【国家标准(GB)】 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法

GB/T 16157—1996
为执行国家和地方大气污染物排放标准·规范周定污染源有组织排效的监测，特别是样品采集力法，制定本标准
本标推规定的赖粒物的测定内容包括了深样，测是放计节，与是污染源监测般应熊此热行，除非有关排放标雅或分析方法标准另有规定·如火电厂在具排政标准，铬(硫)酸雾、铅(或其他金属)及其化合物等在其分析方法标证另有规定：也应遵守，气态污染物排波览测复杂，本标准规定的采样内容应理解为一般性要求，采样时还应遵守有关排放标准和气态污染物分析方法标谁的具体规定。固定污染源峻1.验收监测和且常监臀性监测的【况及顾饮要求，本标雅并不特别涉及，监测时还需小用有关排政标准、监测规范及国家环境保护局关于建设项日峻工验收监测的规定。出」锅炉排监测I说要求，不是在其排放标中规定的.丽是在其烟尘测试方法中规定的，因此即使批准发布了本标准，仍将GB5468一91《锅炉烟尘测试方法》予以保留。伯不成理解为本标准与它有在何矛后，实施测时除执行规定外，不详之处仍叫引用本标准：除此之外，GB907888工业密烟生测诚力法已被标准所包新。
白本标摊实施之日起，GB9078887.1业炉案烟尘测试方法$即行废止本标雁委托中国环境监測总站解释，标准由国家环境保护局科披标推部提出：本标准由中国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所负责起草，本标准主要起草人：刘光锋、常德华、周扮耻、周光发、刘江。中华人民共和国国家标准
固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
Delermination of particulatesand sampltng methods f gaseouspollulants cmitted from exhaugt gas of stationary source1主题内容和适用范围
GB/T 16157 1996
1.1本标准规定了在烟道、州窗及排气简（以下简称烟道）等固定污染源排气中赖料物的测定法和气态污染物的采样方法，
1.2本标准适用于各种锅炉、.L业炉密，及其他固定污染源排气中颗粒物的测定和气态污染物的采样。2定义
2.1颗粒物
颗粒物是指燃料和其他物质在燃烧、合成、分解以及各种物料在机械处埋中所产生的悬浮丁排效气体中的国休和液体题赖状物质。2.2气态污染物
气态污染物足指以气体状态分散在排放气体中的各种污染物。2.3标准状态下的十排气
标准状态下的干排气是指在温度为273K，压力为101300Pa条件下不含水分的排气。3测定与计算内容
3.排气参数（温度、压力、水分含量，成分）的测定。3.2排气密度和气休分了量的计算。3.3排气流速和流量的测定。
3.4排么中颗粒物的测定和排放依度，那效求的计算。3.5排气中气态污染物的样和排浓度、排放率的计解4采样的基本要求
4.1采样工况
应在生产设备处于止常运行状态下进行，或根据有关污染物排放标准的要求，在所规定的工况条件下测定：
4.2采样位利采样点
4.2.1采样位置
4.2.1.1采样位置应优先选择在垂直管段。应避开烟道等义和断面急剧变化的部位：采样位置应设置在距弯头、阀门、变轻筒下游方向不小十6倍直径和F述部件上游力向不小3倍直径处对短形烟国家环境保护局1996-03-06批准1996-03-06实施
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道,其当盘直径 D=2AB/(A+B),式中 A,B为边长。4.2.1.2对-气态污染物，由·F混合比较均匀，其采样位置可不受上述规定限制，但应避开渴流区。如果同时测定排气流量，采样位置仍按 4. 2. 1. 1选取,4.2.1.3采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所。4.2.2采样孔
