大气废气监测

1、大气废气监测第1页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二环境监测概述环境监测是环境科学的一个重要分支科学，是通过对影响环境质量因素代表值的测定，确定环境质量或污染程度及其变化趋势。环境监测是环境保护工作的基础，是贯彻执行环境保护法规的依据，是污染治理、 环境科研、设计规划、环境管理不可缺少的重要手段，也是环境质量评价以及厂矿企业全面质量管理的组成部分。环境空气是指人群、植物、动物和建筑物所暴露的室外空气。第2页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二培训提纲环境空气监测环境空气监测规范空气中的污染物及其形态环境空气监测目的环境监测工作的一般程序常用术语环境空气

2、监测方案的制定空气样品的采样方法和采样仪器环境空气自动监测问题与总结“五性”环境监测的灵魂!关于测试烟道流速关于采样嘴与气流方向偏差关于滤筒负值问题关于锅炉出力的简化公式关于空气过剩系数废气监测监测目的监测技术规范监测方案的制定出发前准备现场准备污染源的工况要求烟气状态参数测定烟尘测定烟气污染物测定数据整理与计算大气污染物综合排放及炉窑 采样相关规定无组织排放采样第3页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二环境空气监测 国家环保总局公告 2007年第4号 关于发布环境空气质量监测规范（试行）的公告本规范适用于国家和地方各级环境保护行政主管部门为确定环境空气质量状况，防治空气污

3、染所进行的常规例行环境空气质量监测活动。环境空气质量自动监测：在监测点位采用连续自动监测仪器对环境空气质量进行连续的样品采集、处理、分析的过程。 执行环境空气质量自动监测技术规范（HJ/T 193-2005）。环境空气质量手工监测：在监测点位用采样装置采集一定时段的环境空气样品，将采集的样品在实验室用分析仪器分析、处理的过程。执行环境空气质量手工监测技术规范（HJ/T 194-2005）。空气和废气监测分析方法（第四版增补版），中国环境科学出版社，2007年11月。第4页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二环境空气监测空气中的污染物及其存在形态（1）根据污染物的形成过程分一

4、次污染物是指直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。 例如，SO2、NOx、CO、碳氢化合物、颗粒性物质等。“十二五”期间，细颗粒物（PM2.5）和重金属将成为大气监控的重点。二次污染物是指一次污染物在大气中相互作用或它们与大气中正常组分发生反应所产生的新污染物。例如，硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等。 第5页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二环境空气监测空气中的污染物及其存在形态（2）根据污染物存在状态分类分子状态污染物是指常温常压下以气体或蒸汽形式分散在大气中的污染物质。例如，SO2、NO2、硝酸盐、C1-C5化合物、酮、CO、CO2、HF、HC

5、l等。粒子状态污染物（或是颗粒物）是指分散在大气中的微小液体和固体颗粒，粒径在100m之间，是一个复杂的非均匀体系。粒径大于10m的颗粒物能够较快的沉降到地面上，称为降尘；粒径小于10m的颗粒物可长期漂浮在大气中，称为飘尘，包括烟（0.011m）、雾（10t/h用2-3 m采样管，电厂用3m以上。采样嘴齐全，6,7,8,10,12mm。含湿量测定仪短枪滤筒检查。 气路检查，胶管，接头，干燥器硅胶，开机气闭性检查。300，在马福炉内400灼烧1h，玻璃干燥器内冷却至室温称重。最好放置在特制具塞滤筒盒中。所有滤筒按使用要求和顺序进行编号。 其他物品检查：镊子，记录本，计算图表，计算器，胶布，气管，

6、乳胶管，电笔，线板，螺丝刀，夹钳，测试孔密封塞或塞堵石棉布及棉纱等。采样支架，辅助加长管及管扣，铁丝等。仪器使用说明书。第54页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二采样嘴采样头S形皮托管热电偶第55页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二滤筒玻璃纤维滤筒采样管刚玉滤筒采样管第56页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 现场准备工作A 选择测孔。 内径应不小于80mm，孔管长应不大于50mm。当采样孔仅用于采集气态污染物时，其内径应不小于40mm。原则： . 气流平稳平直管段，优先垂直管道； . “上3下6加密1.5”（矩形烟道D

