固定源烟尘的监测

固定源烟尘的监测

11化学工程与工艺 陈立文 2011234114

环境监测是环境保护的基础工作，必须为环境管理和经济建设服务，及时向环境保护行政主管部门提供环境质量信息及变化趋势，为有关部门在监督污染物排放、控制新污染源产生以及提高资源、能源利用率等方面提供决策依据。具体到企业固定污染源废气监测工作上,质量控制就是保证粒物排放浓度、湿度、温度、排放量等数据的可靠性,准确的反应各除尘设施的运行情况、颗粒物排放现状及预测污染的发展趋势。它分为:预先控制、采样过程控制、样品分析及数据管理控制四个部分,这四个控制阶段相互影响并形成一个循环的过程。就这四个部分中影响质量控制的一些重要因素进行分析,从中提出质量保证的控制措施。

1.预先控制

预先控制是在固定污染源烟尘监测工作开始之前所实施的控制。所以预先控制也是准备性的控制,即以避免产生错误,减少日后的修正为目的的控制活动。为了做好预先控制应从以下几个方面来做好这个阶段的工作。

1.1采样方法的选择

目前我国烟尘采样的方法有:普通型采样法(预测流速法)、皮托管平行测速采样法及等速管法(压力平衡法)三种。根据采样烟尘的实际情况选取不同的采样方法。预测流速法的特点是,操作和计算复杂,测量烟气流速和烟尘采样不是同时进行,无法跟踪采样,采样结束需立即复测烟气流速,如与预测流速之差大于 20% 时需要重新采样。静压平衡型采样管法的特点是，操作简便,可以跟踪采样,但工况适应性不好,对烟尘浓度高、湿度大的烟气静压平衡孔容易堵塞而不易控制流量。动压平衡型采样管法的特点是一般不能更换采样嘴,影响了流速适应能力,而且管路连接复杂。皮托管平行采样法特点是可以跟踪采样,调整快捷,具有烟气适应性强,测量参数多,精度高等诸多优点。在有条件的情况下尽量采用可自动跟踪排气流速调节采样流量的烟尘采样仪,以减少采样误差和现场操作时间,例如选用皮托管平行测速自动烟尘(气)采样仪,下文将以皮托管平行自动烟尘(气)采样仪为例介绍烟尘(气)现场监测中的质量控制。

1.2取样位置的确定

取样位置应优先选择在垂直管段,应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径,和距上述部件上游方向不小于3倍直径处。对矩形烟道,其当量直径Ｄ=2ＡＢ/(Ａ+Ｂ),式中Ａ、Ｂ为边长。采样断面的气流速度最好在5ｍ/ｓ以上。当然设备现场的空间位置有限,很难满足上述要求时,可选择比较适宜的管段采样,但采样断面与弯头等的距离至少是烟道直径的1.5倍,并适当增加监测点的数量和采样频次。对圆形烟道,采样孔应设在包括各测点在内的互相垂直的直径线上。对矩形或方形烟道,采样孔应设在包括各监测点在内的延长线上。

1.3采样仪器的准备

我国关于烟尘(气)采样仪器的标准主要HJ/T48-1999《烟尘采样器技术条件》、HJ/T47-1999《烟气采样器技术条件》、JJG968-2002《烟气分析仪检定规程》、JJG680-90《烟尘测试仪检定规程》。属于国家强制检定目录中的工作计量器具,需按期送计量部门进行检定,检定合格后方能用于环境监测。对于监测人员来讲应接受采样仪器厂家相应的培训,在使用中注意进行采样仪器的校验,气体组分(SO2、CO、NO2)传感器在每次使用前需用标准气体进行校准,氧传感器至少每个季度校验一次,采样仪的排气温度计、加热采样管、S 型皮托管、干式累积流量计、采样嘴、分析天平等至少半年自行校正一次。在采样前需

要对仪器的管路系统进行气密性检查,若发现漏气则需要分段检查,堵漏。查看硅胶是否变色失效,当变色硅胶由蓝变红为 2／3 时应及时更换硅胶。若滤筒在 400℃以上高温烟气进行采样时,则需将滤筒在 400℃的高温箱中烘烤 1h,而非 105℃～110℃条件下,以减少滤筒本身减重。滤筒应在恒温恒湿的天平室中进行称量,应保持采样前和采样后称量条件一致。

1.4采样人员的保证

分析人员的能力和经验是保证监测工作质量的首要条件。监测人员水平的高低直接影响者检测数据的准确可靠;目前尽管各实验室现代化仪器愈来愈多,操作方法越来越复杂,但技术判断、经验、技巧、甚至工作人员的专业水平对于减少和保持测量变动在可接受的水平上仍是非常重要的。实验室人员必须具有与测量项目要求相当的能力水平。随着获得大多数方法的经验后,监测能力就会提高。为了保证监测工作的质量,监测人员必须具备专业理论、基本操作和计量知识。

