【其他行业标准】 一氧化碳、二氧化碳和甲烷标气制备方法

ICS07.060
备案号：45930—2014
中华人民共和国气象行业标准
Qx/T 215—2013
一氧化碳、二氧化碳和甲烷标气制备方法preparation method of standard gases for carbon Monoxide, Carbon Dioxideand Methane
2013-12-22 发布
中国气象局
國发布
2014-05-01实施
中华人民共和国
气象行业标准
一氧化碳、二氧化碳和甲烷标气制备方法QX/T215—2013
气象出版社出版发行
北京市海淀区中关村南大街46号邮政编码：100081
网址：http://www.cmp.cma.gov.cn发行部：010-68409198
北京中新伟业印刷有限公司印刷各地新华书店经销
开本：880×1230
2014年11月第一版
印张：1.25
字数：37.5干字
2014年11月第一次印刷
书号：135029-5658
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定价：12.00元
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1范围
术语和定义
系统组成
性能指标
工作条件
制备方法
预标定
信息记录
安全注意事项
附录A(资料性附录)
附录 B(资料性附录)
附录 c(资料性附录)
参考文献
标气制备系统结构图
Qx/T215—2013
经过吸附管向拟制备气瓶充入自然大气的压力或充入高浓度气/零气的压力的推荐算法
标气制备记录单
本标准按照GB/T1．1—2009给出的规则起草Qx/T215—2013
本标准由全国气候与气候变化标准化技术委员会大气成分观测预报预警服务分技术委员会（SACTC540/SC1)提出并归口。
本标准起草单位：中国气象科学研究院本标准主要起草人:周凌晞、姚波、方双喜、刘立新。m
Qx/T215—2013
可靠、稳定、可溯源至国际标准的一氧化碳、二氧化碳和甲烷标气系列是观测分析系统稳定运行的保障，也是各国实验室和野外台站观测方法和资料具有可比性的前提。世界气象组织/全球大气观测网已建立了一氧化碳、二氧化碳和甲烷世界标定中心和中心标校实验室，并要求标气必须以干洁空气为底气。为规范大气本底站和同类野外台站开展一氧化碳、二氧化碳和甲烷标气制备方法，特制定本标准1范围
氧化碳、二氧化碳和甲烷标气制备方法Qx/T215—2013
本标准规定了一氧化碳(CO）、二氧化碳(CO)和甲烷(CH。)标气制备所涉及的系统组成、性能指标、工作条件、制备方法、预标定、信息记录、安全注意事项等。本标准适用于开展本底大气CO、CO2和CH4浓度观测及实验室分析标校的多级标气序列的制备。2术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。2. 1
一氧化碳carbon monoxide
分子式为CO，无色无味有毒，具有间接温室效应，在大气中的滞留时间只有数月。自然来源主要是大气甲烷和挥发性有机物氧化，人为来源主要是化石燃料和生物质不完全燃烧。[QX/T125—2011.定义4.13]
二氧化碳
carbondioxide
分子式为CO，化学性质非常稳定，在大气中的滞留时间（寿命)可达几十年或上百年，是影响地球辐射平衡的主要温室气体。人为来源主要是化石燃料和生物质的燃烧、土地利用变化及工业过程排放，主要汇是陆地和海洋吸收。
[QX/T125—2011,定义4.2]Www.bzxZ.net
甲烷methane
分子式为CH4，属于碳氢化合物，化学性质较稳定，在大气中的滞留时间约12年。以100年计，其单个分子对温室效应的贡献约为二氧化碳的25倍。主要来源是湿地、农业生产(主要是稻田排放）、反动物饲养、白蚁、海洋与天然气开采和使用等，主要汇是大气光化学过程。[QX/T125—2011,定义4.3]
标气standardgases
以干洁空气为底气、目标物种浓度已知的混合气体。标气序列的浓度跨度覆盖本底大气浓度变化范围。
[QX/T125—2011,定义10.2]
