任務(wù)23煙塵煙氣的測定

任務(wù)2.3

煙塵煙氣的測定當(dāng)前第1頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)煙塵煙氣的測定一、采樣位置和測定點(diǎn)的確定二、煙氣溫度的測定三、煙氣壓力的測定四、煙氣含濕量的測定五、煙氣流速流量的計(jì)算六、煙塵濃度和排放量的測定七、煙氣濃度和排放量的測定

當(dāng)前第2頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)污染源固定源流動(dòng)源有組織排放源：煙道、煙囪、排氣孔等無組織排放源：車間、工棚

汽車等交通運(yùn)輸工具

污染物：固態(tài)粉塵和煙塵;

氣態(tài)和氣溶膠態(tài)惡臭（氨氣、三甲胺、CS2、H2S、硫醇、硫醚、二硫化甲基、苯乙烯）當(dāng)前第3頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（一）監(jiān)測目的和要求監(jiān)測目的:

a.檢查污染源排放廢氣中的有害物質(zhì)是否符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；

b.評價(jià)凈化裝置性能和運(yùn)行情況及污染防治措施的效果；

c.為大氣質(zhì)量管理與評價(jià)提供依據(jù)。一、固定污染源排氣監(jiān)測當(dāng)前第4頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)要求：對有組織排放污染源監(jiān)測：

a.生產(chǎn)設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下；b.對因生產(chǎn)過程而引起排放情況變化的污染源，應(yīng)根據(jù)其變化的特點(diǎn)和周期進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測。對無組織排放污染源監(jiān)測：

在監(jiān)控點(diǎn)采集空氣樣品，捕捉污染物的最高濃度。當(dāng)前第5頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（二）采樣點(diǎn)的布設(shè)1、采樣位置

采樣位置應(yīng)選在氣流分布均勻穩(wěn)定的平直管段上，避開阻力構(gòu)件（彎頭、變徑管、三通管及閥門等易產(chǎn)生渦流），優(yōu)先選擇垂直管道。原則：應(yīng)在阻力構(gòu)件下游方向大于6倍管道直徑處或上游方向大于3倍管道直徑處。最少不少于1.5D，增加監(jiān)測點(diǎn),采樣斷面氣流流速V>5m/S當(dāng)前第6頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)采樣孔位置垂直的正壓管段，即垂直管段三七開，上部0.3，下部0.7。為何選擇垂直的正壓管段？①為了取得有代表性的樣品。避免閥門、彎頭、變徑管等產(chǎn)生局部阻力的影響，否則會(huì)因塵粒在煙道在受重力作用較大的顆粒偏離流線向下運(yùn)動(dòng)，使煙道中的粉塵分布不均。②選擇正壓管段便于抽氣采樣。

返回當(dāng)前第7頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)2、采樣點(diǎn)數(shù)目因煙道內(nèi)同一斷面上各點(diǎn)的氣流速度和煙塵濃度分布通常是不均勻的，因此，必須按照一定原則進(jìn)行多點(diǎn)采樣。根據(jù)煙道的形狀、尺寸大小和流速分布情況確定。(1)圓形煙道(2)矩形(或方形)煙道當(dāng)前第8頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（1）圓形煙道不同直徑圓形煙道的等面積環(huán)數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)及采樣點(diǎn)距離煙道內(nèi)壁的距離，見74頁表2-5。

當(dāng)前第9頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)測定點(diǎn)數(shù)目和位置（以圓形煙道為例）

1）步驟：①確定測孔處煙道的直徑；②根據(jù)直徑大小確定分環(huán)數(shù)目；（查表）③按每個(gè)環(huán)上確定兩個(gè)測點(diǎn)的原則，計(jì)算整個(gè)煙道斷面的測點(diǎn)數(shù)；④計(jì)算每個(gè)測點(diǎn)距煙道測孔內(nèi)壁的距離。即rn=直徑（m）×系數(shù)。（系數(shù)查表）當(dāng)前第10頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)圓形煙道采樣孔：當(dāng)前第11頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)圓形煙道斷面分環(huán)：當(dāng)前第12頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)圓形煙道采樣點(diǎn)：當(dāng)前第13頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)測定點(diǎn)數(shù)目和位置（以圓形煙道為例）

