DB37∕T 2537-2014 山东省固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法.pdf

ICS 13.030 Z 11 DB37 山东省地方标准 DB37/T 25372014 山东省固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法 2014 - 08 - 22 发布 2014 - 09 - 22 实施 山东省质量技术监督局 山 东 省 环 境 保 护 厅 发 布 发 布 DB37/T 25372014 I 目 次 前言 . 引言 . V 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语及定义 . 1 4 方法原理 . 3 5 采样的基本要求 . 3 6 采样装置和仪器 . 4 7 排气参数的测定 . 6 8 排气流速流量的测定 . 6 9 排气中颗粒物的测定 . 6 10 结果计算与表示 . 7 11 质量保证和质量控制 . 8 12 注意事项 . 9 附录 A（规范性附录） 采样平台与爬梯 . 10 附录 B（规范性附录） 等速率 . 11 DB37/T 25372014 III 前 言 本标准按照GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准由山东省环境保护厅提出并负责解释。 本标准由山东省环保标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：山东省环境监测中心站、青岛崂山应用技术研究所、武汉市天虹仪表有限责任公司、山东国舜建设集团有限公司。 本标准主要起草人：潘光、李恒庆、宋毅倩、由希华、谷树茂、潘齐、丁君、徐标、李毅明等。DB37/T 25372014 V 引 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国大气污染防治法，实施大气固定污染源排放低浓度颗粒物的监测，制定本标准。 DB37/T 25372014 1 山东省固定污染源废气 低浓度颗粒物的测定 重量法 1 范围 本标准规定了测定固定污染源废气中浓度低于50 mg/m3颗粒物的手工重量法。 本标准适用于测定锅炉、工业窑炉及其它固定污染源废气中浓度低于50 mg/m3的颗粒物。 本标准颗粒物的检出限为1 mg/m3。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 HJ/T 48 烟尘采样器技术条件 HJ/T 76 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行） 3 术语及定义 下列术语及定义适用于本文件。 3.1 颗粒物 燃料和其他物质在燃烧、 合成、 分解以及各种物料在机械处理中产生的悬浮于排放气体中的固体和液体颗粒状物质。 3.2 颗粒物浓度 在标准状态下干排气中以质量浓度（mg/m3）表示的颗粒物浓度。 3.3 低浓度颗粒物 浓度低于50 mg/m3的颗粒物。 3.4 标准状态下的干排气 在温度为273 K，压力为101325 Pa条件下不含水分的排气。 3.5 排放限值 国家和/或地方大气污染物排放标准中规定的颗粒物的最高允许排放浓度值。 3.6 烟道内过滤 在烟道内由紧靠采样嘴下游滤膜托架（温度等于排气温度或加热）上的滤膜收集颗粒物的方法。 DB37/T 25372014 2 3.7 等速采样 采样嘴平面正对排气气流，使进入采样嘴的气流速度与测定点排气速度相等的采样（图 1）。 图1 烟道内等速采样（vn=vs） 3.8 采样断面 采样点处，正交于烟道中心线的平面，以圆形烟道为例（图2）。 说明： 1采样线； 2采样断面； 3采样孔； 4气体流动方向； 5烟道上端。 