讲义废气检测基础知识.ppt
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1、,废气监测基础知识,工业废气的含义与分类,工业废气的含义工业废气:从各种工业生产及其有关过程中排放的含有污染物质的气体,统称为工业废气。,工业废气的含义与分类,(1)按行业分类:为钢铁工业废气、化工废气、电力工业废气和建材工业废气等(2)按其存在的状态分类:一类是气体物质,另一类是存在于气体中而形成气溶胶的颗粒物。气态污染物在化学上可分为两大类:一类是有机污染气体,另一类是无机污染气体。颗粒物在化学上也可分为两大类:一类是有机颗粒物,如多环芳烃、油类颗粒物等;另一类是无机颗粒物,如矿物尘、金属及其氧化物粉尘。,工业废气的含义与分类,废气的来源,1.火电行业2.钢铁及冶炼行业3.化工及石化行业4
2、.建材行业5.交通运输业6.饮食业,1.火电行业(1)锅炉燃烧 产生的烟气中所含的主要污染物飞灰、硫氧化物、氮氧化物,此外,还有一氧化碳、二氧化碳和少量的氟化物与氯化物等。这些组分来源于煤炭中的矿物质,但其中氮氧化物的一部分是空气中的氮在燃烧高温下氧化而成。(2)气力输灰系统 中间灰库排放的含尘废气。(3)原料系统 煤场、原煤破碎、输煤皮带产生的含尘废气。,7,火电厂工艺流程及污染物(气态)分析图,来煤运输,煤场,输煤廊道,制粉,锅炉燃烧,除尘器,脱硫器,出灰,灰场,出渣,渣场,排放,无组织排放粉尘,烟尘、SO2、NOx,火电厂工艺流程图,2.钢铁及冶炼行业(1)钢铁行业钢铁行业排放的废气,大
3、体可分为三类:第一类:生产工艺过程化学反应中排出的废气,如冶炼、烧焦、化工产品和钢材酸洗过程中产生的烟尘和有害气体;第二类:燃料在炉、窑中燃烧产生的烟气和有害气体;第三类:原料、燃料运输、装卸和加工等过程产生的粉尘。排放主要污染物:烟尘、粉尘和二氧化硫。,钢铁工业生产工艺,矿山开采(尘)运输(尘)原料处理(尘)烧结(SO2 尘)炼铁(尘)炼钢(SO2 尘)轧钢(SO2 尘)辅助原料:铁合金、耐火材料、碳素制品、辅助原材料加工(SO2尘)炼焦(尘、SO2),2.有色金属行业有色金属定义:除铁、锰、铬以外的所有金属的总称。有色金属工业废气,大体上可分为三大类:第一类:采矿和选矿的工业废气(粉尘);
4、第二类:有色金属冶炼废气(粉尘、重金属及其化合物、氟化物、硫酸雾);第三类:有色金属加工工业废气(酸、碱和油雾为主)。,3.化工及石化行业(1)化工行业 化工废气可分为三大类:第一类:氮肥、磷肥(含硫酸)、无机盐等行业(无机污染物的废气);第二类:有机原料及合成材料、农药、染料、涂料等行业(有机污染物的废气);第三类:氯碱、炼焦等行业(既含无机物又含有机物的废气)。,化工废气其主要来源:化学反应中产生的副反应和反应进行不完全 产品加工和使用过程产品或辅料的排放;工艺不完善,生产过程不稳定,产生不合格的产品;生产设备陈旧落后或设计不合理,造成的物料跑冒滴漏;因操作失误,指挥不当,管理不善造成废气
5、的排放;化工生产中排放的某些气体,在光或雨的作用下,也能产生有害气体。,(2)石化行业,石油化学工业分为四大类:第一类:石油炼制原 油 减压蒸馏 催化裂化 加氢精制 催化重整 脱制蜡 汽油 煤油 柴油和润滑油 石油气体 苯类 石油焦 沥青等产品第二类:石油化工 天然气 石油气 乙烯 丙烯 丁二烯石油炼制 石脑气 裂解 有机原料 苯 甲苯 二甲苯 轻柴油 合成树脂 合成橡胶 合成剂 聚乙烯 丁苯橡胶 添加剂 聚丙烯 丁腈橡胶 合成洗涤剂 聚苯乙烯 乙丙橡胶 表面活性剂,第三类:合成纤维 主要原料 对苯二甲酸 对苯二甲酸 二甲脂 抽丝等生产过程苯、二甲苯、乙烯、丙烯等有机原料 聚脂、聚脂胺、聚丙烯