2）舉例：有一煙道測孔處的直徑為1米，試問共需幾個(gè)測點(diǎn)？每個(gè)測點(diǎn)距煙道測孔內(nèi)壁的距離為多少？解：根據(jù)煙道直徑為1米查表，應(yīng)分三個(gè)環(huán)，共需六個(gè)測點(diǎn)。每測點(diǎn)距煙道內(nèi)壁的距離分別如下：γ1=1×0.044=0.044(m)γ2=1×0.146=0.146(m)當(dāng)前第14頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)測定點(diǎn)數(shù)目和位置（以圓形煙道為例）

γ3=1×0.297=0.297(m)γ4=1×0.706=0.706(m)γ5=1×0.853=0.853(m)γ6=1×0.956=0.956(m)現(xiàn)場采樣時(shí)，將各測點(diǎn)的距離計(jì)算好以后，用卷尺量出距離，再用電工膠布纏在采樣管上，作出記號(hào)，然后將采樣管伸進(jìn)煙道，依次進(jìn)行采樣。返回當(dāng)前第15頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（2）矩形煙道將煙道斷面分成一定數(shù)目的等面積矩形小塊，各小塊中心即為采樣點(diǎn)位置，小矩形數(shù)目可根據(jù)煙道斷面面積大小確定。見74頁表2-6。當(dāng)前第16頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（2）直徑大，溫度高的煙道

熱電偶測溫毫伏計(jì)測差 不同溫度，選用不同材料的熱電偶1、溫度的測量（1）直徑小的低溫的煙道 長桿水銀溫度計(jì)球直接插入煙道中心注意：測量時(shí)，應(yīng)將溫度計(jì)球部放在靠近煙道中心位置，讀數(shù)時(shí)不要將溫度計(jì)抽出煙道外。

（三）基本狀態(tài)參數(shù)的測量當(dāng)前第17頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)煙溫測定1：打開測孔當(dāng)前第18頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)煙溫測定2：插入探頭當(dāng)前第19頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)煙溫測定3：讀數(shù)返回當(dāng)前第20頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)2、壓力的測量

煙氣的壓力分為全壓(Pt)、靜壓(Ps)和動(dòng)壓(Pv)。

靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，表現(xiàn)為氣體在各個(gè)方向上作用于器壁的壓力。管道內(nèi)氣體的壓力比大氣壓力大時(shí)，靜壓為正。

動(dòng)壓是單位體積氣體具有的動(dòng)能，是使氣體流動(dòng)的壓力。

全壓是氣體在管道中流動(dòng)具有的總能量。在管道中任意一點(diǎn)上：Pt=Ps+Pv，所以只要測出三項(xiàng)中任意兩項(xiàng)，即可求出第三項(xiàng)。全壓和靜壓都有正負(fù)。測量煙氣壓力常用測壓管和壓力計(jì)。當(dāng)前第21頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)測壓管標(biāo)準(zhǔn)皮托管它是一根彎成90°的雙層同心圓管，其開口端與內(nèi)管相通，用來測量全壓；在靠近管頭的外管壁上開有一圈小孔，用來測量靜壓。標(biāo)準(zhǔn)皮托管具有較高的測量精度，其校正系數(shù)近似等于1，但測孔很小，如果煙氣中煙塵濃度大，易被堵塞，因此只適用于含塵量少的煙氣。當(dāng)前第22頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)皮托管當(dāng)前第23頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)測壓管S形皮托管

由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成，測量端有兩個(gè)大小相等、方向相反的開口，測量煙氣壓力時(shí)，一個(gè)開口面向氣流，接受氣流的全壓，另一個(gè)開口背向氣流，接受氣流的靜壓。由于氣體繞流的影響，測得的靜壓比實(shí)際值小，因此，在使用前必須用標(biāo)準(zhǔn)皮托管進(jìn)行校正。

因開口較大，適用于測煙塵含量較高的煙氣。當(dāng)前第24頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)S形皮托管當(dāng)前第25頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)壓力計(jì)U形壓力計(jì)是一個(gè)內(nèi)裝工作液體的U形玻璃管。常用的工作液體有水、乙醇、汞，視被測壓力范圍選用。使用時(shí)，將兩端或一端與測壓系統(tǒng)連接，測得壓力（P）用下式計(jì)算：P=ρ·g·h

