固定污染源烟尘测定准确度的影响因素

摘要：在固定污染源的监测中，烟尘排放浓度：的监测是一个重要的监测项目，本文具体分析了烟尘测定的若干影响因素，针对遇到的问题进行实验室质量控制，达到了满意的效果；同时也提高了工作效率。

关键词：固定污染源；烟尘；准确度

中图分类号：X501 文献标识码：A 文章编号：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

在生产设备处于正常运转状态下和对因生产过程而引起排放情况变化的污染源，应根据其变化的特点和周期进行系统监测；以检查污染源排放废气中的有害物质是否符合排放标准的要求；评价净化装置的性能和运行情况及污染防治措施的效果；为大气质量管理与评价提供依据。

1 固定污染源烟尘浓度测定的主要影响因素

1.1 采样位置、采样点数、对测定结果的影响

采取烟尘样品时，为了取得有代表性的样品，一定要合理地选择测定截面的位置和采样点数，以减少气流分布不匀时对测定结果的影响。采样位置应避开弯头、阀门、三通等变径管段，放在气流平稳的管段中，要距弯头、阀门和其他变径管段下游方向大于 6倍直径处，在其上游方向大于3倍直径处，此外水平烟道由于尘粒的重力沉降作用，较大尘粒会在烟道中心线下半部，因此水平烟道中尘粒浓度分布不如垂直烟道均匀，选择采样位置时应优先考虑垂直管道。采取点数按照烟道大小而定。当断面位置靠近弯头和其他变径管段时，测定点数应适当增加，关于圆形烟道，应在相互垂直的两条直线上进行采样，矩形或方形烟道是将烟道分成适当数量的等面积小块各块中心即为测定点。见下图1，图2。

1.2 采样速度对测定结果的影响

为了从烟道中采取有代表性样品需等速采样，即气体进入采样嘴的气流速度V 应与采样点的烟气流速Vs相等，相对误差应在1O%以内，采样速度大于或小于采样点的气流速度都将使采样结果产生偏差。

当Vn>Vs时处于采样嘴边缘以外的部分气流进入采样嘴，而其中的尘粒则由于本身运动惯性作用，不能改变方向，随气流进入采样嘴后继续沿着原来的方向前进，使采样浓度低于采样点的实际浓度。

当Vn

1.3 采样嘴的形状和大小对测定结果的影响

采样嘴的形状在一定程度上影响气流的流线，从而影响尘粒的采样精度，从实验结果看出直角边和钝边采样嘴对烟尘浓度结果造成一定误差，因而我们采用渐缩锐边圆形，锐边的锥度以45为宜。采样嘴入口边缘厚度应大于0.2mm，入口直径偏差应不大于0.1mm。采样嘴直径不应小于5mm，否则达不到等速采样的要求，一般直径为6mm、8mm、10mm、l2mm较为合适。

1.4 滤筒恒重的影响

在《空气和废气监测分析方法》（第四版增补版）中对采样滤筒采样前的准备、高温失重恒重处理做了明确的要求，采样后的滤筒只要求恒重。按监测规范要求实际往往达不到恒重的要求，主要影响因素：一是实验室环境恒湿、干燥器中放置时间的影响；二是烟气中湿度的影响，对监测结果有影响。采样后滤筒的恒重问题，除去人为对滤筒造成的重量损失外，其他基本上都是正误差。以下实验从空气湿度、冷却时间长短和烘干时间等三方面描述了对滤筒恒重的影响。

