GBT-16157-1996-固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法.pdf

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  • c)对直径小于0.3m、流速分布比较均匀、对称并符合4.2.1.1要求的小烟道,可取烟道中心作为 测点。

    表1圆形烟道分环及测点数的确定

    给水排水标准规范范本圆形烟道分环及测点数

    图9采样点距烟道内壁距离 表2测点距烟道内壁距离(以烟道直径D计)

    图9采样点距烟道内壁距离 2测点距烟道内壁距离(以烟道直径D计)

    .4.2矩形或方形烟道

    a)将烟道断面分成适当数量的等面积小块,各块中心即为测点。小块的数量按表3的规定 刚上洲点不超过20个,

    3矩(方)形烟道的分块和测点数

    4.2.4.3当烟道布置不能满足4.2.1.1要求时,应增加采样线和测点。

    按4.2.1和4.2.4确定,一般情况下可在靠近烟道中心的一点测定, 5.1.2仪器 a)热电偶或电阻温度计:其示值误差应不大于士3C。 b)水银玻璃温度计让:精确度应不低于2.5%最小分度值应不大于2C

    a)将温度测量元件插人烟道中测点处,封闭测孔,待温度稳定后读数。 b)使用玻瑙温度计时,不能抽出烟道外读数

    5.2排气中水分含量的测定

    5.2.1采样位置及测点

    街烟道中抽取一定体积的排气使之通过冷凝器,根据冷凝出来的水量,加上从冷凝器排出的饱和气 体金有的水蒸汽量,计算排气中的水分含量,

    2.2.2测定装置及仪器

    测量排气中水分含量的采样系统如图10所示,它由烟尘采样管、冷凝器、十燥器、温度计、具空压力 表、转子流量计和抽气泵等部件组成。 a)烟尘采样管:用不锈钢制成,内装滤简,用以除去排气中的颗粒物,详见8.3.3.1。 b)冷凝器:由不锈钢制作。用于分离、贮存在采样管、连接管和冷凝器中冷凝下来的水。冷凝器总 体积应不小于5L,冷凝管($10mm×1mm)有效长度应不小于1500mm,贮存冷凝水容器的有效容积应 不小于100mL,排放冷凝水的开关应严密不漏气。 温度计:精确度应不低于2.5%,最小分度值应不大于2℃。 d)干燥器:用有机玻璃制作,内装硅胶,其容积应不小于0.8L,用于干燥进入流量计的湿烟气。 真空压力表:精确度应不低于4%,用于测定流量计前气体压力。 f 转子流量计:精确度应不低于2.5%。 抽气泵:当流量为40L/min时,其抽气能力应能克服烟道及采样系统阻力。当流量计量装置放 在抽气泵出口端时,抽气泵应不气。

    461.8(273+t,)G+PV (1)

    式中:Xw 排气中的水分含量体积百分数,%; B 大气压力,Pa; G 冷凝器中的冷凝水量·名 P 流量计前气体压力,Pa; P一 冷凝器出口饱和水蒸气压力(可根据冷凝器出口气体温度t,从空气饱和时水蒸气压力表 中查得),Pa; Q一 转子流量计读数,L/min; 采样时间,min; 流量计前气体温度,C: 测量状态下抽取烟气的体积(VQXt)L

    式中:Xw 排气中的水分含量体积百分数,%; B 大气压力,Pa; G 冷凝器中的冷凝水量·名 P 流量计前气体压力,Pa; 冷凝器出口饱和水蒸气压力(可根据冷凝器出口气体温度t,从空气饱和时水蒸气压力表 中查得),Pa; Q一 转子流量计读数,L/min; t一采样时间,min; 流量计前气体温度,C: V. 测量状态下抽取烟气的体积(VQXt)L

    5. 2. 3干泥球法

    5.2.3.2测量装置及仪器

    湿球法采样装置见图11.