7、=2AB/(A+B)）； . 操作现场开阔，便于操作； . 采样断面烟气流速5m/s； . 不宜水平烟道顶、底部开孔。废气污染源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。很难满足上述要求时，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57页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 现场准备工作B 断面测点布置。 圆形烟道：等面积圆环。若D 0.3m，流速均匀对称，中心采样；一般一个测孔，若流速变化较大，90方向增设一个测孔。（演示） 矩形烟道：一般情况下划分若干

8、0.1m2等面积矩形小块，小块中心采样；若气流变化较大，小块加密至 0.05m2。（演示） 烟道气测定时，采样点的位置和数目主要根据烟道断面的形状 、截面积、烟道走向确定。第58页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 现场准备工作C 委托单位工作准备： .电源，平台；.安装测孔，打开丝堵； .提供相关资料，煤质，煤量，风机、除尘器型号，烟囱高度等； . 配合工况，确保稳定 。 连接仪器： .主机一定要放置平稳；.电路、气路、信号线路安装并检查；粗管与除硫干燥箱（筒）连接；.皮托管背向气流的一端与差压计“+”接口相连；.防静电、防雨淋。 采样平台面积应不小于1.5m2

9、，并设有1.1m 高的护栏和不低于10cm 的脚部挡板，平台承重应200kg/m2，采样孔距平台面约为1.2m1.3m。皮托管检漏：用橡皮管将全压管和静压管出口分别与微压计正、负压端相连，由全压管测孔吹气后，迅速堵严该测孔，如微压计液柱面位置不变，则表明全压管不漏气；此时再将静压测孔密封，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。第59页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测污染源的工况要求 现场监测应有专人负责对污染源工况进行监督，保证生产设备和治理设施正常运行，工况条件符合监测要求。 与相应设计指标比对监测期间主要产

10、品产量、主要材料或燃料消耗量，核算生产设备实际负荷和负荷率。 相关标准中对监测时工况有规定的，按相关标准规定执行。 监督性监测，采样期间的工况应与平时正常运行工况相同。 竣工验收监测生产负荷应达到75%以上含75）。对于无法达到75%以上负荷的：.可以调整工况达到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；.无法调整工况达到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，同时注明实际工况。国家、地方相关标准对生产负荷另有规定的按规定执行。第60页，共96页，2022年，5月20日，23点28分

11、，星期二废气监测 污染物排放与运行负荷密切相关，烟尘测试必须70%负荷率进行。当负荷率为60%，烟尘排放浓度仅为额定负荷的30%；当负荷率为80%，烟尘排放浓度上升到额定负荷的65%。 窑炉测试负荷应在最大热负荷下进行，当窑炉达不到或超过设计能力时，也必须在最大生产能力的热负荷下进行，即在燃料耗量较大的稳定加温阶段进行。污染源的工况要求第61页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟气状态参数测定 烟温：热电偶温度计或玻璃水银温度计；一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定，稳定后读数。 压力：大气压气压表； 烟气压力型皮托管法。微压差传感器测定动压；压力传感器测量烟道

12、静压及流量计前压力。动压=全压静压，各测点静压相等。 测定时注意：.皮托管开口方向对准气流方向，偏差 5；.测定3次取平均值；.必须堵严测孔。 （演示）第62页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟气状态参数测定 含湿量：一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定。微处理器控制传感器测量、采集湿球、干球表面温度以及通过湿球表面的压力及排气静压，结合输入的大气压，同时根据湿球表面温度自动查出该温度下的饱和水蒸气压力-Pbv，根据公式计算出烟气含湿量。 测定时注意：.连接胶管不宜超过50mm；稳定后读数；.测定3次取平均值；.烟气流速大于2.5m/s；.抽气流量1520Lm

13、in。（演示）第63页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟气状态参数测定 含氧量：将采样管放入烟道中，一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定，抽取含有O2 的烟气，使之通过O2电化学传感器，检测出O2的瞬时浓度，同时根据检测到的O2浓度，换算出空气过剩系数。 测定时注意（若氧传感器坏）：.采集23个样品；.小采样管（前端加滤筒）插到烟道中心处，抽气1min后采样，冲洗球胆，采集500ml回实验室分析。. 必须堵严测孔。 第64页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟尘测定（概述） 预测流速法：经典方法，手工操作方法，标准考核方法 。特

