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《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定重量法HJ836-2017》知识要点

发布时间: 2025-01-04 作者:甘肃欣和检测 分享到:
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适用范围

    此标准规定了测定固定污染源废气中低浓度颗粒物的方法、质量保证和质量控制措施等内容。它广泛应用于工业生产过程中产生的固定污染源废气监测,像常见的火力发电、钢铁冶金、化工生产等行业的锅炉、窑炉等设备废气检测。明确了在颗粒物浓度较低的情况下,该方法的有效性和适用性。例如,在一些对环境空气质量要求较高的地区,对于废气颗粒物排放的监测需要精准检测低浓度情况,这一标准就发挥了关键作用。

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方法原理

    核心是等速采样原理。在采样时,采样嘴的吸气速度与烟道内废气的流动速度相同,这样能保证废气中的颗粒物按照其在烟道内的实际分布比例被采集到。具体来说,使用滤膜收集颗粒物,滤膜放置在专门的采样装置中。当废气通过采样装置时,颗粒物被截留在滤膜上。根据质量守恒定律,通过..测量采样前后滤膜的质量差,结合采集的废气体积,就能够计算出废气中颗粒物的质量浓度。这就好比用一个筛子(滤膜)去过滤流过的沙子(颗粒物),通过称筛子前后的重量变化和知道流过的空气量,来算出空气中沙子的含量。

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采样设备及要求

    1、采样管:低浓度采样头是关键部件。滤膜用于直接捕集颗粒物,其材质和孔径大小要能有效拦截颗粒物,同时又要保证足够的通气性。低浓度弯头的设计是为了减少颗粒物在采样过程中的碰撞损失,确保颗粒物尽可能多地被滤膜收集。金属网片起到支撑和均匀分布气流的作用,铝箔圈则有助于密封和固定滤膜。在使用前,整个采样头需要进行烘干处理,然后整体称重,这是为了..确定采样前的质量,方便后续计算颗粒物质量增量。
    2、采样流量:等速采样要求严格控制采样流量。这需要根据烟道的截面积、废气流速等参数来计算和调节采样流量。一般通过皮托管等流速测量装置先测量烟道内的流速,再通过流量调节装置调整采样泵的流量,使采样嘴处的吸气速度与烟道内废气速度一致。如果采样速度大于或小于废气速度,就会导致采集的颗粒物浓度比实际浓度偏高或偏低。
    3、采样时间和体积:采样时间和体积的确定要综合考虑多个因素。一方面要考虑废气中颗粒物的预估浓度,如果浓度较低,可能需要较长的采样时间或较大的采样体积来保证能够准确检测到颗粒物。另一方面,要考虑排放标准的要求,例如对于一些严格的颗粒物排放标准,需要足够的采样量来确保检测结果的可靠性。同时,还要考虑采样设备的负载能力和现场操作的实际情况。 

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分析称重设备及条件

    1、烘箱、马弗炉:用于烘干和灼烧滤膜等操作,精度为±5℃。这是因为温度控制对滤膜质量的稳定性很重要。如果温度波动过大,可能会导致滤膜质量发生变化,影响颗粒物测量的准确性。例如,在烘干滤膜时,过高的温度可能会使滤膜中的一些成分挥发,导致滤膜质量减轻。

    2、恒温恒湿设备:温度控制在15-30℃任意一点,控温精度±1℃,相对湿度控制在50±5%RH范围内。在这样的环境下平衡滤膜,可以使滤膜的吸湿或失水情况达到稳定状态。因为滤膜的质量会受到环境湿度的影响,如果湿度变化大,滤膜吸湿或失水不一致,会导致称重结果不准确。
    3、电子天平:分辨率为0.01mg,天平量程应与被称重部件的质量相符。高精度的电子天平能够..测量滤膜质量的微小变化,这对于低浓度颗粒物的测量至关重要。例如,在测量低浓度颗粒物时,滤膜前后质量差可能只有几毫克甚至更少,只有高分辨率的天平才能准确测量。

