固定污染源煙塵測定準(zhǔn)確度的影響因素

摘要：在固定污染源的監(jiān)測中，煙塵排放濃度：的監(jiān)測是一個(gè)重要的監(jiān)測項(xiàng)目，本文具體分析了煙塵測定的若干影響因素，針對(duì)遇到的問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制，達(dá)到了滿意的效果；同時(shí)也提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：固定污染源；煙塵；準(zhǔn)確度

中圖分類號(hào)：X501 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）05-0068-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.041

Abstract： In the monitoring of fixed pollution sources， the monitoring of smoke emission concentration is an important monitoring item. This paper analyzes some of the influencing factors of smoke dust measurement， carries out laboratory quality control for the problems encountered， and achieves satisfactory results； it also improves Work efficiency.

Keywords： Fixed pollution source； Soot； Accuracy

在生產(chǎn)設(shè)備處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下和對(duì)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；以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；評(píng)價(jià)凈化裝置的性能和運(yùn)行情況及污染防治措施的效果；為大氣質(zhì)量管理與評(píng)價(jià)提供依據(jù)。

1 固定污染源煙塵濃度測定的主要影響因素

1.1 采樣位置、采樣點(diǎn)數(shù)、對(duì)測定結(jié)果的影響

采取煙塵樣品時(shí)，為了取得有代表性的樣品，一定要合理地選擇測定截面的位置和采樣點(diǎn)數(shù)，以減少氣流分布不勻時(shí)對(duì)測定結(jié)果的影響。采樣位置應(yīng)避開彎頭、閥門、三通等變徑管段，放在氣流平穩(wěn)的管段中，要距彎頭、閥門和其他變徑管段下游方向大于 6倍直徑處，在其上游方向大于3倍直徑處，此外水平煙道由于塵粒的重力沉降作用，較大塵粒會(huì)在煙道中心線下半部，因此水平煙道中塵粒濃度分布不如垂直煙道均勻，選擇采樣位置時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮垂直管道。采取點(diǎn)數(shù)按照煙道大小而定。當(dāng)斷面位置靠近彎頭和其他變徑管段時(shí)，測定點(diǎn)數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加，關(guān)于圓形煙道，應(yīng)在相互垂直的兩條直線上進(jìn)行采樣，矩形或方形煙道是將煙道分成適當(dāng)數(shù)量的等面積小塊各塊中心即為測定點(diǎn)。見下圖1，圖2。

1.2 采樣速度對(duì)測定結(jié)果的影響

為了從煙道中采取有代表性樣品需等速采樣，即氣體進(jìn)入采樣嘴的氣流速度V 應(yīng)與采樣點(diǎn)的煙氣流速Vs相等，相對(duì)誤差應(yīng)在1O%以內(nèi)，采樣速度大于或小于采樣點(diǎn)的氣流速度都將使采樣結(jié)果產(chǎn)生偏差。

當(dāng)Vn>Vs時(shí)處于采樣嘴邊緣以外的部分氣流進(jìn)入采樣嘴，而其中的塵粒則由于本身運(yùn)動(dòng)慣性作用，不能改變方向，隨氣流進(jìn)入采樣嘴后繼續(xù)沿著原來的方向前進(jìn)，使采樣濃度低于采樣點(diǎn)的實(shí)際濃度。

當(dāng)Vn

1.3 采樣嘴的形狀和大小對(duì)測定結(jié)果的影響

采樣嘴的形狀在一定程度上影響氣流的流線，從而影響塵粒的采樣精度，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出直角邊和鈍邊采樣嘴對(duì)煙塵濃度結(jié)果造成一定誤差，因而我們采用漸縮銳邊圓形，銳邊的錐度以45為宜。采樣嘴入口邊緣厚度應(yīng)大于0.2mm，入口直徑偏差應(yīng)不大于0.1mm。采樣嘴直徑不應(yīng)小于5mm，否則達(dá)不到等速采樣的要求，一般直徑為6mm、8mm、10mm、l2mm較為合適。

1.4 濾筒恒重的影響

在《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》（第四版增補(bǔ)版）中對(duì)采樣濾筒采樣前的準(zhǔn)備、高溫失重恒重處理做了明確的要求，采樣后的濾筒只要求恒重。按監(jiān)測規(guī)范要求實(shí)際往往達(dá)不到恒重的要求，主要影響因素：一是實(shí)驗(yàn)室環(huán)境恒濕、干燥器中放置時(shí)間的影響；二是煙氣中濕度的影響，對(duì)監(jiān)測結(jié)果有影響。采樣后濾筒的恒重問題，除去人為對(duì)濾筒造成的重量損失外，其他基本上都是正誤差。以下實(shí)驗(yàn)從空氣濕度、冷卻時(shí)間長短和烘干時(shí)間等三方面描述了對(duì)濾筒恒重的影響。

