(环境监测)第七节污染源监测

(环境监测)第七节污染源监测(1)圆形烟道(2)矩形（或方形）烟道(3)拱形烟道动画3.1圆形烟道采样点布设动画3.2矩形(或方形)烟道采样点布设（三）基本状态参数的测量1.温度的测量1)玻璃水银温度计适用于直径小、温度不高的烟道。2)对直径大、温度高的烟道，要用热电偶测温毫伏计(或电阻温度计)测量。2.压力的测量烟气的压力分静压（Ps）和动压（Pv）、全压（Pt）。静压是单位体积气体所具有的势能，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力；动压是单位体积气体具有的动能，是使气体流动的压力； 全压是气体在管道中流动具有的总能量；三者的关系为：Pt=Ps+Pv图3-45S型皮托管测压管：常用的有二种，即 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 皮托管和S型皮托管，它们都可以同时测出全压和静压。标准皮托管具有较高的精度，但由于测孔小，易被烟尘堵塞，因此只适用于含尘量少的烟气；而S型皮托管因开口较大，适用于测烟尘含量较高的烟气。图3.47动压和静压的测量方法图3-46斜管式微压计3.流速和流量的计算在测出烟气的温度、压力等参数后，按下式计算各测点的烟气流速(vs)：式中：vs——烟气流速，m/s；Kp——皮托管校正系数；Pv——烟气动压，Pa；Ps——烟气静压，Pa；Ms——烟气相对分子量，kg/kmol。烟道断面上各测点烟气平均流速按下式计算：(1)流速的计算式中：qV,s——烟气流量，m3/h；A——测定断面面积，m2。式中：qV,nd——标准状态下干烟气流量，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：2.烟气流量的计算（四）含湿量的测定1.重量法图3-48重量法测定烟气含湿量装置从烟道采样点抽取一定体积的烟气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，则烟气中的水蒸气被吸湿剂吸收，吸湿管的增重即为所采烟气中的水蒸气重量，然后代入公式计算含湿量。吸湿管有两种，U形吸湿管和雪菲尔德吸湿管；常用吸湿剂有：CaCl2、CaO、Al2O3、P2O5、硅胶、过氯酸镁等。2.干湿球温度计法（五）烟尘浓度的测定○抽取一定体积烟气通过已知重量的捕尘装置（如滤筒），根据捕尘装置采样前后的重量差和采样体积计算烟尘的浓度。1.原理○测定烟气、烟尘浓度必须采用等速采样法，即烟气进入采样嘴的速度应与采样点烟气流速相等，否则，过大、过小均会造成测定误差。图3-49不同采样速度时颗粒物运动状况图3-50预测流速法烟尘采样装置（1）预测流速法（或普通采样管法）采样前先测出烟气温度、压力、含湿量，计算出流速和采样流量。由采样管、捕集器、流量计、抽气泵等组成。2.等速采样法滤筒常见的采样管：超细玻璃纤维滤筒采样管和刚玉滤筒采样管。它们由采样嘴、滤筒夹和滤筒、连接管组成。采样管采样头（2）皮托管平行测速采样法适用于工况易发生变化的烟气。图3-53动压平衡型等速管法采样装置（3）动压平衡型等速管采样法  移动采样：为测定烟道断面上烟气中烟尘的平均浓度，用同一个尘粒捕集器在已确定的各采样点上移动采样，在各点的采样时间相同，这是目前普遍使用的方法。   定点采样：为了解烟道内烟尘的分布状况和确定烟尘的平均浓度，分别在断面上每个采样点采样，即每个采样点采集一个样品。间歇采样：适用于有周期性变化的排放源，根据工况变化情况，分时段采样，求出时间加权平均浓度。3.采样类型(1)移动采样时：式中：ρ——烟气中烟尘浓度，mg/m3；m——测得烟尘质量，g；Vnd——标准状态下干烟气体积，L。(2)定点采样时：4.烟尘浓度计算（七）烟气黑度的测定1.林格曼黑度图法图3.54用林格曼黑度图观测烟气图3.55林格曼黑度图2.测烟望远镜法3.光电测烟仪法烟气组分包括主要气体组分和微量有害气体组分。主要气体组分为N2、O2、CO2和水蒸气等。测定这些组分的目的是考察燃料燃烧情况和为烟尘测定提供计算烟气气体常数的数据。有害气体组分为CO、NOx、SOx和H2S等。（八）烟气组分的测定1.烟气样品的采集：图3-56吸收法采样装置图3-57注射器采样装置不需多点采样，只要在靠近烟道中心的任何一点采样即可。可利用吸收法采样装置采样，也可利用注射器采烟气装置采样。2.烟气主要组分的测定可采用奥氏气体分析器吸收法和仪器分析法测定。奥氏气体分析器吸收法：用不同吸收液逐一吸收烟气中的欲测组分，通过测定吸收前后气样的体积变化，计算欲测组分占排气中各被测组分的体积的百分数。   例如，用KOH溶液吸收CO2；用焦性没食子酸溶液吸收O2；用氯化亚铜氨溶液吸收CO等，依次吸收CO2、O2和CO后，剩余气体主要是N2。   仪器分析法：可分别测定烟气中的组分。例如，用红外线气体分析仪或热导分析仪测定CO2；用磁氧分析仪或氧化锆氧量分析仪（测高温烟气）测定O2等。3.微量有害组分的测定:测定方法视其含量而定。当含量较低时，可选用大气中分子态污染物质的测定方法；含量较高时，多选用化学分析法。有关组分的测定方法见下表。