圖文科普丨詳解污染源顆粒物直讀監(jiān)測(cè)技術(shù)及解決方案

1、為什么要做煙塵制度

（1）相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保工作的需要

更加嚴(yán)格的固定污染源排氣中顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)限值：部分省市（包括山東省）燃煤機(jī)組顆粒物排放濃度限值降至 5mg/m3。

2017 年實(shí)施HJ 836-2017，專門用于低濃度顆粒物（< 50 mg/m3）的測(cè)定，但是在采樣和分析過(guò)程非常繁瑣，而且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)要求較高，不可避免的引入了人為誤差。

檢測(cè)要求更加嚴(yán)格，現(xiàn)有重量法數(shù)據(jù)的時(shí)效性較差，不利于應(yīng)急預(yù)警監(jiān)測(cè)和執(zhí)法監(jiān)測(cè)，降低了環(huán)境監(jiān)管效能。因此，急需制定顆粒物現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析方法，提高環(huán)境監(jiān)管效能。

（2）大氣污染現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管執(zhí)法對(duì)快速檢測(cè)技術(shù)的需求迫切

“十三五”以來(lái)，監(jiān)測(cè)任務(wù)越來(lái)越重，而且監(jiān)測(cè)人員相對(duì)較少。在這種條件下，急需操作簡(jiǎn)便、儀器便攜、測(cè)試快速的現(xiàn)場(chǎng)直讀式方法來(lái)開(kāi)展污染源顆粒物監(jiān)測(cè)工作。

新《大氣污染防治法》第二十九條規(guī)定如下：

在面對(duì)環(huán)境管理部門的執(zhí)法檢查時(shí)，涉超標(biāo)排放的企業(yè)往往會(huì)及時(shí)調(diào)整排放工況，且能在較短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整到達(dá)標(biāo)排放狀態(tài)。因此，為解決現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法檢測(cè)難的突出問(wèn)題，適用于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法的快速檢測(cè)技術(shù)需求迫切。

2、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹

2019年12月27日，山東省發(fā)布了《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測(cè)定 β射線法》

2019年12月23日，遼寧省發(fā)布了《固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測(cè)定 β射線法（征求意見(jiàn)稿）》

作為環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器制造商的青島眾瑞也非常榮幸的參與了其中的多個(gè)省份的標(biāo)準(zhǔn)制定和驗(yàn)證工作中，與相關(guān)同行一起努力讓我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)更加標(biāo)準(zhǔn)、正規(guī)。早在2016年眾瑞就參與了“十三五國(guó)家大氣專項(xiàng)”中關(guān)于固定污染源廢氣顆粒物的直讀監(jiān)測(cè)技術(shù)研究工作，是參與“國(guó)家大氣專項(xiàng)的一家民營(yíng)企業(yè)”，推出了ZR-7100和ZR-D09NT兩種煙塵直讀設(shè)備。

3、監(jiān)測(cè)方法解讀

常用方法分析

《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》中對(duì)煙塵的測(cè)定也提及到幾種不同的方法：光散射方法和β射線法；目前，儀器法測(cè)定廢氣顆粒物濃度原理方法有光散射原理、震蕩天平原理和β射線吸收原理等，而且都有對(duì)應(yīng)的儀器應(yīng)用于CEMS 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。

（1）光散射法

   光散射法原理是激光在通過(guò)含有顆粒物的氣體時(shí)產(chǎn)生光散射，而散射光的變化與顆粒物的濃度成一定關(guān)系，通過(guò)測(cè)量散射光的強(qiáng)度并進(jìn)行校準(zhǔn)得到顆粒物的濃度。

      激光散射法在煙氣顆粒物CEMS 中得到廣泛的應(yīng)用，但水汽、顆粒物性質(zhì)和形狀、顏色等對(duì)數(shù)據(jù)影響較大；加熱抽取式激光前散射測(cè)量方法用于超低排放顆粒物濃度監(jiān)測(cè)，效果不錯(cuò)，但由于體積笨重不利攜帶，不太適合便攜式移動(dòng)測(cè)量。

激光散射法工作原理

（2）TEOM微量振蕩天平法原理

TEOM 微量振蕩天平法原理是在質(zhì)量傳感器內(nèi)使用一個(gè)振蕩空心錐形管，在其振蕩端安裝可更換的濾膜，振蕩頻率取決于錐形管特征和其質(zhì)量。當(dāng)采樣氣流通過(guò)濾膜，其中的顆粒物沉積在濾膜上，濾膜的質(zhì)量變化導(dǎo)致振蕩頻率的變化，通過(guò)振蕩頻率變化計(jì)算出沉積在濾膜上顆粒物的質(zhì)量，再根據(jù)流量、溫度和壓力計(jì)算出該時(shí)段顆粒物的質(zhì)量濃度。

   震蕩天平等效于重量法，從原理方面分析也可以用于煙塵直讀，但是等速跟蹤或者高濕工況的應(yīng)用對(duì)于該方法的影響如何，是值得深入研究和探討的！

震蕩天平

（3）β射線吸收法-方法原理

此方法在環(huán)境空氣顆粒物直讀方面應(yīng)用有幾十年，比較成熟；顆粒物性質(zhì)和形狀、顏色等對(duì)此原理幾乎沒(méi)有任何影響；β射線吸收法采用煙道外過(guò)濾的方式，將具有加熱功能的顆粒物組合式采樣管由采樣孔插入煙道中，利用等速采樣原理抽取一定量的含顆粒物的廢氣，顆粒物被截留在煙道外測(cè)量裝置內(nèi)的濾膜上。用β射線照射濾膜，根據(jù)采樣前后單位面積的濾膜上β射線能量衰減量得出濾膜上捕集的顆粒物量，與同時(shí)抽取的廢氣量，計(jì)算出顆粒物的濃度。