14、点：适用于连续稳定锅、窑炉烟尘测试。（演示） 皮托管平行采样法：特点：需要先行测量烟气温度和压 力并计算采样流量，手动跟踪工作量较大，但方法适用 于各种工况。 静压平衡采样法：特点：操作简便，毋须大量计算就可 跟踪采样，适用于工况变化较大的锅、窑炉，但对烟尘 浓度较高、湿度较大的烟道，静压孔易堵，不宜使用。 动压平衡采样法：特点：操作简便，亦不需大量计算即 可跟踪采样，适用于工况变化较大的锅、窑炉，受滤筒 阻力影响，有一定误差，对较高烟尘浓度适应性较好。第65页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟尘测定（采样步骤） 开机设置，进入主菜单设置当前日期、时间，输入大

15、气压、烟气湿度（烟气状态参数测定已先期进行）。 选采样点，输入圆形烟道直径，分环数，测孔外端距烟道内壁距离。若为矩形烟道，输入边长，测孔外端距烟道内壁距离，开孔数目，单孔测点数。烟尘仪将自动计算各采样点采样位置，依此在采样管上做好标记；若为不规则烟道，输入烟道截面积，采样点数目，自行计算采样点采样位置，并作标记。确认定向手柄方位。 第66页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟尘测定（采样步骤） 传感调零，采样管装入预测滤筒，使皮托管测压口和采样嘴悬空，在现场外环境下采样系统传感器自动调零。 预测流速，将采样管嘴背向气流方向插入烟道第一测点处，将采样孔封闭，预热3

16、5min，然后将采样管翻转180，观察烟温、动压、静压、全压、流速的变化情况（烟温亦可输入），稳定确认后，烟尘仪将自动计算出第一测点预测烟气流量、预选采样嘴直径。将采样管陆续移到其他测点，让烟尘仪自动计算出其他测点的预测烟气流量及预选采样嘴直径。 第67页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟尘测定（采样步骤） 烟尘采样，将预测滤筒从采样管中取出，装入正式采样滤筒，检查并安装合适的采样嘴（也可自设定采样嘴直径），但采样嘴直径不能 4mm。 将采样管嘴背向气流方向插入烟道第一测点处，确认采样孔已封闭，迅速将采样管翻转180，确认采样流量在烟尘仪的技术指标范围内（10

17、60L/min，最好在2040 L/min），否则返回主菜单重新预测该点流速并选择合适采样嘴。 开始采样，并随时观察仪器各项指标（特别是采样流量、跟踪率等）是否正常。第一点采样结束后，将采样管嘴背向气流方向取出采样管，更换第二个滤筒，或迅速平移下一个测点继续采样（如果不需更换采样嘴），直至采样结束。第68页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟尘测定（采样步骤） 注意事项：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。每个测定断面，采样次数不得少于3次，每个测点连续采样时间原则上不得少于3min，各点采样时间应相等，每台锅炉累计采气量不得少于1

18、m3。且勿将采样管倒置。防止烫伤，需戴手套。取滤筒时，轻轻敲打管嘴并用毛刷将附在管嘴内的尘粒刷到滤筒内，用镊子仔细将滤筒取出，放入特制的滤筒盒内。每次采样均及时保存和打印数据记录。（演示） 第69页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟气污染物测定 对于气态污染物，由于混合比较均匀，除非同时测定排气流量，其采样位置不受“上3下6加密1.5”等规定限制，一般可在靠近烟道中心点测定，但应避开涡流区。待仪器读数稳定后记录测试数据，读数完毕取出采样探头置于环境空气中，清洗传感器至仪器读数在20mg/m3 以下时，再将采样探头插入烟道进行下一次测试（全部结束后需作彻底清洗）

19、。 便携式仪器直接监测烟气中污染物，输气管路应加热保温（ SO2 为120，NOx为140），配置烟气预处理装置，对采集的烟气进行过滤、除湿和气液分离。除湿装置应使除湿后气体中被测污染物的损失不大于5%。第70页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟气污染物测定 一般废气以连续1 小时采样获取平均值，或在1 小时内等时间间隔采集34 个样品计算平均值。 若某排气筒为间断性排放，排放时间小于1 小时，则按一般废气采样要求进行。 建设项目竣工环境保护验收监测的采样时间和频次，按国家环境保护总局发布的相关建设项目竣工环境保护验收技术规范执行。 污染事故排放监测时，采样时