图2 圆形烟道采样断面示意图 3.9 系列测量 在工况基本相同、污染物治理设施保持稳定运行的条件下，于同一采样断面内进行的一系列测量。 3.10 全程空白 DB37/T 25372014 3 除测试期间采样嘴背对气流不采集气体外，其余以与采集样品气体相同的方法获得样品的总空白值。 全程空白值除以系列测量的平均采样体积来确定整个测试过程的颗粒物的检出限的估计值。 全程空白包括滤膜上和滤膜上游所有部件内沉积的颗粒物。 3.11 整体称重 将滤膜、滤膜上游部件和滤膜托架作为一个整体进行称重的方式。 3.12 分体称重 将滤膜（或带有滤膜托架的滤膜）和滤膜上游部件内的沉积物分别进行称重的方式。 4 方法原理 按等速采样的原理，选择烟道内过滤的方式，从烟道内抽取一定体积的含颗粒物气体（图3），通过采样头中已知重量的滤膜，气体中的颗粒物被滤膜捕集，根据滤膜在采样前后的重量差、以及滤膜上游部件内沉积的颗粒物量和采气体积，计算颗粒物排放浓度。 18 说明： 1采样嘴； 10抽气单元和气体计量装置； 2滤膜托架； 11关闭阀； 3S型皮托管； 12调节阀； 4温度探头； 13泵； 5温度测量； 14流量计； 6全压测量； 15气体积流量计； 7动压测量； 16温度测量； 8支撑管（烟道内装置）； 17气压计； 9冷却和干燥系统； 18加热装置（可选）。 图3 采样系统示意图 5 采样的基本要求 5.1 采样工况 DB37/T 25372014 4 应符合GB/T 16157第4.1条的规定。 5.2 采样位置和采样点 5.2.1 采样位置 应符合GB/T 16157第4.2.1条的规定。 5.2.2 采样孔 除在选定的测定位置上开设采样孔的内径不小于100 mm外，其余应符合GB/T 16157第4.2.2条的规定。 5.2.3 采样平台与爬梯 见附录A。 5.2.4 采样点位置和数目 应符合GB/T 16157第4.2.4条的规定。 6 采样装置和仪器 6.1 测定排气参数中温度、水分含量、流速（含压力） 、氧气 应符合HJ/T 48第4条的规定，氧气测定仪应符合HJ/T 76第5.8.2条的规定。 6.2 颗粒物采样器 6.2.1 总则 除颗粒物过滤器由滤筒改为滤膜、托架为滤膜托架并对滤膜托架辅助加热外，其余应符合HJ/T 48第5条的规定。 6.2.2 滤膜要求 具体包括： a) 材质：聚四氟乙烯（230 ，机械强度差，在烘箱处理时120 ，否则发生卷曲，静电影响称重）、不含有机粘合剂的玻璃纤维（500 ，与酸性化合物，如 SO3反应）和石英纤维（700 ，热稳定、抗腐蚀、机械强度差，可发生纤维脱落）； b) 规格： 47 mm； c) 捕集颗粒物效率：在 30 L/min50 L/min 的流量下，对平均粒径 0.3 m 和 0.6 m 的粒子（如气溶胶）的捕集效率不低于 99.5 %和 99.9 %。捕集颗粒物效率由滤膜供应者提供； d) 物理、化学活性与热稳定性：滤膜材料应不与采样气体发生反应，不吸附采样气体中含有的气体组分，在调节和采样期间预计的最高温度下具有热稳定性； e) 选用滤膜时应考虑如下因素： 1) 玻璃纤维滤膜可与酸性化合物（如 SO3）发生反应，导致滤膜质量增加。当可能发生这种情况时，不推荐使用； 2) 石英纤维滤膜机械强度较弱，但适合在大多数情况下使用； 3) 聚四氟乙烯（PTFE）滤膜在使用时，不得超过规定的温度； DB37/T 25372014 5 4) 气流通过滤膜时会产生压降， 采样过程中随着滤膜上收集颗粒物的增加压降增大。 压降的大小与滤膜的种类有关。通过滤膜气体流速约 0.5 m/s，预计压降 3 kPa 到 10 kPa； 5) 使用有机粘结剂滤膜时，应防止有机粘结剂受热蒸发造成滤膜质量的损失； 6) 方法“全程空白”的大小，在一定程度上与使用滤膜的特性（机械性能，与湿气的亲和力等）有关； 7) 某些类型的过滤材料（如 PTFE 等），称重时应注意防止静电造成的测量误差； 8) 分析采集颗粒物的组分选择过滤材料时，应考虑过滤材料中相应组分的空白。 