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固定污染源廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定 便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法
1、范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測定固定污染源有組織排放廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴的便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于固定污染源有組織排放廢氣中總烴、甲烷和非甲烷總烴的測定。
本方法測定總烴、甲烷的檢出限均為0.14 mg/m3（以甲烷計），測定下限均為0.56 mg/m3（以甲烷計）；非甲烷總烴的檢出限為0.10 mg/m3（以碳計），測定下限為0.40 mg/m3（以碳計）。
2、規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
GB/T 16157 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法
HJ/T 373 固定污染源監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范（試行）
HJ/T 397 固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范
HJ 836 固定污染源廢氣 低濃度顆粒物的測定 重量法
HJ 1012 環(huán)境空氣和廢氣 總烴、甲烷和非甲烷總烴便攜式監(jiān)測儀技術(shù)要求及檢測方法
3、術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
總烴 total hydrocarbons（THC）
指在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測定條件下，在氫火焰離子化檢測器上有響應(yīng)的氣態(tài)有機化合物的總和。
3.2
非甲烷總烴 non-methane hydrocarbons（NMHC）
指在本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測定條件下，從總烴中扣除甲烷以后其他氣態(tài)有機化合物的總和（除非另有說明，結(jié)果以碳計）。
3.3
校準(zhǔn)量程 calibration span
儀器的校準(zhǔn)上限，為校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度值（進行多點校準(zhǔn)時，為校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)氣體的最高質(zhì)量濃度值），校準(zhǔn)量程（以下用C.S.表示）應(yīng)小于或等于儀器的滿量程。
3.4
示值誤差 calibration error
標(biāo)準(zhǔn)氣體直接導(dǎo)入分析儀的測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值之間的誤差。
3.5
系統(tǒng)偏差 system bias
標(biāo)準(zhǔn)氣體直接導(dǎo)入分析儀與經(jīng)采樣管導(dǎo)入分析儀的測量結(jié)果之間的差值，占校準(zhǔn)量程的百分比。
4、方法原理
將廢氣樣品導(dǎo)入便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器分析儀，分別通過總烴檢測單元和甲烷檢測單元（甲烷檢測單元通過催化劑能夠?qū)⒊淄橐酝獾钠渌袡C化合物全部氧化為二氧化碳和水）測定總烴和甲烷的含量，兩者之差即為非甲烷總烴的含量。
5、干擾和消除
5.1 氧氣對樣品測定有干擾，儀器應(yīng)具有在測量樣品時自動扣除氧峰消除干擾的功能。
5.2 廢氣中的顆粒物易堵塞管路，干擾樣品測定，應(yīng)通過儀器的濾塵裝置進行消除。
6、試劑和材料
6.1 除烴空氣
總烴含量（含氧峰）≤0.40 mg/m3（以甲烷計）；或在甲烷柱上測定，除氧峰外無其他峰。
6.2 標(biāo)準(zhǔn)氣體
可采用甲烷、丙烷有證標(biāo)準(zhǔn)氣體或甲烷和丙烷混合有證標(biāo)準(zhǔn)氣體，平衡氣為除烴空氣，其不確定度≤2 %。
6.3 燃料氣
氫氣，純度≥99.999 %，應(yīng)以安全形式存儲，保證現(xiàn)場使用和運輸安全。
7、儀器和設(shè)備