6、、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯纤维产品第四类:石油化肥 主要原料 造气 合成等过程石脑油、渣油及天然气 合成氨 硝铵 尿素等产品,石油化工废气的主要来源:炼油厂和化工厂装置的加热炉和锅炉排出的燃烧气体;生产装置产生的不凝气、弛放气和反应的副产品气体等废气;轻质油品及挥发性化学药剂和溶剂在贮运过程中的逸散、泄露,废水及废弃物处理和运输过程中散发的恶臭和有害气体;工厂加工物料往返输送所产生的跑、冒、滴、漏。,4.建材行业建材行业主要有三大类:第一类:建筑材料,包括水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、新型建筑 材料、砖瓦、灰、砂、石等;第二类:非金属矿,包括石棉及其制品、石膏、石墨、云母、滑 石、大理石、花岗岩、金
7、刚石等;第三类:无机非金属材料,包括玻璃纤维及玻璃钢制品等;共130 多种产品。排放主要污染物:粉尘、烟尘,二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等无机物;又向环境排放废热和其它废物。,建材行业废气主要来源,水泥的回转窑、立窑;平板玻璃厂的玻璃熔窑;建筑陶瓷厂的倒焰窑、隧道窑;砖瓦厂的土窑、轮窑、隧道窑;石灰石厂土窑、立窑。,19,水泥工业废气来源,废气监测 _废气的来源,5.交通运输业 废气排放源:主要有汽车、飞机、火车 排放主要污染物:一氧化碳、碳氢化合物(150-200种)、氮氧化物,废气监测 _废气的来源,6.饮食业 食用油和食品在高温下通过热氧化和热裂解及米拉德反应等途径产生大量的挥发性物质,
8、其成分极其复杂,并与燃料类型、食用油种类、食品成分、烹饪温度、烹饪时间、烹饪方式等因素有关。不同食品在高温下会产生不同种类的挥发性物质,多达数百种,其中含有许多致突变和致癌物质,最主要的有害成分为杂环胺类,尤其是肉制品在高温烹调过程中,会产生大量的杂环胺类物质,且随着烹调温度的升高,产生量逐渐增多。不同种类的食用油在高温下的热解产物也达200多种,主要有醛类、酮类、烃、脂肪酸、芳香族化合物及杂环化合物。,恶臭的来源,恶臭是大气、水、土壤、废弃物等物质中的异味物质,通过空气介质作用于人的嗅觉器官而被感知的一种感官污染。目前已知的恶臭物质约有10000种。,氨(特殊的刺鼻味)主要来源:畜产品农场、
9、复合肥制造厂、皮革厂等三甲基胺(腐烂性鱼臭)主要来源:畜产品农场、复合肥制造厂、水产等硫化氢(腐烂性蛋臭)主要来源:畜产品农场、垃圾处理厂、污水处理厂等甲硫醇(腐烂性洋葱臭)主要来源:纸浆厂、垃圾处理厂、污水处理厂等硫化甲基、二硫化甲基(腐烂性卷心菜臭)主要来源:纸浆厂、粪便处理厂、污水处理厂等乙醛(鱼腥刺激臭)主要来源:乙醛、醋酸厂、香烟厂、复合肥厂等苯乙烯(乙醚臭)主要来源:苯乙烯厂、胶合板制造厂等,废气的治理,烟(粉)尘 二氧化硫,定义和概念 烟(粉)尘,烟(粉)尘(1)烟(粉)尘能在空气中分散一定时间的固体粒子叫粉尘。粉尘是一种分散系,该分散系中分散介质是空气,分散相是固体离子。这种分
10、散系叫气溶胶。按习惯,粉尘划分为以下几种:降尘:直径大于100m的颗粒,在空气中很容易自然沉降。总悬浮颗粒物:能悬浮在空气中,空气动力学当量直径100m的颗粒物。可吸入颗粒物:悬浮在空气中,空气动力学当量直径 10m的颗粒物。,粉尘或灰尘:在工业生产过程中物料的破碎、筛分、堆放、转运或其它机械处理而产生的直径介于1100m之间的固体微粒。煤尘:燃料燃烧过程中产生的微粒,其直径大于1m的部分微粒。煤烟:燃料燃烧过程中产生的微粒,其直径小于0.1m的部分微粒。烟尘:由于燃烧、熔融、蒸发、升华、冷凝等过程形成的固态或液态悬浮微粒,其粒径大于1m。烟雾:空气中煤烟和自然界的雾相结合的产物。烟气:含有粉