1.4.1 实验仪器

分析天平：AL204电子天平；JFC-G-27A恒温恒湿试验箱；滤筒：3号无胶滤筒。

1.4.2 实验步骤

（1）采樣前滤筒的准备。将合格的滤筒放入烘箱中。在500℃时烘烤1h，消除高温采样时滤筒失重的影响。再在105℃～110℃恒温下，烘干2h后，放入专用的滤筒中，再放入干燥器内，冷却至室温，干燥器与天平室各置一支湿度表对照，重复烘干至恒重，相邻两次称量相差不超过0.0005g。（2）标准空白滤筒的制备。从上述一批准备好的采样前滤筒中，挑选出10个重量基本一致的滤筒，编好分析号，用去离子水或蒸馏水，稍作湿润。放入烘箱中，在105℃～110℃恒温下，烘干4h后，放入专用的滤筒称量瓶中，再放入干燥器内，冷却至室温，重复烘干至恒重，以上操作可作为标准空白滤筒的标准重量；对采样滤筒在烘干、冷却、称重等过程中的质量控制。（3）采样后滤筒的称重。将采样后的滤筒与两个标准空白滤筒，放入烘箱中，需用去离子水或蒸馏水湿润标准空白滤筒，目测，尽可能接近采样后滤筒的含量，在105～110℃恒温下，烘干4h后，放入专用的滤筒称量瓶中，再放入干燥器内，冷却至室温，重复烘干至恒重。此时，标准空白滤筒的重量与标准重相差±0.0005g时，可以认为这批采样滤筒的称量结果是在质量控制范围之内的，结果可靠。否则，这批滤筒需要重新进行恒重处理，直至合格。

1.4.3 结果与讨论

（1）空气湿度对滤筒重量的影响。实验室分析环境常受到客观条件的限制，如果不建立恒温恒湿室，滤筒采样前、采样后称量时，实验室环境的湿度不可能前后保持一致性，这一条件经常被忽视。这样滤筒在烘箱→干燥→天平称量的过程中，有较多的时间暴露在空气中，滤筒会吸收空气水分，影响恒重。实验期间干燥器内湿度35%，天平内湿度37%，两处湿度误差可忽略不計。

（2）冷却时间长短对称量的影响。监测技术规范中只明确了滤筒从烘箱中取出，置于干燥器中冷却至室温后进行称量，没有规定放冷时间。试验表明，冷却时间与干燥器内放置滤筒多少、放置方法有关。当滤筒放满或放满三分之二干燥器时，滤筒不可能在30min内冷却至室温。只有当滤筒在干燥器内放一层时，30min基本上能满足干燥器内温度冷却至室温。但随着放冷时间的增长，滤筒重量也随之增加。称量结果见表1。

（3）烘干时间对滤筒称重的影响。在实际烟尘监测中，当烟气湿度较大时，采样后滤筒的湿重显著增加，当按规范要求在105℃～110℃烘干1小时，取出放到干燥器中，冷却至室温，称量，此时，滤筒采样前、后干燥程度不一致，结果往往偏大，出现正误差。可用标准空白滤筒来消除误差，控制称量的准确性。将上述已准备好的标准空白滤筒用去离子水或蒸馏水，稍作湿润后，与采样滤筒一起放入105℃～110℃烘干，由表2可以得出，滤筒烘干4h，基本上达到标准空白滤筒的重量与标准空白滤筒的标准重量，前后称量值相差不超过±0.0005g，可以认为此次称量结果可靠。否则，结果可疑，要查找原因或者重新分析，直至合格为止。

2 总结

综上所述，要提高烟尘测试的准确度，在采样工况稳定的前提下，首先要确定具有代表性的采样位置和采样点数，准确测定烟气参数，正确计算出采样流速并等速进行样品采集。此外，采样时采样嘴方向操作要准确并选择大小适合的采样嘴，滤筒的准确恒重。按以上环节正确操作才能保证监测质量。

参考文献

[1]徐萍. 扬州市大气污染源排放清单建设研究[D].扬州：扬州大学，2016.

[2]张晓慧. 污染源监督性监测法律制度研究[D].扬州：苏州大学，2012.

[3]芦辰.污水处理厂出口在线监测系统运行与管理评价研究[D].北京：清华大学，2014.

[4]李响，陆君，钱敏蕾，王祥荣，樊正球，王寿兵.流域污染负荷解析与环境容量研究——以安徽太平湖流域为例[J].中国环境科学，2014，34（08）：2063-2070.

收稿日期：2018-04-05

作者简介：张云德，大庆炼化公司环保监测中心工程师 。