20、间和采样频次需要设置，不受限制。第71页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 数据整理与计算 烟气密度： =1.34273/（173+Ts）（Ba+Ps）/101.325= （kg/m3） 过剩空气系数计算： 实测过量空气系数； XO2 排气中氧的体积百分数。 等速采样流量： 第72页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 数据整理与计算 污染物排放浓度换算： C 污染物质量体积比浓度，mg/m3 或g/m3； M 污染物的摩尔质量，g； 22.4 污染物的摩尔体积，L； X 污染物的体积比浓度，ppm 或ppb。 污染物排放浓度折算： C

21、 折算成过量空气系数为时的污染物排放浓度，mg/m3； C 污染物实测排放浓度，mg/m3； 实测过量空气系数； 有关排放标准中规定的过量空气系数。第73页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 数据整理与计算（除尘效率） 其计算公式如下: 式中: 除尘效率; c1除尘器进口含尘浓度(mg/m3) c2除尘器出口含尘浓度(mg/m3)，或者 式中：除尘效率; G1除尘器进口含尘量(kg/h) G2除尘器出口含尘量(kg/h) 式中：C除尘器出口含尘浓度，mg/ Nm3； Lp烟气标况流量(Nm3/h)第74页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气

22、监测 大气污染物综合排放及炉窑采样相关规定 污染事故排放监测，按需设置采样时间和采样频率； 工业炉窑一般测试时间不得少于2小时； 实测的工业炉窑的烟（粉）尘、有害污染物排放浓度，应换算为规定的掺风系数或过量空气系数时的数值： 冲天炉（冷风炉，鼓风温度400）掺风系数规定为4.0；冲天炉（热风炉，鼓风温度400）掺风系数规定为2.5； 其它工业炉窑过量空气系数规定为1.7； 熔炼炉、铁矿烧结炉按实测浓度计。第75页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 无组织排放采样 无组织排放：指大气污染物不经过排气筒的无规则排放。低矮排气筒的排放属有组织排放，但在一定条件下也可造成

23、与无组织排放相同的后果。因此，在执行“无组织排放监控浓度限值”的指标时，由低矮排气筒造成的监控点污染物浓度增加不予扣除。 第76页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 无组织排放采样 大气污染物综合排放： B类：SO2、NOx、CO、生产性粉尘（颗粒物）、氟及其化合物五项；A类：其他污染物。 B类污染物的无组织排放控制点设于排放源下风向，距排放源2-50m范围（以选取浓度最高点为原则），同时在排放源上风向，距排放源2-50m范围内设背景对照点。注意：第一时段作上风向背景浓度修正，第二时段取消，上风向监测数据仅作为参考值！ A类污染物的无组织排放监控点设于排放企业处于

24、下风向的厂界（外）10m范围内的浓度最高点。第77页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 无组织排放采样 工业炉窑：无组织排放烟尘及生产粉尘监测点，设置在工业炉窑所在厂房门窗排放口处，并选浓度最大点。若工业窑炉露天设置（或有顶无围墙），监测点应选在距排放源处5m，最低高度1.5m处的任意点，并选浓度最大点；水泥厂：无组织排放采样点设在厂界外20m处（无明显厂界，以车间外20m处）上风向和下风向同时布点采样，结果作上风向背景浓度修正。 第78页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 无组织排放采样 采样时间与频率： 一般采用连续1h采样计平均

25、值，若浓度偏低，需要时可适当延长时间。若分析方法灵敏，仅需短时间采集样品时，应实行等时间间隔采样，采集四个样品计平均值。第79页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二废气监测 烟尘烟气在线监测 烟尘自动分析仪：不透明度法、射线法、散射红外法、激光法、电量法等。烟气自动分析仪：电导法、非分散红外吸收法（动态范围较窄）、紫外吸收法、紫外荧光法、火焰光度法和恒电位电解法。 烟气 自动分析仪：有红外吸收法、稀释化学发光法、恒电位电解法。 工作方式：直接抽气采样法、稀释抽气采样法、在线直接测量法 第80页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 “五性”环境监

26、测的灵魂!监测样品代表性 、完整性监测结果准确性、精密性、可比性第81页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于测孔密封： 如果封堵不严，特别在侧段为负压时，大量冷空气进入烟道，会给测试结果带来不可估量的误差。（1）烟气混入空气后，氧气含量增加，有的达1920%，值高达1020。（2）由于烟道负压，大量空气被吸收，搅乱了气流，使烟气流速受到严重影响，无法实现等速采样。（3）当烟道负压较高时，很容易将封堵材料吸到除尘器或引风机内，使测试中断。第82页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于测试烟道流速： 测试管道烟气流速最好选择在1