11、尘、烟雾及有害有毒气体成分的废气。,治理设施 烟(粉)尘,(2)除尘器除尘设施或除尘器:从含尘气体中将烟尘分离出来并加以捕集的装置。除尘器分类除尘器按其作用原理不同可分成四大类。机械力除尘器:重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器湿式除尘器:冲击式除尘器、泡膜除尘器、文丘里管除尘器过滤式除尘器:低速袋滤器、脉冲袋滤器、颗粒层除尘器电除尘器:干式静电除尘器、湿式静电除尘器,目前排气除尘主要有电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器及旋风除尘器等,电除尘器:电除尘器是利用强电场电晕放电使气体电离,粉尘荷电,并在电场力作用下,使粉尘从气体中分离出来的除尘装置。袋式除尘除尘器:袋式除尘器是利用织物制作的袋状过滤器
12、来捕集含尘气体中颗粒物的除尘装置。湿式除尘器:籍水或其它液体形成的液网、液膜或液滴与含尘气体接触,借助于惯性碰撞、扩散、拦截、沉降等作用而捕集尘粒,使气体得到净化的各类除尘装置。常用的有水膜除尘器和文丘里管除尘器,二氧化硫,防治二氧化硫污染的措施很多,除采取无污染或少污染的工艺技术合改革工艺流程外,还有高烟囱扩散稀释,燃料低硫化、排烟脱硫。,废气监测 _废气的治理 二氧化硫,废气中SO2治理按工艺与燃烧的结合点来分有:燃烧前控制-燃料净化 燃烧中控制-硫化床燃烧(CFB)和炉内喷吸收剂 燃烧后控制-烟气脱硫,燃烧前脱硫燃料净化 在燃料参与燃烧前,将其中的硫分除去而成为洁净燃料,它适用于各种工业
13、锅炉和电站锅炉燃烧。,燃烧中控制-硫化床燃烧(CFB)和炉内喷吸收剂 该方法是在燃烧过程中,向炉内或煤中添加固硫剂,吸收燃煤燃烧过程中放出的二氧化硫,生成的亚硫酸盐和硫酸盐,随灰渣一起排出。特点:脱硫效率较高,NOx排放低;燃烧效率和传热效率高;具有快速调节比和良好的跟踪负荷能力;给料点少,给料系统简单。,32,Ca(OH)2,料仓,循环流化床反应塔,电除尘器,引风机,飞灰仓,烟囱,中间灰仓,干灰,输出,烟气,H2O,循环硫化床脱硫原理示意图,燃烧后控制-烟气脱硫 大多数国家采用燃烧后烟气脱硫工艺。烟气脱硫方法,按照脱硫工艺可以归纳为湿法和干法两大类。烟气脱硫则以湿式石灰石/石膏法脱硫工艺作为
14、主流。,有机废气和恶臭,有机废气的来源有机废气主要来源于石油和化工行业生产过程中排放的废气。有机废气的特点 数量较大,有机物的含量时有波动、可燃、有一定毒性,有的还有恶臭。按照排放方式分为:固定污染源:石油炼制、储存、印刷、油漆;化工行业的有机原料等流动源:汽车、轮船、飞机,有机废气的治理方法(1)液体吸收法:各种浓度,小于100摄氏度(2)吸附法:大风量,低浓度15000mg/m3,小于50摄氏度(3)燃烧法:小风量,高浓度100010000mg/m3 a直接燃烧 b热力燃烧 c催化燃烧(4)冷凝法:多用于回收有机溶剂,小于100摄氏度恶臭的治理方法(1)液体吸收法:利用恶臭物质中的酸碱性进
15、行吸收处理。(2)吸附法:多数恶臭物质都具有可吸附性,采用活性炭吸附法来脱除。(3)燃烧法:高温条件下把恶臭成分氧化分解,使其变成无味物质或臭味较小的物质。(4)生物脱臭法:利用生物降解作用,把恶臭物质分解转化。(5)中和或掩蔽法:通过散发香气覆盖,或者通过拦截封闭异味发散,废气监测,废气监测的目的和内容废气监测布点及采样废气监测因子及监测方法废气监测质量保证及质量控制监测数据的处理及评价,废气监测的目的,检查污染源排放的颗粒物和其他有害物质的浓度和排放量是否符合国家或地方现行排放标准的规定。评价净化装置的性能和使用情况、污染防治措施的效益。为建设项目竣工环保验收提供依据。为锅(窑)炉或消烟除
16、尘技术和设备的技术鉴定对固定污染源排放烟气连续监测系统的性能进行评价,判断是否符合国家有关的技术标准的要求。受有关部门委托,为事故纠纷的裁决提供科学依据。为环境管理与评价大气环境质量提供依据。,总之,通过对排放源的监测:掌握污染物排放量和认识排放规律,为环境管理部门加大执法力度、采取不同手段达到维持和改善大气环境质量提供依据;检查排放源排放污染物是否符合现行排放标准,评价净化装置的性能和使用情况、污染防治措施的效益,有助于企业工艺改革,提高生产技术和管理水平,为推行节能降耗的清洁生产工艺提供基础数据,有助于对大气环境质量进行宏观调控;为地方环境管理部门制订区域性环境管理条例、法令、制度、排放标