组分测定方法测定范围一氧化碳奥氏气体分析器吸收法检气管法>0.5%(体积比)>20mg/m3二氧化硫碘量法甲醛缓冲溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法定电位电解法140-5700mg/m32.5-500mg/m35–2000ppm氮氧化物中和滴定法二磺酸酚分光光度法盐酸萘乙二胺分光光度法>2000mg/m320-2000mg/m32-500mg/m3硫化氢碘量法（仅用于含H2S的废气）亚甲基蓝分光光度法>3mg/m30.01-100mg/m3汞冷原子吸收分光光度法双硫腙分光光度法0.01-30mg/m30.01-100mg/m3氯碘量法.甲基橙分光光度法>35mg/m33-200mg/m3氰化氢异盐酸–吡唑啉酮分光光度法0.5-100mg/m3苯（苯系物等）气相色谱法4-1000mg/m3挥发酚4–氨基安替比林分光光度法0.5-50mg/m3氟化物硝酸钍容量法离子选择电极法氟试剂分光光度法>1mg/m31-1000mg/m30.5-50mg/m3硫酸雾偶氮胂Ⅲ容量法铬酸钡分光光度法离子色谱法>60mg/m35-120mg/m30.3-500mg/m3铅原子吸收分光光度法双硫腙分光光度法络合滴定法0.05-50mg/m30.01-25mg/m3>20mg/m3铍羊毛铬花箐R分光光度法原子吸收分光光度法（石墨炉法）0.01-20mg/m30.003-3μg/m3二、流动污染源监测汽车排气中污染物1.怠速：CO、HC排放量较多；2.匀速：CO、HC排放量较低，NOx排放量高；3.加速：CO、HC、NOx排放量比匀速增加；4.减速：CO、HC排放量较多，NOx排放量很少。(一)汽油车怠速与高怠速工况下排气中污染物的测定1.怠速与高怠速工况条件怠速工况指发动机无负载运转状态。即离合器处于接合位置、变速器处于空挡位置（对于自动变速箱的车应处于“停车”或“P”挡位）；采用化油器供油系统的车，阻风门应处于全开位置；油门踏板处于完全松开位置。高怠速工况指满足上述（除最后一项）条件，用油门踏板将发动机转速稳定控制在50%额定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况。2.污染物的测定图汽车尾气测试照片3.排放标准（摘自GB18285—2005）（二）汽油车排气中氮氧化物的测定（三）柴油车排气烟度的测定图3.52滤纸式烟度计整体工作原理第八节标准气体的配制气体制取方法杂质杂质去除方法COHCOOH（甲酸）滴入浓H2SO4中，加热H2SO4、HCOOH用NaOH溶液洗，再用水洗CO2Na2CO3中滴加HCIHCl用水洗NO滴40%NaNO2溶液于30%FeSO4的1：7H2SO4溶液中NO2用2%NaOH溶液洗NO2①浓H2SO4滴入浓NaNO2溶液中②Pb(NO3)2加热分解（360-370℃）NO①用O2混合，氧化成NO2②Pb(NO3)2在O2中加热SO2浓H2SO4滴入浓Na2SO3溶液中SO3用浓H2SO4洗H2S加20%HCI于Na2S或FeS中HCl用水洗H3AsAs2O3加锌及HCIHCl、H2用NaOH溶液洗及水洗，但H2不能除去HCl浓盐酸或1+1HCI通气  HF滴数滴HF于塑料容器中，放置数日蒸发  HCN浓KCN溶液加1+1H2SO4，加热NH3用10%H2SO4洗Cl2KMnO4加浓HCIHCl用水洗表常见气体污染物的制取方法利用表中所列方法制取的标准气通常收集到钢瓶、玻璃容器或塑料袋等容器中保存，因其浓度较大，称为原料气，使用时要进行稀释制取。稀释用气体——零气，即不含预测物及干扰物的纯净气体。一般，商品标准气都要稀释成各种浓度的气体，称稀释气。一、静态配气法把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气体混匀制得。标准气的浓度根据加入的原料气和稀释气体积及容器容积计算得知。特点是设备简单，操作容易。但对有些较活泼气体或浓度较小时，常引起较大的误差。   （二）配气瓶配气法1.常压配气图3-62易挥发液体配气装置（一）注射器配气法易挥发液体原料进行配气配制少量标准气时，用100mL注射器吸取原料气，再经数次稀释制得。(mL/m3)(mg/m3)(mg/m3)2.正压配气图3-63正压配气装置二、动态配气法对于标准气用量较大或通标准气时间较长的试验工作，静态配气法不能满足要求，需要用动态配气法。使已知浓度的原料气与稀释气按一定比例连续不断地进入混合器混合，从而可以不间断地配制并供给一定浓度的标准气，两股气流的流量比即稀释倍数，根据稀释倍数计算出标准气的浓度。特点：动态配气法不但能提供大量标准气，而且可通过调节原料气和稀释气的流量比获得所需浓度的标准气，尤其适用于配制低浓度的标准气。但是，这种方法所用仪器设备较静态配气法复杂，不适合配制高浓度的标准气。（一）连续稀释法以高压钢瓶为气源，将原料气以恒定小流量送入混合器，被较大量的净化空气稀释，用流量计准确测量两种气体的流量，然后计算标准气的浓度。图3-64高压钢瓶气源连续稀释配气装置混合气浓度：或（二）负压喷射法图3-66负压喷射法配气原理（三）渗透管法图3-67SO2渗透管图3-68渗透管法配气装置稀释气浓度：（四）气体扩散法图3-69甲醛扩散管图3-70甲醛标准气体配气装置（五）电解法