    湿球法采样装置见图11。

    a)采样管:见9.3.1。

    5. 23 3测定步强

    a)检查湿球温度计的湿球表面纱布是否包好,然后将水注人盛水容器中。 b)打开采样孔,清除孔中的积灰。将采样管插入烟道中心位置,封闭采样孔。 c)当排气温度较低或水分含量较高时,采样管应保温或加热数分钟后,再开动抽气泵。以15L/ in流量抽气。 d)当干、混球温度计温度稳定后,记录干球和湿球温度。 e)记录真空压力表的压力

    排气中水分含按式(2)计算:

    武中:X一一排气中水分含量体积百分数,%

    Pbv 温度为t时饱和水蒸气压力(根据t值,由空气饱和时水蒸气压力表中查得),Pa; t一 湿球温度,℃; te一 干球温度,℃; P一 通过湿球温度计表面的气体压力,Pa; 大气压力,Pa; 测点处排气萨压Pa

    由烟道中抽取一定体积的排 管的增重即为已知体积排气中含有的水分量

    5.2.4.2采样装置及仪

    重量法测量排气中水分含量的装置见图12。 a)头部带有颗粒物过滤器的加热或保温的气体采样管:详见9.3.1。 b)U型吸湿管(图13)或雪罪尔德吸湿管(图14):内装氯化钙或硅胶等吸湿剂。 c)真空压力表:精确度应不低于4%。 d)温度计:精确度应不低于3.5%,最小分度值应不大于2℃。

    图12重量法测定排气水分含量装置

    图14雪菲尔德吸湿管

    e)转子流量计:精确度应不低于2.5%。测量范围0~1.5L/min。 f)抽气泵:流量为2L/min时,抽气能力应能克服烟道及采样系统阻力。当流量计量装置放在抽气 泵出口端时,抽气泵应不漏气。

    5.2.4.3准备工作

    团吸湿管阀门,擦去表面的附着物后,用天平称重

    5. 2.4.4 采样步骤

    a)将仪器按图12连接。 b)检查系统是否漏气,检查漏气的方法是将吸湿管前的连接橡皮管堵死,开动抽气泵,至压力表 指示的负压达到13kPa时,封闭连接抽气泵的橡皮管,如真空压力表的示值在1min内下降不超过 0.15kPa,则视为系统不蒲气。 c)将装有滤料的采样管由采样孔插人烟道中心后,封闭采样孔,对采样管进行预热。 d)打开吸湿管阀门,以1L/min流量抽气,同时记下采样开始时间。采样时间视排气的水分含量 大小面定,采集的水分量应不小于10mg。 e)记下流量计前气体的温度、压力和流量计读数。 f)采样结束,关闭抽气泵,记下采样终止时间,关闭吸湿管阀门,取下吸湿管。 g)擦去吸湿管表面的附着物后,用天平称重。 5.2.4.5计算

    5. 2.4. 5计算

    排气中水分含量按式(3)计算

    5.3.1采样位置及测点

    用不同的吸收液分别对排气的各成分逐一进行吸收,根据吸收前、后排气体积的变化,计算出该成 分在排气中所占的体积百分数

    5.3.2.2采样装置及仪

    a)带有滤尘头的内径6mm的聚四氟乙烯或不锈钢采样管。 b)二连球或便携式抽气泵。 C)球胆或铝箔袋。 d)奥氏气体分析仪(图15),

    a)各种化学试剂:分析纯。 b)氢氧化钾溶液:将75.0g氢氧化钾溶于150.0ml.的蒸馏水中,将上述溶液装入吸收瓶16中。 c)焦性没食子酸碱溶液:称取20.0g焦性没食子酸溶于40.0mL蒸馏水中,55.0g氢氧化钾溶于 110.0mL水中。将两种溶液装人吸收瓶15内混合。为了使溶液与空气完全隔绝,防止氧化,可在缓冲瓶 11内,加人少量液体石腊。 d)铜氨络离子溶液:称取250.0g氯化铵,溶于750.0mL水中,过滤于装有铜丝或铜粒的1000mL 细口瓶中,再加200.0g氯化亚铜,将瓶口封严,放数日至溶液褪色。使用时量取上述溶液105.0mL和 45.0ml.浓氨水,混匀,装人吸收瓶14中, e)封闭液:含5%硫酸的氯化钠饱和溶液约500mL,加1mL甲基橙指示液,取150.0mL装人吸收 瓶13。其余的溶液装人水准瓶21内