1.4.1 實(shí)驗(yàn)儀器

分析天平：AL204電子天平；JFC-G-27A恒溫恒濕試驗(yàn)箱；濾筒：3號(hào)無膠濾筒。

1.4.2 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）采樣前濾筒的準(zhǔn)備。將合格的濾筒放入烘箱中。在500℃時(shí)烘烤1h，消除高溫采樣時(shí)濾筒失重的影響。再在105℃～110℃恒溫下，烘干2h后，放入專用的濾筒中，再放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫，干燥器與天平室各置一支濕度表對(duì)照，重復(fù)烘干至恒重，相鄰兩次稱量相差不超過0.0005g。（2）標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒的制備。從上述一批準(zhǔn)備好的采樣前濾筒中，挑選出10個(gè)重量基本一致的濾筒，編好分析號(hào)，用去離子水或蒸餾水，稍作濕潤。放入烘箱中，在105℃～110℃恒溫下，烘干4h后，放入專用的濾筒稱量瓶中，再放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫，重復(fù)烘干至恒重，以上操作可作為標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒的標(biāo)準(zhǔn)重量；對(duì)采樣濾筒在烘干、冷卻、稱重等過程中的質(zhì)量控制。（3）采樣后濾筒的稱重。將采樣后的濾筒與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒，放入烘箱中，需用去離子水或蒸餾水濕潤標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒，目測，盡可能接近采樣后濾筒的含量，在105～110℃恒溫下，烘干4h后，放入專用的濾筒稱量瓶中，再放入干燥器內(nèi)，冷卻至室溫，重復(fù)烘干至恒重。此時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒的重量與標(biāo)準(zhǔn)重相差±0.0005g時(shí)，可以認(rèn)為這批采樣濾筒的稱量結(jié)果是在質(zhì)量控制范圍之內(nèi)的，結(jié)果可靠。否則，這批濾筒需要重新進(jìn)行恒重處理，直至合格。

1.4.3 結(jié)果與討論

（1）空氣濕度對(duì)濾筒重量的影響。實(shí)驗(yàn)室分析環(huán)境常受到客觀條件的限制，如果不建立恒溫恒濕室，濾筒采樣前、采樣后稱量時(shí)，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的濕度不可能前后保持一致性，這一條件經(jīng)常被忽視。這樣濾筒在烘箱→干燥→天平稱量的過程中，有較多的時(shí)間暴露在空氣中，濾筒會(huì)吸收空氣水分，影響恒重。實(shí)驗(yàn)期間干燥器內(nèi)濕度35%，天平內(nèi)濕度37%，兩處濕度誤差可忽略不計(jì)。

（2）冷卻時(shí)間長短對(duì)稱量的影響。監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中只明確了濾筒從烘箱中取出，置于干燥器中冷卻至室溫后進(jìn)行稱量，沒有規(guī)定放冷時(shí)間。試驗(yàn)表明，冷卻時(shí)間與干燥器內(nèi)放置濾筒多少、放置方法有關(guān)。當(dāng)濾筒放滿或放滿三分之二干燥器時(shí)，濾筒不可能在30min內(nèi)冷卻至室溫。只有當(dāng)濾筒在干燥器內(nèi)放一層時(shí)，30min基本上能滿足干燥器內(nèi)溫度冷卻至室溫。但隨著放冷時(shí)間的增長，濾筒重量也隨之增加。稱量結(jié)果見表1。

（3）烘干時(shí)間對(duì)濾筒稱重的影響。在實(shí)際煙塵監(jiān)測中，當(dāng)煙氣濕度較大時(shí)，采樣后濾筒的濕重顯著增加，當(dāng)按規(guī)范要求在105℃～110℃烘干1小時(shí)，取出放到干燥器中，冷卻至室溫，稱量，此時(shí)，濾筒采樣前、后干燥程度不一致，結(jié)果往往偏大，出現(xiàn)正誤差?？捎脴?biāo)準(zhǔn)空白濾筒來消除誤差，控制稱量的準(zhǔn)確性。將上述已準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒用去離子水或蒸餾水，稍作濕潤后，與采樣濾筒一起放入105℃～110℃烘干，由表2可以得出，濾筒烘干4h，基本上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒的重量與標(biāo)準(zhǔn)空白濾筒的標(biāo)準(zhǔn)重量，前后稱量值相差不超過±0.0005g，可以認(rèn)為此次稱量結(jié)果可靠。否則，結(jié)果可疑，要查找原因或者重新分析，直至合格為止。

2 總結(jié)

綜上所述，要提高煙塵測試的準(zhǔn)確度，在采樣工況穩(wěn)定的前提下，首先要確定具有代表性的采樣位置和采樣點(diǎn)數(shù)，準(zhǔn)確測定煙氣參數(shù)，正確計(jì)算出采樣流速并等速進(jìn)行樣品采集。此外，采樣時(shí)采樣嘴方向操作要準(zhǔn)確并選擇大小適合的采樣嘴，濾筒的準(zhǔn)確恒重。按以上環(huán)節(jié)正確操作才能保證監(jiān)測質(zhì)量。

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收稿日期：2018-04-05

作者簡介：張?jiān)频?，大慶煉化公司環(huán)保監(jiān)測中心工程師 。