6.2.3 滤膜托架 滤膜托架（图4）由支撑滤膜的网托和密封圈组成。选用的材料应保证不同烟气条件（温度、湿度和酸碱性等）下不会对测定结果产生影响。 说明： 1采样嘴； 2前弯管； 3滤膜； 4网托； 5密封圈。 注：滤膜托架、滤膜及滤膜上游部件的总重量不超过20g。 图4 滤膜托架、滤膜及滤膜上游部件示意图 6.3 分析设备 6.3.1 烘箱。设定温度点温度波动控制在 5 。 6.3.2 干燥器。玻璃干燥器，内装干燥剂，如硅胶，氯化钙等。 6.3.3 通风橱。使用丙酮时用。 6.3.4 分析天平。分辨率为 0.1 mg 或 0.01 mg，量程应与称重物质量相符。 6.3.5 烧杯。25 mL，玻璃或等效材质。 6.3.6 温度计。测量天平室环境温度，分辨率 1 。 6.3.7 湿度计。测量天平室环境相对湿度。 6.3.8 气压计。测量大气压力，最小分度值 0.1 kPa。 6.3.9 秒表。分度值应不大于 0.1 s。 6.4 样品回收 6.4.1 淋洗液。去离子水和丙酮（分析纯或优级纯）。 6.4.2 量筒。10 mL 或 25 mL，玻璃或等效材质。 DB37/T 25372014 6 7 排气参数的测定 7.1 排气温度的测定 应符合GB/T 16157第5.1条的规定。 7.2 排气中水分含量的测定 应符合GB/T 16157第5.2条的规定。 7.3 排气中 O2的测定 应符合GB/T 16157第5.3条的规定。 7.4 排气中压力的测定 应符合GB/T 16157第5.4条的规定。 8 排气流速流量的测定 应符合GB/T 16157第7条的规定。 9 排气中颗粒物的测定 9.1 采样位置和采样点 符合第5.2条的规定。 9.2 测定方法概要 选取符合HJ/T 48规定的烟尘采样器进行采样，采样按第4条的原理，控制等速率在92 %108 %之间，获得颗粒物的浓度。 9.3 称重方法 9.3.1 根据颗粒物采样器的种类选择整体称重或分体称重。 9.3.2 每次称重应当在称量部件从干燥器中取出后 1 min 内完成，初次读数后，分别按 5 s 的时间间隔读取另外两个读数，记录 3 个读数的平均值做为一次称量结果。第一次称量结束后，将称量部件放回干燥器，天平归零后再进行第二次称量，共称量两次。 9.4 采样前准备 每次测试前应当准备好滤膜和与称量有关的其他部件。 将称量部件在105 110 的条件下烘干至少1 h，取出称量部件在干燥器中冷却至少2 h至室温，然后称重直到恒重（即前后两次称重变化不超过0.5 mg） ，记录结果准确至0.1 mg或0.01 mg。称量结束后，用密封帽将采样嘴密封，放入无静电的、清洁的容器中密封保存。其余应符合GB/T 16157第8.3.4条的规定。 9.5 采样步骤 9.5.1 除加热采样系统中有关部件到选择的温度、 滤膜的毛面朝上放置、 每个样品采样时间不小于 30min（对于执行颗粒排放限值低于 20 mg/m3的固定污染源，采样体积不小于 1 m3）外，其余应符合 GB/T 16157DB37/T 25372014 7 第 8.3.5 条、8.4.4 条、8.5.3 条和 8.6.3 条的规定。 9.5.2 在每个系列测量后制备一个全程空白样品。 9.5.3 采样完毕后，用密封帽将采样嘴密封放回原容器中带回实验室。 9.6 样品分析 9.6.1 整体称重 用中性滤纸蘸取丙酮擦拭滤膜上游部件的外表面，至少3次，然后按第9.4条所述进行烘干、平衡和称重。 9.6.2 分体称重 包括： a) 采样结束后，应将滤膜（或带有滤膜托架的滤膜）和滤膜上游部件分离； b) 将滤膜（或带有滤膜托架的滤膜）按第 9.4 条所述进行烘干、平衡和称重； c) 用 10 mL 去离子水小心地淋洗滤膜上游部件内表面，将水储存到已称重烧杯中，重复前述方法用 10 mL 去离子水再次淋洗，水并入同一烧杯。