本底大气background atmosphere远离局地排放源、不受局地环境直接影响，基本混合均匀的大气。[QX/T125—2011,定义3.3]
零气zerogas
自标物种浓度低于分析系统检测限的气体。1
Qx/T215—2013
3系统组成
系统包括大气压入单元和高浓度气/零气充入单元。系统结构参见附录A。大气压入单元包括进气管、空气压缩机、单向阀、压力表、水汽去除装置、拟制备物种的吸附装置、三通选择阀、开关阀、安全装置、颗粒物过滤膜、拟制备气瓶及连接组件等。其中水汽去除装置包括干燥管、油水分离阀。安全装置包括安全阀和压力开关。压力开关应安装在空气压缩机出气口处，在大气压入单元的压力达到设定阈值后空气压缩机自动关闭。安全阀在大气压入单元的压力大于设定阈值后自动打开泄气。
高浓度气/零气充入单元包括拟制备物种的高浓度气、零气、定量管、真空泵、开关阀、压力表、拟制、备气瓶、减压阀及连接组件等。4性能指标
空气压缩机
在工作过程中应不产生对目标组分的污染物。额定输出压力应大于拟制备标气的压力。入气口应有颗粒物过滤膜。
4.2拟制备气瓶
宜采用内表面经抛光、烘干等特殊处理的铝合金容器存储标气。耐压应大于拟制备标气的压力。4.3水汽去除装置
除空气压缩机自带的水汽分离装置外，宜加装油水分离阀以及填充干燥剂的干燥管。所用的干燥剂应不对拟制备物种的浓度造成影响。4.4拟制备物种的吸附装置
宜采用填装有吸附剂的吸附管。吸附管的工作压力应大于拟制备标气的压力。吸附剂应具有选择性。
4.5其他装置
压力表，单向阀和连接组件的工作压力应大于拟制备标气的压力，零气内拟制备物种的浓度应低于检测限。
5工作条件
5.1气象条件
宜选择风向在拟制备物种的本底扇区且晴朗的气象条件下进行标气制备。应避免降水、沙尘、雾、霾、雷暴等不利天气过程。
5.2工作环境
标气制备地点应位于排放源(如车辆、生活和业务用房及其他建筑设施等)的上风向。附近地形应开阔、平坦，上风方向应避开污染或存在可能影响气流性质(如强烈扰流或下拽力)的地形和建筑物。系2
统周围环境温度应低于20℃。
6制备方法
6.1制备方法的选择
Qx/T215—2013
制备时间段内,若目标浓度与环境浓度相差小于5%则按照6.2的制备方法操作。若目标浓度低于环境浓度超过5%时，则按照6.3的制备方法操作。若目标浓度高于环境浓度超过5%时，则按照6.4的制备方法操作。
6.2接近环境浓度的标气制备
6.2.1安装和检查
将拟制备气瓶与大气压入单元连接，确认目标气体吸附装置关闭、水汽去除装置开启、系统无漏气。启动空气压缩机直至压力达到设定的安全装置國值。若空气压缩机自动关闭，表示安全装置正常工作，否则应检查安全装置。
6.2.2冲洗
开启拟制备气瓶阀门,启动空气压缩机，充入环境大气至压力不低于3×106pa后再将气瓶内的空气放出。重复充入和放空的过程应不少于3次。6.2.3充入环境大气
拧紧拟制备气瓶与大气压入单元的连接，开启空气压缩机，直至气瓶内压力达到设定值后空气压缩机自动关闭。工作过程中应及时排除水汽去除装置中累积的液态水。6.2.4卸下拟制备气瓶
关闭气瓶阀门，断开气瓶与大气压入单元的连接，将残留的高压气体排空后再将气瓶卸下。6.3低于环境浓度的标气制备
6.3.1安装、检查和冲洗
安装和检查按6.2.1操作，冲洗按6.2.2操作。6.3.2计算经过吸附管向拟制备气瓶充入自然大气的压力或向拟制备气瓶充入零气的压力若制备CO或CO2标气，需计算经过吸附管向拟制备气瓶充入自然大气达到的压力；若制备CH。标气，需计算充入拟制备气瓶的零气的压力。上述压力根据拟制备物种的环境浓度、自标浓度和拟制备标气的压力，利用理想气体状态方程和质量守恒关系计算获得，算法参见B.1和B.2。6.3.3经过吸附管充入大气
制备CO或CO2标气，将拟制备气瓶与大气压入单元连接。打开拟制备物种的吸附管，开启空气压缩机,直至达到6.3.2计算的压力，关闭吸附管。6.3.4充入零气
制备CH4标气，向拟制备气瓶内充入零气至6.3.2计算的压力。3
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