2.监测过程的质量控制

2．1生产设施运行工况

监测期间要有专人负责监督工况,污染源生产设备、治理设施应处于正常的运行工况,工况条件符合监测要求。通过对监测期间主要产品的产量、主要原材料或燃料消耗量的计量和调查统计,以及相应指标的对比,核算生产设备的实际运行负荷。相关标准中对监测时工况有规定的,按相关标准的规定执行。除相关标准另有规定,对污染源的日常监督性监测,采样期间的工况应与平时的正常运行工况相同。建设项目竣工环境保护验收监测应在工况稳定、生产负荷达到设计生产能力的75%以上(含75%)情况下进行。

2.2样品采集

在进行排气参数测定和采样时,打开采样孔后应仔细清除采样孔和短管内的积灰,再插入测量仪器的采样探头,并要严密封堵采样孔四周的缝隙以防止漏气。在输入日期、时间、大气压、管道尺寸等参数后,仪器计算出采样的数目和位置,各采集点的位置要在采样管上做好标记。采样时间的确定要按照废气处理设施的实际情况确定,保证设定的采样时间要有代表性。取样完毕后,采样管要从烟道内小心的取出,避免采样嘴触碰烟道内壁灰尘,从而影响最后的测量结果。然后按要求填好采样地点、采样时间、文件号、采样人、记录人、核对人,出现异常要有附加说明记录,以便出现异常数据时对原始记录的溯源。

2.3断面测点的调整

烟尘采样(或烟气采样但要同时测量采气流量时)优先考虑在垂直烟道上开孔,测定位置应距弯头、接头、阀门和其他变径处的下游方向大于 6 倍直径处,距上述部位的上游方向大于3倍直径处。若测试现场难以满足上述要求时,可在适宜管段采样,但采样断面与弯头等的距离至少是管道直径的 1.5 倍,并适当增加测点数目和采样频次。

2.4烟尘含湿量的测定

目前一般用干湿球法来测量烟气的含湿量。烟气以一定的流速流过干、湿球温度计,根据干、湿球温度计的读数和测点处的烟气绝对压力,确定烟气的含湿量。在烟尘的采样和预测烟气流速过程中含湿量是一个重要的参数。等速采样流量公式为:Ｑ′ｒ=0.043×ｄ2×Ｖｓ×(Ｂａ+ＰｓＴｓ)[ＴｒＲｓｄ(Ｂａ+Ｐｒ)]12×(1-Ｘｓｗ)因此烟尘的含湿量(Ｘｓｗ)的确定对预测的流速有较大的影响,测量过程中,烟气通过干、湿温度计时,其温度一定要在100℃以下并在露点温度以上,当温度的指示数稳定不再上升时方可读数为此采样管与温度计之间连接的胶管要短,且注意管壁的保温,在寒冷的气候条件下,应采用加热型采样管。润湿温度计传感器时,应用洁净的脱脂棉纱,棉纱至水容器水平面不得过长,否则会影响传感器的湿润状态,造成数据的偏差。

3.样品的分析和数据分析

分析人员在接收样品时,要仔细核对样品和采样记录,确认正确无误后方可签收。样品要按保存期、保存环境、保存条件和有效期等进行保存,符合要求的样品方可开展分析。采样后滤筒的处理要与采样前滤筒的处理一致,通过烘烤,冷却至室温后再称量。在滤筒的转移过程中须使用镊子,不得用手直接接触,以避免损坏和玷污,若不慎有脱落和破碎,须收齐后再行处理。实施分析前必须创造一个清洁整齐便于操作的环境,应尽量减少因室内温度、湿度、电源电压波动、环境空气分对分析测试的影响;分析仪器设备应进行定期检定校正;分析人员要具备相应的专业知识并能够熟练的掌握各分析步骤。

烟尘监测的数据不仅仅反映除尘设施的运行情况,而且能反映出在整个监测过程中存在的问题和不足。因此监测数据出来后不能仅仅对结果整理归档就算完成任务,要对监测点的所有数据进行深层次的分析,找出偏差较大的数据,然后根据当时的记录反思整个过程存在问题环节,找到其存在偏差的原因,不断改进监测工作的质量。

4.固定源监测的意义

通过预先控制可有效的避免整个监测过程可预见的问题或错误,为监测工作节约时间和资金投入。监测过程的控制,保证了监测过程中取样方式、取样数据的可靠性。样品分析及数据管理控制的实施则保证了样品在取样完毕至数据记录过程的质量控制,并且通过数据的分析,可以及时发现监测过程中存在的问题和不足,不断完善质量保证体系。三个控制过程组成一个完整的质量控制体系,确保在固定源烟尘监测工作中监测数据的准确、可 靠,从而使监测工作的质量不断提升。