然后再用 10 mL 丙酮淋洗，将淋洗液储存到另一个烧杯中。注意淋洗过程中不要有外面的颗粒物掉进容器里。将盛有水的烧杯加热蒸干，冷却后将丙酮转移至此烧杯，在环境温度和压力下蒸干。放入干燥器中干燥至少 12 h，称量至恒重。 9.6.3 滤膜上游部件清理 选用整体称重时，称量完毕后按第9.6.2.c条所述淋洗滤膜上游部件的内表面；选用分体称重时，淋洗完滤膜上游部件内表面后，用中性滤纸蘸取丙酮擦拭滤膜上游部件的外表面，至少3次。贮存好清理干净的部件，以备下次使用。 注：上述有关丙酮的操作均要求在通风橱中进行。测试者可选择对丙酮进行加热蒸发，加热温度必须低于丙酮的沸点（56.48 oC），同时还要防止“爆沸”。丙酮是一种高度易燃物质，而且其闪点甚低，必须严密监控这一蒸发过程，并不时搅拌烧杯内的丙酮淋洗液使之保持均匀平衡的温度。 9.6.4 试剂空白和全程空白 采用分体称重时， 根据第11.5条， 由使用同批次丙酮的体积估算干残渣的质量用于修正测量结果的试剂空白。全程空白值应当单独报告，不得从测量颗粒物结果中扣除全程空白值。 10 结果计算与表示 10.1 等速采样流量 10.1.1 由烟尘采样器及有关仪器根据测得的排气静压、 水分含量和当时测得的测点动压、 温度等参数，结合选用的采样嘴直径， 计算出颗粒物等速采样流量并调节采样流量至等速采样的流量在各测点进行采样。等速采样的流量按式（1）计算： swrarsdssasrXPBtMtPBvdQ127327300047. 0212 . (1) 式中： Qr 等速采样流量，L/min； DB37/T 25372014 8 d 采样嘴直径，mm； vs 测点排气流速，m/s； Ba 大气压力，Pa； Ps 排气静压，Pa； ts 排气温度，； Msd 干排气分子量，kg/kmol； tr 流量计前温度，； Pr 流量计前压力，Pa； Xsw 排气含湿量，%。 10.1.2 当干排气成分和空气近似时，等速采样流量按式（2）计算： swrarssasrXpBttPBvdQ12732730025. 0212 . (2) 10.2 颗粒物浓度 颗粒物浓度按式（3）计算： 610ndiVm . (3) 式中： i 颗粒物浓度，mg/m3； m 颗粒物质量，g； Vnd 标准状态下干排气的采样体积，L。 11 质量保证和质量控制 11.1 性能指标 烟尘采样器和相关仪表应按照国家的规定定期送检， 性能技术指标符合相关标准的要求， 并在有效期内。 11.2 检查泄漏 每次测试，应进行采样系统泄漏检查，泄漏率控制在技术指标要求范围内。 11.3 等速率 见附录B。 11.4 采样前、后称量部件调节 称量部件在105 110 的烘箱内烘干至少1 h，在干燥器中平衡至少2 h。 11.5 丙酮溶剂空白 每批丙酮溶剂，取100 mL按9.6.2.c条所述蒸干、称重测定试剂空白，干残渣应小于10 mg/L。 DB37/T 25372014 9 11.6 天平室 天平室应保持恒温恒湿，并配备分辨率为0.1 mg或0.01 mg的分析天平，以满足称量的需要。采样前和采样后应使用同一台天平称量，并保持称量的环境条件一致。 11.7 恒重 同一称量部件前后称量示值变化应控制在0.5 mg内。如果示值变化超过0.5 mg，应把称量部件放回干燥器中重新干燥平衡，然后称量至恒重。 11.8 检查滤膜 采样结束后应检查滤膜是否破损（采用整体称重时，称量结束后再检查） 。 12 注意事项 12.1 标识 称重前对称量部件或盛称量部件的容器进行标识，每一个标识必须保持唯一性和可追溯性。 12.2 手套 采样前后，处理（放置、安装、取出、标记、转移）和称重称量容器以及称量部件时应戴无粉末、抗静电的一次性手套。 