    5 3. 2.4 采样步骤

    a)将采样管、二连球(或便携式抽气泵)与球胆(或铝箔袋)连好。 b)将采样管插人到烟道近中心处,封闭采样孔。 c)用二连球或抽气泵将烟气抽入球胆或铝箔袋中,用烟气反复冲洗排空3次,最后采集约500mL 烟气样品,待分析。

    5. 3.2.5 分析步骤

    )检查奥氏气体分析仪的严密性

    (a)将吸收液液面提升到旋塞5、6、7、8的下标线处,关闭旋塞。各吸收瓶中的吸收液液面应不下降。 (b)打开三通旋塞3,提高水准瓶,使量气管液面位于50mL刻度处,关闭三通旋塞3,再降低水准 瓶,量气管中液位经2~3min不发生变化。 b)取气样 (a)将盛有排气样的球胆或铝箱袋连接奥氏气体分析器进气管1,将三通旋塞3联通大气,抬高水 准瓶,使量气管液面至100mL处,然后将旋塞3联通烟气样品,降低水准瓶,使量气管液面降至零处,再 将旋塞3联通大气,提高水准瓶,排出气体,反复2~3次,以冲洗整个系统,排除系统中残余空气。

    (b)将旋塞3联通气样,取烟气样品100mL,取样时使量气管中液面降到“0”刻度稍下,并保持水准 瓶液面与量气管液面在同一水平面上,关闭旋塞3,待气样冷却2min左右后,提高水准瓶,使量气管内 凹液面对准“0”刻度线。 c)分析 分析的顺序是CO2,O2,CO。 (a)稍提高水准瓶,再打开旋塞8将气样送入吸收瓶,往复抽送烟气样品45次后,将吸收瓶16 的吸收液液面恢复至原位标线,关闭旋塞8,对齐量气管和水准瓶液面,读数。为了检查是否吸收完全, 打开旋塞8,重复上述操作,往复抽送气样2~3次,关闭旋塞8,读数。两次读数相等,表示吸收完全,记 下量气管体积。该体积为CO2被吸收后气体的体积α。 (b)用吸收瓶15、14、13分别吸收气体中的氧、一氧化碳和吸收过程中放出的氨气。操作方法同 (a),读数分别为6和c。 (c)分析完毕,将水准瓶拾高,打开旋塞3排出仪器中的烟气,关闭旋塞3后再降低水准瓶,以免吸 入空气。

    排气的压力一般是指其静压P.,测定排气静压的仪器及方法见7.5.2。

    6排气密度和气体分子的计算

    6.1.1排气密度和其分子量、气温、压力的关系由下式计算

    6.1.1排气密度和其分子量、气温、压力的关系由下式计算

    6.1.2标准状态下湿排气的密度按下式计算:

    式中:P. 一标准状态下湿排气的密度,kg/m

    式中:P一一标准状态下湿排气的密度,kg/m; M—湿排气气体的分子量,kg/kmol; Moz、Mco、Mco,、Mn,、MH,o一一排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气和水的分子量,kg/kmol Xo,、Xco、Xco,、Xnz干排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气的体积百分数,%;

    Moz、Mco、Mco,、Mn,、MH,o一一排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气和水的分子量,kg/kmol Xo,、Xco、XcoXn,干排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气的体积百分数,%;

    —排气中水分含量的体积百分数,%。

    6.1.3测量状态下烟道内湿排气的密度按式(

    量状态下烟道内湿排气的密度按式(6)计算

    式中:P——测蛋状态下烟道内湿排气的密度,kg/m; P.排气的静压,Pa。

    6.2排气气体分子量的计算

    已知各成分气体的体积百分数X和其分子量M,邦 M,=ZX,M

    式中:M,一一排气气体的分子量,kg/kmol; X,某成分气体的体积百分数,%; M某一成分气体的分子量,kg/kmol.