4. 2.2. 1 在选定的测定位置上开设采样孔,采样孔内径应不小于 80mm,采样孔管长成不大下 50mm1。不使用时成用益板、曾堵或曾辑封闭（图1,图2、图3)，当采样孔仅用于来集气态污染物时，其内径应不小于0mm。
图1带有盖板的采样孔
(单位mn)
图 2带有管堵的采样孔
（单位：mm）
图3带有管帕的采样孔
(单位:mm)
对正压下输送高温或有气体的烟道应采用带有间板闷的密封采样孔(图 4),4. 2. 2. 2
图4带有削板阀的密均采样孔
4. 2.2. 3对圆形烟道,采样孔应设准位括各测定点在内的互相直的直径线上(图 5。对短形或形烟道,采样孔应设在包括各测定点在内的延长线上(图6,图7)。采样孔
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采样孔
图 5 圆形断而的测定点
图6长方形断间的测定点
4.2. 3采样平台
采样孔
图 7 正方形断面的测定点
采样平台为检测人员采样设置，应有足够的工作面积使工作人员安全、方使地操作，平台面积应不小丁1.5m，设存1，1m高的护栏，采样孔距半台面约为1.2～~1.3m，4.2. 4采样点位置和数日
4.2.4.1圆形烟道
a）将烟道分成适当数量的等面积同心环，各测点选在各环等而积中心线与呈垂直相交的两条直径线的交点工，其中一条直径线应在预期浓度变化最大的平面内，如当测点在弯头后，该真径线应位」弯头所在的乎面A-A内(图8)。
图8圆形烟道弯头后的测点
b）对符合4.2.1.1要求的道。可只选预期浓度变化最大的一案直径线上的测点GB/T 16157—1996
）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。
）不间直径的圆形烟道的等面积环数，测量直径数及测点数见表1，原则上测点不超过20个，表1圆形烟道分环及测点数的确定州道直径·n
0. 3-~0. 6
0. 6~-1. 0
等面积环数
测量直径数
测点臣烟道内壁的距离见函，按表2确定。当测点距烟道内壁的距离小十25mm时，取25mm。0.567D
图9采样点距烟道内壁距离
测点距烟道内壁距离(以烟道直径D计）浏点号
4.2.4.2矩形或方彤烟道
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。小块的数壁按表3的规定选取。原则上测点不超过 20 个。
烟道断询积（n）
0. 5-- 1. 0
1. 0--4. 0
1. 0~9. 0
CB/T 16157
表3矩(方)形烟道的分块和测点数等面积小块长近民度()
.0. 82
测点总数
9---16
h）烟道断面面积小于0.lm流速分布比较均匀,对称并符合4,2.1,1要求的，可取断面中心作为测点，
4.2.4.3当烟道布置不能满民4.2.1.1要求时.应增期采样线和测点5排气梦数的测定
5. 1排气温度的测定
5.1. 1测量位置和测点
按4.2.1和4.2.4确定+“·般情况下可在近烟道中心的：‘点测定，5. 1. 2 仪器
热电偶或电溢度计：其示值误差应小人干土，a)
b）水银玻璃温度计:精确度应不抵于 2, 5%,最小分度值应不大于 2℃。5. 1.3測定步骤
a）将温度测量元件插人烟道+测点处，封闭测孔，待温度稳定后读数。b）使用玻璃温度计时，不能抽用烟道外读数。5.2排气中水分含盘的测定
排气中水分含量应根据不同的测量对象选用冷凝法、干视球法或重量法中的一种方法测定。5.2. 1来样位置皮测点
按心,2. 1 和 4. 2. 4确定,在靠近烟道中心的一个测点上采样。5. 2. 2冷凝法
5.2.2.1原理
引爆道中抽取一定体积的挪气使之通过冷凝器，根据冷凝来的水量+加上从冷凝器拥出的饱和气体合的水蒸汽量，计算排气中的水分含量。5. 2. 2. 2测定装置效仪器