17、准建立区域性的环境管理体系提供依据和技术基础,有助于环境管理科学化和法制化。,废气监测的内容,有组织排放监测废气设施效果监测无组织排放监测污染物总量控制指标监测,有组织排放监测,指对从固定的地点或设施排出的颗粒物和其他空气污染物进行的监测 例如对从工厂、矿山、居民区排放的颗粒物、硫氧化物、氮氧化物及其他有害物的锅炉、工业窑炉、民用炉灶进行的监测。,废气监测布点及采样,布点原则点位的代表性,选择有代表性的采样点;点位的可接近性,选择易于到达的采样位置;点位的可操作性,选择能实施采样的地点;点位的安全性,选择安全可靠的采样位置;与有关标准布点要求的符合性,在许可的条件下,尽量与标准的 要求一致。当
18、不一致以及监测点位又无法更改时,应考虑增加测点数。,废气监测 采样基本要求,准备工作1.建设单位基本情况 建设单位的名称、性质和立项建设时间;主要原、辅材料和主、副产品,相应用量和产量、来源 及运输方式等。应重点调查用量大,并可能产生大气污 染的材料和产品。应列表说明,并予以必要的注解。建设项目平面布置图 污染治理设施,2.调查排放源的基本情况 有组织排放源 除排放污染物的种类和排放速率(设计值)之外,还应重点调查被测有组织排放源的排出口形状、尺寸、高度、具体位置等及照片。无组织排放源 除排放污染物的种类和排放速率(估算值)之外,还用重点调查被查无组织排放源的排放形状、尺寸、高度及其处于建筑群
19、的具体位置等,应有无组织排放源及其所在位置的照片。,工况要求1.有组织排放监测对工况的要求HJ/T397-2007固定源废气监测技术规范要求 1)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。2)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。3)国家、地方相关标准对生产负荷另有规定的按规定执行。2.无组织排放监测对工况的要求 75%以上负荷要求 特定目的的监测,应根据需要提出工况要求,采样位置与采样点,采样位置采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
20、头、阀们、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。测试现场空间位置有限,很难满足上述要求时,则选择比较适宜的管段采样,但采样断面与弯头的距离至少是烟道直径的1.5倍,并应适当增加测点的数量。采样断面的气流最好在5m/s以上。对于气态污染物,由于混合比较均匀,其采样位置可不受上述规定限制,但应避开涡流区。如果同时测定排气流量,则采样位置仍按的位置选取。采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所。必要时设置采样平台,采样平台应有足够的工作面积使工作人员安全、方便地操作。平台面积应不小于1.5m2,并设有1.1
21、m高的护栏,采样孔距平台约为1.21.3m。,采样孔和采样点(1)采样孔在选定的测定位置上开设采样孔,采样孔内径应不小于80mm,采样管长应不大于50mm。不使用时应用盖板、管堵或管帽封闭。当采样孔仅用于采集气态污染物时,其内径应不小于40mm。对于正压下输送高温或有毒气体的烟道应采用带有闸板阀的密封采样孔。对于圆形烟道,采样孔应设置在包括各测定点在内的相互垂直的直径线上。对矩形或方形烟道,采样孔应设在包括各测定点在内的延长线上。,带有闸板阀的密封采样孔,采样点圆形烟道a.将烟道分成适当数量的等面积同心环,各测点选在各环等面积中心线与呈垂直相交的两条直径线的交叉点上,其中一条直径线应在预期浓度
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