7.1 廢氣中水份含量的測定裝置
濕度測定裝置用于廢氣中水份含量的測定。
7.2 儀器構(gòu)成
便攜式催化氧化-氫火焰離子化檢測器法分析儀，主要包括樣品采集和傳輸單元、分析單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元以及其他輔助設(shè)備等。儀器工作原理示意圖見圖1。
7.3 樣品采集和傳輸單元
樣品采集和傳輸單元主要包括采樣探頭、樣品傳輸管線、流量控制設(shè)備和采樣泵等。采樣探頭及樣品傳輸管線應(yīng)選用耐高溫、防腐蝕和不吸附、不與待測物發(fā)生反應(yīng)的材質(zhì)，采樣探頭應(yīng)配有顆粒物過濾裝置，樣品傳輸管線應(yīng)具有穩(wěn)定、均勻加熱和保溫的功能。
7.4 分析單元
分析單元包括催化氧化單元和氫火焰離子化檢測器，氫火焰離子化檢測器具有自動檢測當(dāng)前火焰狀態(tài)功能，當(dāng)檢測到火焰熄滅，儀器自動點火，恢復(fù)正常運行。
7.5 數(shù)據(jù)采集與處理單元
儀器同屏顯示總烴和甲烷的數(shù)值，計算出非甲烷總烴的數(shù)值，具備顯示實時數(shù)據(jù)和曲線、查詢歷史數(shù)據(jù)功能，具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能。
7.6 輔助設(shè)備
配備便攜式打印機，用于現(xiàn)場打印測試數(shù)據(jù)。
7.7 儀器性能要求
儀器性能要求包括：
a) 示值誤差：不超過±10 %；
b) 系統(tǒng)偏差：不超過±10 %；
c) 溫度要求：樣品傳輸管線溫度不低于120℃且高于煙氣溫度20℃以上，實際溫度值能夠在儀器中顯示并可根據(jù)工況調(diào)節(jié)溫度；
d) 其它應(yīng)符合HJ 1012的要求。
1.顆粒物過濾裝置 2.采樣探頭 3.樣品傳輸管線 4.催化氧化單元 5.控制閥 6.定量環(huán)
7.氫火焰離子化檢測器 8.采樣泵
a.樣品氣 b.燃料氣 c.除烴空氣 d.廢氣
圖1 儀器工作原理示意圖
8、采樣和測定
8.1 采樣位置、采樣點的確定
按GB/T 16157、HJ/T 373、HJ/T 397及有關(guān)規(guī)定，確定采樣位置、采樣點。
8.2 儀器準(zhǔn)備
按操作說明正確連接儀器設(shè)備，打開主機電源，進行儀器預(yù)熱。
8.3 儀器校準(zhǔn)
8.3.1 零點校準(zhǔn)
測試前，通入除烴空氣（6.1）對設(shè)備零點進行校準(zhǔn)。
8.3.2 量程校準(zhǔn)
預(yù)估待測氣體濃度，設(shè)置校準(zhǔn)量程。將標(biāo)準(zhǔn)氣體（6.2）通入分析儀進行測定，示值誤差應(yīng)符合7.7條a)的要求，否則，需要校準(zhǔn)，校準(zhǔn)方法如下：
將標(biāo)準(zhǔn)氣體（6.2）與分析儀連接，安裝好并打開標(biāo)準(zhǔn)氣體后，按儀器使用說明書中規(guī)定的校準(zhǔn)步驟進行校準(zhǔn)。
8.4 樣品測定
8.4.1 將儀器采樣管前端盡量插入到排氣筒的中心位置，封堵采樣孔。
8.4.2 待儀器測量穩(wěn)定后記錄測定數(shù)據(jù)，按分鐘記錄測試數(shù)據(jù)，取連續(xù)5 min～15 min測定數(shù)據(jù)的平均值，作為一次測量值。
8.4.3 測量結(jié)束后，用除烴空氣（6.1）清洗測定儀，待其示值回到零點附近后，關(guān)機斷電，結(jié)束測定。
8.4.4 按照HJ 836的有關(guān)規(guī)定測定并記錄廢氣中水份含量。
9、結(jié)果計算與表示
9.1 排放濃度計算
總烴、甲烷和非甲烷總烴的濃度結(jié)果，以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下廢氣中的質(zhì)量濃度表示，總烴和甲烷測定結(jié)果以甲烷計，非甲烷總烴測定結(jié)果以碳計。
如果儀器示值以體積比濃度（V/V）表示時，應(yīng)按下式進行換算：
ρ ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（273.15 K，101.325 kPa）煙氣中總烴、甲烷或非甲烷總烴的質(zhì)量濃度，mg/m3；
c ——被測氣體中總烴、甲烷或非甲烷總烴的體積比濃度，μmol/mol；
M ——甲烷或碳的相對分子質(zhì)量，g/mol；
Xsw——煙氣中水分含量體積百分比，%。
9.2 結(jié)果表示
當(dāng)測定結(jié)果小于1 mg/m3時，保留至小數(shù)點后兩位；當(dāng)結(jié)果大于等于1 mg/m3時，保留三位有效數(shù)字。
10、精密度和準(zhǔn)確度
10.1 精密度