测虽排气中水分含量的来样系统如图1所示，它由烟尘采样管、冷凝器、干燥器、湿度计,真空压力表，转了流量计和气泵等部件组成。孔）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：山不锈钢制作，用于分离、贮存在采样管,连接管和冷凝器冷凝下来的水。冷凝器总体积应不小于 5L,冷凝管(g1011rL×1rm)有效长度应不小于1 500mm,贮存冷凝水容器的有效穿积应不心正100正排放玲凝水的升差应严密不漏气）温度卡：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0.8,用十干燥进入流量计的湿烟气。激空压力表：精确度应不低于4兴.用于测定流盘计前气体压力。e
f)转了流量计:精确度应不低于 2. 5%。g）抽气录：当流量为40L/min时，其抽气能力应能克服烟近及采样系统阻力。当流量计量装置放在抽气录出口端时,抽气泵应不谢气。h）册简：10ml.。
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冷凝水
[-滤简;2—采样等3—冷器14—温度:5十燥端6-真空压力表：？转子流最计;8一累积流量计9调节阀：10抽气案图10冷凝法测定排气水分合含量装置5. 2. 2. 3测定步骤
）将冷凝器装满冰水.或在冷凝器进、出水管上接冷却水。）将仪器按图10所示连接：
c）检查系统足否潮气，如发现蒲气，应分段检查、堵漏，直到满足检漏要求。流显计虽装置在拙气泵前的,其检漏力法有两种。方法一：在系统的抽气泵前串满量程为L/rmin的小量程转子流量计。检漏时，将装好滤简的采样管进口（不包括采样嘴)堵严，打开抽气泵，调古泵进口处的调节阀，使系统中的玉表负压指示为6.7kPa.此时，小虽程流量计的流量如不大于0.6L/min，则视为不漏气。方法二：检漏时，堵严采样管滤筒火处进厂，打并抽气泵，调节东进口的调节阀，使系统小的真空压力表负K指示为G.7kPa，关闭连接抽气东的橡皮节，在0.mim内如真空压力表的指示值下降不超过C. 2kPal,则视为不漏气。
在仪器携往现场前，已按上述方法进行过检漏的，现场检漏仅对来样借后的连接橡皮管到抽气录段进行检漏
流量计鼠装置改在抽气泵后的检漏方法：在流量计量装置出口接一三通管，其一端接型压力计，贝端接橡皮管，检漏时，切断抽气象的进口通路，中三通的橡皮管端人空气，使U型压力计水柱压差上升到2kPa，堵任橡皮管进口，如IJ型压力计的液面差在lmin内不变，则视为不漏气。辨气泵前管段仍按前面的方法检漏。
d）打开采样孔+满除孔中的积灰。将装有滤简的采样管插人道近中心位骨，过闭采样孔。e）并动抽气泵，以251./min左右的流量抽气，同时记录采样开始时间。f)抽取的排气量应使冷凝器中的冷水盘在10mL以上。采样时每隔数分钟记录冷凝器出口的气体温度（转子流量计读数，流量计前的气体温度t，长力以及采样时问t。如系统装有累积流量计,应记录开始来样及终止采样时的累积流量，g）采样结束，将采样管出口向下倾斜，取出采样管，将凝结在来样皆和连接管内的水倾人冷避器中、用量简测量冷避水量。
5.2.2.4计算
461. 8(273+1.)G+P,V
Xw=461.8(273+2)G-(B+P)V
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式中：X—-…排气中的水分含体积百分数,%B,
大气力,Pa；
冷避器中的冷凝水量·名
流显计前气体压力,Pa :
冷颜器出口饱和水蒸气压（可根据冷凝器出口气体温度t从空气饱和时水蒸气压表中查得),Pas
转子流量计读数,L./min!
采样时间,min：
流盘计前气体温度，℃；
测量状态下抽取烟气的体积(VQ,×t),L。5.2.3源球法
5. 2. 3. 1琼理
使气体在一定的速度下流经干、湿球温度计根据下，湿球温度计的读数和测点处排气的严力计算出排气的水分含量.