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样品采集与处理

1、采样前准备:
    对采样设备进行全面检查,包括检查采样泵的工作状态、流量调节装置是否正常、采样管是否有堵塞或泄漏等情况。校准采样流量等参数,一般使用标准流量计来校准采样泵的流量,确保流量测量的准确性。
    准备滤膜时,要选择合适的滤膜类型,例如玻璃纤维滤膜或石英纤维滤膜,这些滤膜对颗粒物的捕集效率高。将滤膜放在恒温恒湿设备中平衡至少24小时,这是为了让滤膜的质量达到稳定状态,避免因滤膜本身质量变化对颗粒物测量产生干扰。
    2、采样过程:
    将采样管小心地插入烟道中,确保采样嘴对准气流方向。按照等速采样的原则,开启采样泵,调节流量至计算好的等速采样流量。在采样过程中,要密切关注采样设备的运行情况,防止采样管被颗粒物堵塞或者出现连接处泄漏。例如,如果采样管堵塞,会导致采样流量下降,无法实现等速采样;如果出现泄漏,会使采集的废气量减少,影响颗粒物浓度计算的准确性。
    同时,要详细记录采样时间、流量、温度、压力等参数。这些参数对于后续的体积换算和浓度计算非常重要。例如,根据理想气体状态方程,废气的体积会受到温度和压力的影响,需要通过记录的温度和压力参数将采集的废气体积换算到标准状态下的体积。
    3、采样后处理:
    采样结束后,将采集完样品的滤膜迅速放入干燥器中冷却至室温。这是为了防止滤膜在高温下质量发生变化,例如一些挥发性物质在高温下可能继续挥发,影响滤膜的.终质量。
    然后将滤膜在恒温恒湿设备中再次平衡至少24小时,这一步是为了使滤膜在与采样前相同的稳定环境下达到质量平衡,之后进行称重。通过与采样前滤膜质量对比,得出颗粒物的质量。

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质量控制与保证

    1、全程序空白:每次采样都要采集至少一个全程序空白样品。全程序空白是指除了不采集废气外,其他操作步骤(包括采样设备的准备、运输、现场操作等)都与实际样品相同的空白样品。其增量应不超过排放限值的10%,这是为了检查采样过程中是否有外来颗粒物的污染。例如,如果空白样品的增量过大,说明采样设备或者操作过程可能引入了颗粒物,那么实际样品的测量结果就可能不准确。而且任何低于全程序空白增量的样品均为无效,这确保了测量结果真实反映废气中颗粒物的含量。
    2、同步双样:采集同步双样是为了检查测量结果的重复性和可靠性。每个样品应采集同步双样,其采集要符合附录A中的要求。同步双样的相对偏差应符合规定,一般相对偏差越小,说明测量方法的重复性越好。通过比较同步双样的测量结果,可以发现测量过程中是否存在系统误差或者操作失误。
    3、仪器校准:定期对采样设备和分析称重设备进行校准是保证测量准确性的基础。对于采样设备,如采样泵、流量调节装置和皮托管等,要按照仪器的使用说明书和相关标准要求定期进行校准,确保采样流量、流速测量等参数的准确性。对于分析称重设备,如电子天平,要使用标准砝码进行校准,保证其称量的准确性。


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结果计算与表示

    1、浓度计算:根据采样前后滤膜的质量差(△m)和所采集的废气体积(Vnd,换算到标准状态下的干烟气体积),按照公式:颗粒物浓度(mg/m³)=△m/Vnd来计算颗粒物的浓度。在计算废气体积时,需要考虑现场采样时记录的温度、压力、湿度等参数,通过气体状态方程等方法将实际采集的体积换算到标准状态下的干烟气体积。
    2、结果表示:颗粒物的浓度计算结果保留到小数点后一位。当测定结果小于等于方法检出限时,表述为“<方法检出限”;当测定结果大于方法检出限且小于等于20mg/m³时,表述为具体数值;当测定结果大于20mg/m³且小于等于50mg/m³时,表述为“<50mg/m³”;当测定结果大于50mg/m³时,表述为“>50mg/m³”。这种表示方法能够清晰地反映颗粒物浓度所处的范围,方便与排放标准等进行对比和评价。