6家驗證實驗室分別對濃度水平為20.1 mg/m3、60.5 mg/m3、118 mg/m3的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體（以碳計）進行測定：
實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：0.2 %～1.7 %、0.2 %～1.2 %、0.1 %～0.6 %；
實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：2.3 %、2.9 %、2.5 %；
重復(fù)性限分別為：0.5 mg/m3、1.1 mg/m3、1.2 mg/m3；
再現(xiàn)性限分別為：1.4 mg/m3、4.9 mg/m3、8.5 mg/m3。
6家驗證實驗室分別對濃度水平為22.2 mg/m3、59.0 mg/m3、120 mg/m3的甲烷和丙烷混合標(biāo)準(zhǔn)氣體（以碳計）進行測定：
實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：0.1 %～1.0 %、0.2 %～0.6 %、0 %～0.7 %；
實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：4.2 %、1.3 %、1.6 %；
重復(fù)性限分別為：0.4 mg/m3、0.6 mg/m3、1.4 mg/m3；
再現(xiàn)性限分別為：2.6 mg/m3、2.2 mg/m3、5.3 mg/m3。
6家實驗室對某制藥廠、某化工廠、某農(nóng)藥廠有組織廢氣中非甲烷總烴濃度（以碳計）進行測定。某制藥廠有組織廢氣中非甲烷總烴濃度為49.5 mg/m3～59.5 mg/m3，平均值53.7 mg/m3；某化工廠有組織廢氣中非甲烷總烴濃度為211 mg/m3～257 mg/m3，平均值232 mg/m3；某農(nóng)藥廠有組織廢氣中非甲烷總烴濃度為91.2 mg/m3～97.3 mg/m3，平均值94.5 mg/m3，實驗室內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：2.9 %～5.9 %、3.0 %～5.1 %、1.6 %～2.5 %；實驗室間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：1.5 %、4.2 %、0.6 %。
10.2 準(zhǔn)確度
6家驗證實驗室分別對濃度水平為20.1 mg/m3、60.5 mg/m3、118 mg/m3的甲烷標(biāo)準(zhǔn)氣體（以碳計）進行測定：
相對誤差分別為：-4.1 %～1.9 %、-4.8 %～2.0 %、-4.0 %～2.7 %；
相對誤差的最終值為：-1.0 %±4.6 %、-1.4 %±5.6 %、0 %±5.0 %。
6家驗證實驗室分別對濃度水平為22.2 mg/m3、59.0 mg/m3、120 mg/m3的甲烷和丙烷混合標(biāo)準(zhǔn)氣體（以碳計）進行測定：
相對誤差分別為：-6.4 %～6.1 %、-3.7 %～-0.5 %、-4.7 %～-0.5 %；
相對誤差的最終值為：-1.4 %±8.4 %、-2.2 %±2.6 %、-2.4 %±3.0 %。
11、質(zhì)量保證與質(zhì)量控制
11.1 測定前，通入除烴空氣（6.1）和標(biāo)準(zhǔn)氣體（6.2），計算示值誤差、系統(tǒng)偏差。若示值誤差和/或系統(tǒng)偏差不符合7.7條a)和b)的要求，應(yīng)查找原因，并進行儀器維護或修復(fù)，直至滿足要求。
11.2 測定后，再次通入除烴空氣（6.1）和標(biāo)準(zhǔn)氣體（6.2），計算示值誤差、系統(tǒng)偏差。若示值誤差和系統(tǒng)偏差符合7.7條a)和b)的要求，判定樣品測定結(jié)果有效；否則，判定樣品測定結(jié)果無效。
注：測試前后，可采取包括采樣管、導(dǎo)氣管等全系統(tǒng)示值誤差的檢查代替分析儀示值誤差和系統(tǒng)偏差的檢查[其評價執(zhí)行7.7條a）的要求]。
11.3 樣品測定結(jié)果應(yīng)處于儀器校準(zhǔn)量程的20 %～100 %之間，否則應(yīng)重新選擇校準(zhǔn)量程；若樣品測定結(jié)果不大于12 mg/m3，則無需重新選擇校準(zhǔn)量程。
11.4 儀器需每半年檢驗一次催化氧化單元的催化效率，催化效率應(yīng)不低于90 %。
12、注意事項
12.1 測定前檢查采樣系統(tǒng)過濾裝置，必要時需進行清洗或更換。
12.2 測定前應(yīng)檢查儀器加熱系統(tǒng)是否正常工作。
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