5. 2. 3. 2测量装及仪器
1龈球法采样装置见图11。
1--烟道：2—干球温度计：3—湿球摄度计：4—保游采样普:5--真空压力表;6—转子流量让17—期气泵图11、十凝球法测定排气水分含盘装置）采样管：见9.31：
h）十湿球温度计：精确度成不低于1.5%，最小分度值应不大丁1℃。c）桌空压力表、转了流量计、拥气泵等的技术要求同5.2.2.2e～g。5.2.3.3测定步媒
a）检查湿球湿度计的湿球表面纱布是否包好、然后将水注人盛水容巾，b）打开采样孔，清除孔中的积灰，将来释管插人烟道中心位置，封闭采样孔。r:）当排气温度较低或水分含较高时、采样管应保温或如热数分钟后，再动抽气泵：以15L/Trii 流量掘气。
d）当干、凝球温度计温度稳定后，记录干球和湿球温度，e2记录真空压力表的压力。
5.2.3.4计算
排气中水分含量按式(2)计算：
P0.0067(te--th)(B.+P)
式中：Xw\—一排\中水分含量体积百分数，以，(2)
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P-温度为时饱和水蒸气压力（根据值，由空气饱和时水蒸气压力表中奇得),Pa;球温度.C
t——T球温度,C;
通过球温度计表面的气体力,Pa;Fh-
R,人气压力,Pa;
测点处排气静压,Pa.
5. 2. 4重其法
5.2.4.1原理
由烟道中抽一定体积的排气，使之通过装有吸湿剂的吸湿管，排气中的水分被吸腿剂吸收，吸管的增主即为已郊体积排气中含有的水分量。5.2.4.2采样装置及仪器
重量获测量排气中水分含量的装胃见图122）头邮带有癫粒物过滤器的加热或保温的气体采样管：详见9.3.1..b）U型吸湿臂（图13）成雪非尔德吸湿管（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2.5%,最小分度值应不大于2亡，0u
1-烟道：2一过滤器：3一加热器；4一吸湿管；5一冷即水槽；6克空拆力衣:7流度计18转子流盘片:9一抽气泵图12重量法测定排气水分含显装置中
图 13 亡: 形吸褪管
图 14雪菲尔德吸湿管
c） 转于流量计;精确度应不低于 2. 5%。 测量范用 0-~1. 5L/rrin。f）抽气泵：流量为2L/rnin时，抽气能力应能克服烟道及采样系统阳力。当流星计量装置放在抽气出端时,抽气东应不漏气.
g）天平;感量应不大于 1mg：
5.2.4.3准备工作
将粒状吸禄剂装人乙型吸褪管或雪菲尔德吸湿凸内，并在吸湿管进、出口两端充填少基玻璃棉，关GB/T 16157-1996
闭吸湿管阀门,接去表面的附着物后，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替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,则视为系统不漏气:
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而定，采集的水分量应不小于10mge）记下流量计前气体的温度、压力和流盘计读数。f）采样结束，关闭抽气某，记下采样终止时间，关闭吸湿管阀门，取下暇管。8）探去吸湿管表面的附着物后,用天平称重5.2.4.5计算
排气中水分含量按式(3)计算：
v(273+×101300）
式中，X\-排气中水分含量的体积百分数,%;G.-吸湿管吸收的水分重量只
测量状况下抽取的干气体体积(V,α(Q,Xt),L转了流量计读数，L/min;
采样时间,min ;
一流量计航气体温度，℃
P,—流星计前气体压力,Pal;
B一大气压力,Pa。
1.24-.在标推状态下，1水蒸气所占有的体积，L。5. 3排气H CO,CO。,O,等气体成分的测定采用奥氏气体分析仪或等效的仪器法测定。5. 3. 1采样位置及测点
按4.2.1和4.2.4确定。可在烟道近中心处一点上采样。5.3.2奥氏气体分析仪法
5. 3. 2. 1原现
（3）
用不同的吸收液分别对排气的各成分递进行吸收，根据吸收前，后排气体积的变化，计算出该成分在排气4所占的体积百分数。
5.3.2.2采样装置及仪器
a）带有滤牛头的内径mm的聚四氣乙烯或不锈钢采样管。b）二连球或便携式抽气东，
c）球胆或铝箔袋。
d）奥氏气体分析仪（图15)。
5.3.2.3试剂
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1—进气管2—下燥器；3二.通旋塞；1—糖形管15.6,7、8—旋密：9,10,11.12--缓冲瓶;13.14.15.16吸收瓶：17—温度计18—水套肾19盘气管20—胶塞；21—水准瓶图15奥氏气体分析仪