原理方法簡(jiǎn)圖

新技術(shù)對(duì)比

為什么選用β射線法

①β射線法可以克服光學(xué)法的對(duì)于顆粒物粒徑、大小、顏色、分布等影響；

②β射線吸收法測(cè)定顆粒物已廣泛應(yīng)用于環(huán)境空氣中PM₁₀、PM_2.5的監(jiān)測(cè)，且技術(shù)已較為成熟；

③等速跟蹤的原因：為了準(zhǔn)確表征顆粒物的分布和排放，國(guó)家要求等速跟蹤的采樣方式，β射線原理實(shí)現(xiàn)相比較其他方法比較簡(jiǎn)單！（光學(xué)法理論上需要一個(gè)穩(wěn)定的工作流量狀態(tài)，光散射的校準(zhǔn)就是在固定流速的狀態(tài)下進(jìn)行的）

4、儀器介紹及質(zhì)量控制

ZR-7100型便攜式煙塵直讀測(cè)試儀

一體式，可以選用47mm的濾膜，具有留樣功能，可進(jìn)行廢氣顆粒物的成分分析，用于源解析，同時(shí)還可以進(jìn)行稱重法校準(zhǔn)；

參與十三五國(guó)家大氣專項(xiàng)固定污染源顆粒物部分的驗(yàn)證；

采用β射線吸收與等速跟蹤或恒流采樣相結(jié)合的原理，與顆粒物的大小，化學(xué)成分，物理性質(zhì)無(wú)關(guān)；

采用φ47mm的濾膜進(jìn)行顆粒物捕集；

采樣完畢后還具有留樣功能，可進(jìn)行廢氣顆粒物的成分分析，用于源解析，同時(shí)還可以進(jìn)行稱重法校準(zhǔn)；

主機(jī)檢出限低，滿足超低排放中顆粒物濃度低于0.5mg/m3的排放場(chǎng)所的現(xiàn)場(chǎng)直讀的監(jiān)測(cè)要求；

內(nèi)置鋰電池，便于掉電狀態(tài)下完成機(jī)械動(dòng)作，方便取放濾膜；

ZR-D09NT煙塵多參數(shù)直讀采樣管

D09NT-使用濾紙帶，連續(xù)采樣，便攜度更高，適用于第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)和監(jiān)管部門的快速執(zhí)法；同時(shí)3260B也可以單獨(dú)使用作為煙塵現(xiàn)場(chǎng)采樣！

采用β射線+紙帶方法，既可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)濃度直讀，也可以實(shí)現(xiàn)短期在線監(jiān)測(cè)，適用于環(huán)保執(zhí)法，快速檢測(cè)，在線儀器比對(duì)等情況；

雙工位：采樣工位，β照射工位；

配合煙塵主機(jī)使用，體積更小、重量更輕；

捕集檢測(cè)模塊和采樣管做成便拆方式，方便組裝；

和濾膜法分工，濾膜法適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)+溯源比對(duì)；紙帶法適合快速檢測(cè)+短期在線監(jiān)測(cè)；

一機(jī)多用！主機(jī)既可以完成煙塵直讀功能，同時(shí)也可以作為煙塵采樣器使用，滿足客戶不同的使用需求！

采樣連接示意圖

1.主機(jī) 

2. D10AT采樣管伴熱電纜  

3.Φ8*12硅膠管（連接主機(jī)煙塵采樣出口）

4.Φ10*16硅膠管（連接主機(jī)煙塵采樣入口） 

5. D10AT煙塵采樣管 

6. 采樣管接地線   

7.φ4×7硅橡膠管（紅/藍(lán)）

8. 高效干燥分水器

采樣流程圖解

疑問(wèn)解答

①ZR7100直讀煙塵采用標(biāo)準(zhǔn)47mm的濾膜安裝在PTFE濾膜夾內(nèi)；

濾膜夾可現(xiàn)場(chǎng)安裝或在實(shí)驗(yàn)室提前安裝都可以；

采樣前直接把濾膜夾按照提示放入主機(jī)即可，整個(gè)采樣過(guò)程自動(dòng)完成，無(wú)須人工干預(yù)操作！

②檢測(cè)器與采樣位置采用分離式，保證了檢測(cè)精度的同時(shí)，大大提高了檢測(cè)器的使用壽命。

參與國(guó)家大氣重大專項(xiàng)驗(yàn)證

青島眾瑞參與國(guó)家大氣重大專項(xiàng)驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)

ZR-D09NT現(xiàn)場(chǎng)顆粒物監(jiān)測(cè)

2018年某電廠現(xiàn)場(chǎng)-煙塵直讀-檢驗(yàn)電除塵效率

2018年參與環(huán)保部有色煙羽的快速排查項(xiàng)目

2019年3月份參與驗(yàn)證地方標(biāo)準(zhǔn)

• 煙塵多參數(shù)采樣管

  前處理設(shè)備在線詢價(jià)