12.3 测试工况 应在排污企业设施正常运行， 工况达到设计规模或稳定出力或有关大气污染物排放标准规定的条件下测试颗粒物浓度和排气参数。 12.4 防止污染 为防止在制备全程空白过程中空气（烟道为负压）或排气（烟道为正压）进入采样系统，必须切断采样管与采样器主机的连接，密封采样管末端接口。 12.5 滤膜托架加热 当排气中含有水滴、水气接近饱和或饱和，滤膜托架应加热，保持温度105 。 12.6 颗粒物测定结果判断 属于下列情况之一颗粒物测定结果无效：样品滤膜破损；采样系统泄漏；结果低于全程空白；全程空白高于1 mg/m3；采样期间，采样的平均等速率的变化超过等速率范围。 12.7 有效数据个数 每次采样至少采集3个颗粒物样品， 其中至少有2个样品的颗粒物测定结果为有效数据， 取平均值为所监测的固定污染源废气中颗粒物的浓度值；或按有关标准规定的颗粒物样品数进行采集和计算确定。 DB37/T 25372014 10 A A 附 录 A （规范性附录） 采样平台与爬梯 从安全角度考虑，颗粒物采样场地应具备永久性采样平台和爬梯。采样平台和爬梯满足如下要求： a) 采样平台： 1) 为保障监测人员安全及方便操作， 保障监测工作顺利进行， 涉及高处作业的采样孔或采样位置应配套建设采样平台； 2) 平台面积应不小于 1.5 m2， 并设有高 1.1 m 以上的护栏， 采样孔距平台面约为 1.2 m1.3 m。采样平台应在监测点的正下方，平台地板采用不小于 4 mm 厚的花纹钢或经防滑处理的钢板铺装，均匀分布活载荷应不小于 3 kN/m2，安装不低于 100 mm 的踢脚板，防护栏杆应能承受水平方向和垂直向下方向不小于 890 N 集中载荷和不小于 700 N/m 均布载荷，防护栏杆结构要求及扶手、中间栏杆、立柱、踢脚板等材料的要求参照 GB 40532009； 3) 若采样位置或断面有多个采样孔，应适当延长采样平台的长度，每增加一个采样孔，至少延长 1 m。采样平台的宽度（平台外侧到烟道壁或排气筒外壁的距离）应至少为直径或当量直径的 1/4，确保监测人员有足够的工作面积； 4) 采样平台附近有可能造成人体机械伤害、灼烫、腐蚀、触电等致伤的危险源时，应在平台相应位置设置防护罩或防护屏，并设接地装置，防止雷雨天气发生雷击； 5) 采样平台应设置永久性 220 V 低压配电箱，内设漏电保护器，至少具备 2 个 16 A 插座和2 个 10 A 插座，为监测设备提供电力。 b) 爬梯： 1) 当采样平台距地面高度不超过 2 m 时，可使用固定式钢直梯到达采样平台，固定式钢直梯建设应符合 GB 40532009 的要求； 2) 当采样平台距地面高度超过 2 m 时，因携带监测设备需要，应设计并建设安全、方便地抵达采样平台的方式，基准面与采样平台之间必须建设固定式钢制斜梯、Z 字梯或旋转梯。爬梯与水平面的倾角不大于 45，爬梯防护护栏高度不低于 1.2 m，爬梯无障碍宽度不小于 750 mm，其他建设参数参照 GB 40532009。 DB37/T 25372014 11 B B 附 录 B （规范性附录） 等速率 为了执行等速采样， 必须计算等速采样流量， 以保证进入采样嘴气体的流速与采样点排气的流速相等。 考虑在采样点烟道中气体的流速和采样嘴的有效直径， 等速采样流量的计算见本标准10.1.1条式 （1）或10.1.2条式（2）。 a) 比较进入采样嘴气体的流速与在采样点排气的流速确定等速率： %100snvv . (B.1) 式中： 等速率，%； vn 进入采样嘴气体的流速，m/s； vs 采样点排气的流速，m/s。 b) 比较在采样期间实际采样流量和等速采样流量确定等速率： %100rrQQ . (B.2) 式中： 等速率，%； Qr 实际采样流量，L/min； Qr 等速采样流量，L/min。 注：在采样点采样期间等速率的平均值应控制在92 %108 %。 _