a）各种化学试剂:分析纯。
b）氢氧化钾溶液：将75.0g氢氧化钾溶丁150.0ml.的蒸溺水中，将上述溶液装入吸收瓶16中）焦性没食了酸碱溶液：称取20.0g焦性没食子酸溶于40.0mL蒸馏水中，55.0g氧氧化钾游110.0mL水中。将两种溶装人吸收瓶15内混。为了使猝液与空气完全隔绝，防止氧化，叫在缓冲瓶11 内，加人少量液体石腊，
d）铜氨络离子溶液：称取250.0g氯化镂+溶于750.0ml.水中，过滤于装有铜丝成粒的1000mL细几瓶中，再加200.0g氮化亚铜，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5.0ml.浓氨水，混勾，装人吸收瓶14中，c）封闭液：含5%硫酸的氧化钠饱和溶液约5个0tuL，加1mL甲基橙指示液，取150.mL装入吸收瓶13。其余的溶液装人永准瓶21内，5. 3. 2. 4采样步骤
a）将采样管、一连球(或使携式抽气)与球船(或铝)连好，b）将聚样管播人到烟道近中心处，封闭采样礼，c）用二连球或抽气系将烟气抽入球胆或铝箱袋中，用烟气反复冲洗排空3软，最后采集约500mL州气样品+待分析.
5.3.2.5分析步
a检香奥民气体分析假的严蒂
(1)将吸收液被面提升到旋5，6、7.8的下标线处，关闭旋寒.各吸收瓶中的吸收液面应不下降：（b）打开一通觉塞3.提高水准瓶，使量气普液面位于50tL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4变化。b）取气样
(a）将盛有排气样的球朋或铝销袋连接奥氏气体分析器进气管1，将三通施塞3联通大气，抬高水准瓶，使量气管液面至100mL处，然后将旋赛3联通烟气样品，降低水准瓶，使盘气管没面降至零处，再将旋寒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GB/T 16157—1996
(b）将旋塞3联通气样，取烟气样品110mL取样时使量气管中液面降到\Q\刻度稍下，并保持水准瓶获面与重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推\心\刻度线。
c）分析
分析的顺序是CO2,0,C
(a)稍提高水准瓶,再打开旋塞 8 将气样送人吸收瓶,往复抽送烟气样品 4～5 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。为了检查是香吸收完全，打π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 CU, 被吸收后气体的体积2。（b）用吸收瓶15，14、13分别吸收气体中的氧、一载化碳和吸收过程啦效册的氨气，操作方法同(a),读数分别为b和c
（c）分析完串，将水饿瓶拾高，打开旋亲3排出仪器中的烟气，关闭颜塞3后再降低水准瓶，以免吸人空气。bzxZ.net
5. 3.2.6计算
排气各成分的体积百分含盘计算如下，一氧化碳：Xen,(100—a)%
氧:Xo.-- (a b)%
-氧化碳:Xx-(b—)%
式中:α,分别为[0、02.C0 被吸收液吸收后烟气体积的剩余量(mL)“100是所取的烟气体积(ml)。
5. 4排气斥力的测定
排气的压力一般是指其静压 F. 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量的计算
6. 1 排气密度的计算
6. 1.1排气密度和其分子量气温、压力的关系出下式计算：M.(B.+P)
p=8312(273+.)
式中：B——排气的密度,kg/m\;M,一一排气气体的分于量,kg/kmal,B.——人气压力,Pat
P.--—排气的静压,Pa;
排气的温度，
22.4×101300,J/K。
6. 1. 2标推状态下湿排气的密度接下式计算：273
[(Mo,Xo,- McoXim+Mo,Xeo,-MnXn,J(1--Xw)+Mu,nX.... (5)p=22.4=22. 4
式中：P.——标准状态下谨排气的密度,kg/m;M.湿排气气体的分了量,kg/kmnl;Mn,,Mao、Mcn,、Mr，Miu,n一一排气中氧、一氧化碳、_氧化碳、氮气和水的分于量,ky/kmatltXo,、Xo.Xcu,、XN，—平排气中氧。氧化碳二氧化碳、氮气的体积白分数.%：
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