式中：ρ——工作液體的密度（kg/m3）

g——重力加速度（m/s2）；

h——兩液面高度差（m）。當(dāng)前第26頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)壓力計(jì)傾斜式微壓計(jì)

由一截面積較大的容器和一截面積很小的玻璃管組成，內(nèi)裝工作溶液，玻璃管上的刻度表示壓力讀數(shù)。測壓時(shí)，將微壓計(jì)容器開口與測壓系統(tǒng)中壓力較高的一端相連，斜管與壓力較低的一端相連，作用在兩個(gè)液面上的壓力差使液柱沿斜管上升，可計(jì)算得到壓力（P）當(dāng)前第27頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)傾斜式微壓計(jì)

當(dāng)前第28頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)動(dòng)壓和靜壓測量方法當(dāng)前第29頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)靜壓測定原理圖：當(dāng)前第30頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)動(dòng)壓測定原理圖：當(dāng)前第31頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)動(dòng)壓測定：返回當(dāng)前第32頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)3、流速和流量的計(jì)算

在測出煙氣的溫度、壓力等參數(shù)后，按下式計(jì)算各測點(diǎn)的煙氣流速(vs)：

當(dāng)前第33頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)3、流速和流量的計(jì)算當(dāng)前第34頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（四）含濕量的測定

煙氣中的水蒸氣含量較多，變化范圍較大，為便于比較，監(jiān)測方法規(guī)定以除去水蒸氣后標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣為基準(zhǔn)表示煙氣中的有害物質(zhì)的測定結(jié)果。

含濕量測定方法：1.重量法2.冷凝法3.干濕球溫度計(jì)法。當(dāng)前第35頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)干濕球溫度計(jì)法煙氣以一定流速通過干濕球溫度計(jì)，根據(jù)干濕球溫度計(jì)讀數(shù)及有關(guān)壓力計(jì)算煙氣含濕量。當(dāng)前第36頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)干濕球法測定含濕量1、連接儀器當(dāng)前第37頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)干濕球法測定含濕量2、讀數(shù)干濕球溫度計(jì)讀數(shù)負(fù)壓表讀數(shù)返回當(dāng)前第38頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)五、煙塵濃度和排放量的測定1．原理：等速采樣2．采樣系統(tǒng)3．采樣過程4．計(jì)算返回當(dāng)前第39頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（五）煙塵濃度的測定1、原理

抽取一定體積煙氣通過已知重量的捕塵裝置，根據(jù)捕塵裝置采樣前后的重量差和采樣體積，計(jì)算排氣中煙塵濃度。測定排氣煙塵濃度必須采用等速采樣法，即煙氣進(jìn)入采樣嘴的速度應(yīng)與采樣點(diǎn)煙氣流速相等。采氣流速大于或小于采樣點(diǎn)煙氣流速都將造成測定誤差。（為什么要等速采樣呢？）

當(dāng)前第40頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)

當(dāng)采樣速度大于采樣點(diǎn)的煙氣流速時(shí)（Vn>Vs），由于氣體分子的慣性小，容易改變方向，而塵粒慣性大，不容易改變方向，所以采樣嘴邊緣以外的部分氣流被抽入采樣嘴，而其中的塵粒按原方向前進(jìn)，不進(jìn)入采樣嘴，從而導(dǎo)致測量結(jié)果偏低；當(dāng)采樣速度小于采樣點(diǎn)的煙氣流速時(shí)（Vn<Vs），情況正好相反，使測定結(jié)果偏高；只有Vn=Vs時(shí)，氣體和煙塵才會(huì)按照它們在采樣點(diǎn)的實(shí)際比例進(jìn)入采樣嘴，采集的煙氣樣品中煙塵濃度才與煙氣實(shí)際濃度相同。