27、020m/s之间，最低不得低于5m/s，最高不宜大于25m/s。因为流速太大时，较大尘粒因其惯性大，就会在管道拐弯处脱离烟气流线，而流速太小时，大颗粒粉尘就容易在管道内某些部位沉积，这两种情况都会时采样出现误差。 当烟气流速5m/s或烟气动压小于1 Pa时，监测仪器的动压读数可能持续为零，采样泵不启动，给等速采样带来困难，在这种情况下，一般只能通过预设流量来采样，引入较大程度的误差。第83页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于采样嘴与气流方向偏差： 尘粒采样时，采样嘴必须对准气流，不能有偏差。根据实验，当偏差角度达到15时，测得的数据有明显差异；当偏差角度达

28、30时，误差接近1/3。 为使采样嘴正确对准气流和采样滞后于抽气带来的测量误差，可先将采样嘴背对气流，当抽气计时时，迅速将采样管翻转180，这样基本上可以消除误差。第84页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于烟道负压较大的问题： 当采样断面选在负压区，且烟道内负压很大时，为了避免采样结束后，尘粒被强大的负压反吸回烟道，一是选择采样泵功率相对较大平行烟尘采样仪，克服烟道中负压的影响；二是采样结束前，提前两、三秒钟将采样枪从烟道内取出。第85页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于最佳采样流量： 以天虹TH880V烟尘平行采样仪

29、为例，等速采样情况下平行采样仪流量控制在2025L/min时，仪器运行最稳定，监测数据的可比性和精确性都比较好。但在实际监测过程中，采样流量是仪器自身通过计算确定的，不一定落在此区间，通常在1050L/min间波动，此时可通过改变采样嘴的大小对采样流量进行调节，当流量40L/min，可采用比仪器自身通过计算小12号的采样嘴，当流量在 10L/min上下时，可采用比仪器自身通过计算大12号的采样嘴，尽量使采样流量落在2025L/min范围之内。第86页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于测试滤筒： 1、环境湿度对滤筒的影响 滤筒从干燥器取出后开始快速吸湿增量，

30、根据实测统计, 1 min可达1 mg，甚至可达到3 mg。还有实验表明，湿度每增加10%，滤筒称量值平均增加23mg，如按规范要求每次采样体积至少要达到330升，则烟尘排放浓度增加值将达69.7mg/m3。称量速度快是关键。 另外，称量之前用除湿器、空调等，对天平室先进行24 h除湿处理和一定的温度控制，也可减少环境温湿度对称量的影响。第87页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于测试滤筒 2、滤筒称量出现负值 在布袋除尘器除尘后的管道和燃气锅炉烟囱等的采样中，由于废气尘浓度很低，滤筒集尘很少,而采样过程中滤筒本身的玻璃纤维必然会有些损失(擦挂、压碎、抽吸等

31、),造成有些样品滤筒收不抵支，为负增重，或者正增重小于全程空白滤筒衡重时质量的波动，导致修正后的结果为负值。因此，对这类尘浓度很低的排放口采样时，应尽量延长采样时间，注意避免或减少滤筒的物理损失，如果可能的话，采用难以物理损失的刚玉滤筒。第88页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于测试滤筒 3、低浓度采样问题 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法(GB /T 16157 - 1996) 仅适用于颗粒物质量浓度高于50 mg/m3 的情况，低于50 mg/m3 时误差较大。如垃圾焚烧炉采集颗粒物质量浓度约为5 mg/m3 时，滤筒上游堆积的颗粒物通常占总量的10% 30%。固定源排放在低浓度时颗粒物(粉尘) 的质量浓度测量手工重量分析法 (ISO 12141方法)规定，测定低浓度颗粒物时，必须回收、称重滤筒上游采样设备上堆积的颗粒物。（天虹的解决方案介绍）第89页，共96页，2022年，5月20日，23点28分，星期二问题与总结 关于除尘器前采样 实测结果表明，进入除尘器前的废气流量，往往比从除尘器后的废气流量小很多(约10% 30% ) 。除了除尘器本身有一定的漏风外，相当部分是由于尘粒的影响而造成采样的误差。 在采集除尘前的样品时，应增加除尘前的采