    6.2.2干排气气体分子量的计算

    干排气气体的分子量M.按式(8)计算

    显排气气体分子量M,按式(9)计算

    Msd=Xo,Mo,+XcoMco+Xco,Mco,+Xy,MN

    圆形,正前方有·开孔,与内管相通,用来测定全压。在距前端6倍直径处外管壁上开有一圈孔径为 mm的小孔,通至后端的侧出口,用于测定排气静压。 按照上述尺寸制作的皮托管其修正系数为0.99士0.01,如果未经标定,使用时可取修正系数K,为 0.99 标准型皮托管的测孔很小,当烟道内颗粒物浓度大时,易被堵塞。它适用于测量较清洁的排气。 b)S型皮托管:S型皮托管的结构见图17。它是由两根相同的金属管并联组成。测量端有方向相反 的两个开口,测定时,面向气流的开口测得的压力为全压,背向气流的开口测得的压力小于静压。按照图 17设计要求制作的S型皮托管,其修正系数K,为0.84士0.01。制作尺寸与上述要求有差别的S型皮托 管的修正系数需进行校正。其正、反方向的修正系数相差应不大于0.01。S型皮托管的测压孔开口较大, 不易被颗粒物堵塞,且便于在厚壁烟道中使用

    c)斜管微压计:斜管微压计用于测定排气的动压,其精确度应不低于2%,最小分度值应不大于 2Pa。 d)U型压力计:U型压力计用于测定排气的全压和静压,其最小分度值应不大于10Pa。 e)大气压力计:最小分度值应不大于0.1kPa

    7.4.1将微压计调整至水平位置。 7.4.2检查微压计液柱中有无气泡。 7.4.3检查微压计是否漏气。向微压计的正压端(或负压端)入口吹气(或吸气),迅速封闭该入口,如微 压计的液柱位置不变,则表明该通路不漏气。 7.4.4检查皮托管是否漏气。用橡皮管将全压管的出口与微压计的正压端连接,静压管的出口与微压 计的负压端连接。由全压管测孔吹气后,迅速堵严该测孔,如徽压计的液柱位置不变,则表明全压管不漏 气;此时再将静压测孔用橡皮管或胶布密封,然后打开全压测孔,此时微压计液柱将跌落至某一位置,如 液面不继续跌落,则表明静压管不漏气

    a)将微压计的液面调整到零点。 b)在皮托管上标出各测点应插人采样孔的位置。 c)将皮托管插人采样孔。使用S型皮托管时,应使开孔平面垂直于测量断面插人。如断面上无涡 流,微压计读数应在零点左右。使用标准皮托管时,在插入烟道前,切断皮托管和微压计的通路,以避免 微压计中的酒精被吸人到连接管中,使压力测量产生错误。 d)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°,测出各点的动压,分别 记录在表中。重复测定一次,取平均值。 e)测定完毕后,检查微压计的液面是否回到原点

    a)将皮托管插人烟道近中心处的一个测点。 b)使用S型皮托管测量时只用其一路测压管。其出口端用胶管与U型压力计一端相连,将S型皮 托管插入到烟道近中心处,使其测端开口平面平行于气流方向,所测得的压力即为静压。 c)使用标准型皮托管时,用胶管将其静压管出口端与U型压力计一端相连,将皮托管伸人到烟道 斤中心处,使其全压测孔正对气流方向,所测得的压力即为静压。

    7.5.3测量排气的温度

    a)使用大气压力计直接测出, b)也可以根据当地气象站给出的数值,加或减因测点与气象站标高不同所需的修正值。即标高每 增加10m,大气压力约减小110Pa。

    7.6排气流速和流量的计算

    7.6.1.1测点气流速度V.按式(10)计

    6.1.1测点气流速度V.按式(10)计算

    2Pd (273+t)P Ps

    7.6.1.2平均流速的计算

    烟道某一断面的平均流速V安全标准规范范本,可根据断面上各测点测出的流速V.,由式(13)计算:

    式中:Pdi一一某一测点的动压,Pa; 力一一测点的数目。 当干排气成分与空气相近,排气露点温度为35~55C之间,排气绝对压力在97~103kPa之间时 某一断面的平均气流速度V,按式(14)计算:

    7.6.2排气流量的计算

    7.6.2.1工况下的湿排气流量Q.按式(16)计

    式中:Q.—工况下湿排气流量,m*/h

    .2.2标准状态下干排气流量Q按式(17)计算

    式中:Q.通风管道中的空气流量施工安全资料,m/h。

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