的气态污染物CEMS。但现有标准没有对双量程或多量程

气态污染物CEMS的验收提出相关要求,本标准“安装了双量程或多量程的气态污染物

CEMS,验收时应对各个量程进行检测,均满足本方法要求视为检测合格。”

本部分提供了验收报告的要求,并在附录中给出了格式参考。

10日常运行维护要求

4

本部分在参考了HJ75的10固定污染源烟气排放连续监测系2统日常运行管理要求和质量

保证要求、《火电厂烟气二氧化碳排放连续监测技术规范》(DL/T2376-2021)中10运行管理

等标准基础上,提出了了企业日常运行维护的要求,包括日常巡检、维护保养等内容。

11质量保证和质量控制要求

本标准参考了《火电厂烟气二氧化碳排放连续监测技术规范》(DL/T2376-2021)中10运

行管理、HJ870-2017《固定污染源废气二氧化碳的测定非分散红外吸收法》中8质量保证和质

量控制、《固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范(试行)》(HJ373-2007)、《火力发电

企业二氧化碳排放在线监测技术要求》(T/CAS454一2020)的8质量保证等标准基础上,提出

了了企业日常运行维护的要求,包括校准、校验、定期校准技术指标要求及数据失控时段的判别

与修约、技术指标抽检等内容。

12数据审核和处理要求

本部分在参考了HJ75的12固定污染源烟气排放连续监测系统数据审核和处理、《火电厂

烟气二氧化碳排放连续监测技术规范》(DL/T2376-2021)中11数据审核和处理等文件的基础

上,提出了数据审核、数据无效时间段数据处理、数据记录与报表等方面的要求和规范。

四、主要试点验证情况

标准编制组召开了线下研讨会,并与在线监测设备厂商研发组讨论并选取了多家水泥企业进

行在线监测研究,企业配套固定式在线监测设备具备测量二氧化碳排放的功能,且企业均建厂多

年,运行较为稳定。

1.校准工作的验证

课题组携带CO2浓度为24.935%的标气(标气的不确定度不大于2%),对水泥企业的烟气

排放连续监测系统的二氧化碳排放进行校准。校准项目包括响应时间、重复性、零点漂移校准、

量程漂移校准。

5

图标气参数照片

表2校准结果汇总

企业名称测量结果与标准响应时7间重复性相对标准零点漂移和量程

气体标称值的相偏差漂移均不超过满

对误差量程的

企业A3.15801.020和0.21%

企业B3.01851.21%0和0.82%

企业C2.98781.23%0和0.31%

2.固定式烟气连续监测系统与便携式气体分析仪的数据比对分析

编制组汇总并分析固定在线监测设备与便携式在线监测设备的差异,差异均小于10%,符合

要求。

表8固定式与便携式监测数据差异分析汇总

企业固定在线监测数据便携式在线监测数据差异

企业A2#44.8729740.59579.53%

企业B106.5157105.32591.12%

企业C1#167.4338154.61387.66%

企业C2#123.7284119.0863.75%

3.监测数据与排放因子法的数据比对分析

编制组汇总并分析固定在线监测设备与便携式在线监测设备的差异,差异均小于10%,符合

6

要求。

表9因子法与在线监测法数据对比

因子法差距

在线监测数

月份(不包括协同处因子法(不包括协同差距

置)处置)

企业

1031551031559307510.83%10.83%

A6月

企业

100536105427992971.25%6.17%

A7月

企业

10895611278410018711.17%6月

B6月

企业

10838011220910051210.42%8月

B8月

企业

136084139616155300-12.37%-10.10%

C5月

企业

138532141929156065-11.23%-9.06%

C6月

企业

134109137641152369-11.98%-9.67%

C7月

企业

1016101051428095125.52%

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