當(dāng)前第41頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)2、采樣類型移動(dòng)采樣：用一個(gè)捕集器在已確定的采樣點(diǎn)上移動(dòng)采樣，各點(diǎn)采樣時(shí)間相同，計(jì)算出斷面上煙塵的平均濃度。這是目前普遍采用的方法。定點(diǎn)采樣：為了解煙道內(nèi)煙塵的分布狀況和確定煙塵的平均濃度，分別在斷面上每個(gè)采樣點(diǎn)采樣，即每個(gè)采樣點(diǎn)采集一個(gè)樣品。間斷采樣：適用于有周期性變化的排放源，即根據(jù)工況變化情況，分時(shí)段采樣，求出時(shí)間加權(quán)平均濃度。當(dāng)前第42頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)移動(dòng)采樣示意圖：當(dāng)前第43頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)3、等速采樣方法

(1)預(yù)測流速（或普通采樣管）法：該方法在采樣前先測出采樣點(diǎn)的煙氣溫度、壓力、含濕量，計(jì)算出流速，再結(jié)合采樣嘴直徑計(jì)算出等速采樣條件下各采樣點(diǎn)的采樣流量。采樣時(shí)，通過調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥按照計(jì)算出的流量采樣。由于預(yù)測流速法測定煙氣流速與采樣不是同時(shí)進(jìn)行，故僅適用煙氣流速比較穩(wěn)定的污染源。

當(dāng)前第44頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)預(yù)測流速法采樣裝置：當(dāng)前第45頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)預(yù)測流速法煙塵采樣裝置當(dāng)前第46頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)（2）皮托管平行測速采樣法：該方法將采樣管、S型皮托管和熱電偶溫度計(jì)固定在一起插入同一采樣點(diǎn)，根據(jù)預(yù)先測得的煙氣靜壓、含濕量和當(dāng)時(shí)測得的動(dòng)壓、溫度等參數(shù)，結(jié)合選用的采樣嘴直徑，由編有程序的計(jì)算器及時(shí)算出等速采樣流量，迅速調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)至所要求的讀數(shù)。此法與預(yù)測流速采樣法不同之處在于測定流量和采樣幾乎同時(shí)進(jìn)行，適用于工況易發(fā)生變化的煙氣。當(dāng)前第47頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)采樣頭采樣管S形皮托管熱電偶當(dāng)前第48頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)

常見的采樣管有超細(xì)玻璃纖維濾筒采樣管和剛玉濾筒采樣管。它們由采樣嘴、濾筒夾及濾筒、連接管組成。超細(xì)玻璃纖維濾筒適用于500℃以下的煙氣。剛玉濾筒由剛玉砂等燒結(jié)制成，適用于1000℃以下的煙氣。這兩種濾筒對0.5μm以上的煙塵捕集效率都在99.9%以上。

當(dāng)前第49頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)玻璃纖維濾筒采樣管當(dāng)前第50頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)濾筒剛玉濾筒采樣管超細(xì)玻璃纖維濾筒適用于500℃以下的煙氣。剛玉濾筒采樣管適用于1000℃以下的煙氣。對于<0.5um煙塵，捕集效率都在99.9%以上當(dāng)前第51頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)6.2采樣系統(tǒng)塵粒采樣系統(tǒng)由采樣管、濾筒、流量測量裝置和抽氣泵等組成。其中普通型采樣管由采樣嘴、濾筒夾和連接管構(gòu)成。返回當(dāng)前第52頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)6.3采樣過程①采樣前：濾筒恒重；連接系統(tǒng)，檢漏；預(yù)測流速。②采樣：移動(dòng)采樣。③采樣后：濾筒恒重。當(dāng)前第53頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)濾筒恒重：當(dāng)前第54頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)煙塵采樣：返回當(dāng)前第55頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)4、煙塵濃度計(jì)算(1)計(jì)算出采樣濾筒采樣前后重量之差G（煙塵重量）。(2)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的采樣體積(3)煙塵濃度計(jì)算：根據(jù)采樣類型不同，用不同的公式計(jì)算。當(dāng)前第56頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)煙氣樣品的采集由于氣態(tài)和蒸氣態(tài)物質(zhì)分子在煙道內(nèi)分布比較均勻，不需要多點(diǎn)采樣，只要在靠近煙道中心的任何一點(diǎn)都可采集到具有代表性的氣樣。同時(shí)，氣體分子質(zhì)量極小，可不考慮慣性作用，故也不需要等速采樣當(dāng)前第57頁\共有62頁\編于星期二\1點(diǎn)