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| 标准编号 | HJ 693-2014 (HJ693-2014) | | 中文名称 | 固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法 | | 英文名称 | Stationary Source Emission - Determination of Nitrogen Oxides - Fixed Potential by Electrolysis Method | | 行业 | 环保行业标准 | | 中标分类 | Z25 | | 字数估计 | 13,154 | | 发布日期 | 2/7/2014 | | 实施日期 | 4/15/2014 | | 引用标准 | GB/T 16157; HJ/T 76; HJ/T 373; HJ/T 397 | | 标准依据 | 环境保护部公告2014年第10号 | | 发布机构 | 生态环境部 | | 范围 | 本标准规定了测定固定污染源废气中氮氧化物的定电位电解法。本标准适用于固定污染源废气中氮氧化物的测定。本标准的方法检出限为一氧化氮(以NO2计)3mg/m3, 二氧化氮3mg/m3;测定下限为一氧化氮(以NO2计)12mg/m3, 二氧化氮12mg/m3。 |
HJ 693-2014
中华人民共和国国家环境保护标准
固定污染源废气 氮氧化物的测定
定电位电解法
Stationary source emission-Determination of nitrogen oxides-
Fixed potential by electrolysis method
2014-2-7发布
2014-4-15实施
环 境 保 护 部
目次
前言 II
1 适用范围..1
2 规范性引用文件..1
3 术语和定义.1
4 方法原理..1
5 干扰和消除.2
6 试剂和材料.2
7 仪器和设备.2
8 采样位置和采样点.2
9 分析步骤..2
10 结果计算与表示 3
11 精密度和准确度.4
12 质量保证和质量控制..5
13 注意事项 5
附录 A(资料性附录)测定前后仪器性能审核表..6
前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,保护环境,
保障人民身体健康,规范固定污染源废气中氮氧化物的监测方法,制定本标准。
本标准规定了测定固定污染源废气中氮氧化物的定电位电解法。
本标准为首次发布。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准起草单位:中国环境监测总站、河北省环境监测中心站、上海市环境监测中心。
本标准验证单位:上海市环境监测中心、沈阳市环境监测中心站、湖北省环境监测中心
站、贵阳市环境监测中心站、天津市环境监测中心、秦皇岛市环境保护监测站。
本标准环境保护部 2014 年 2 月 7 日批准。
本标准自 2014 年 4 月 15 日起实施。
本标准由环境保护部解释。
固定污染源废气 氮氧化物的测定 定电位电解法
1 适用范围
本标准规定了测定固定污染源废气中氮氧化物的定电位电解法。
本标准适用于固定污染源废气中氮氧化物的测定。
本标准的方法检出限为一氧化氮3mg/m3(以NO2计),二氧化氮3mg/m3;测定下限为一氧化氮
12mg/m3(以NO2计),二氧化氮12mg/m3。
2 规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。
GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
HJ/T 76 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法(试行)
HJ/T 373 固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范
HJ/T 397 固定源废气监测技术规范
3 术语和定义
3.1 氮氧化物 nitrogen oxides
指固定污染源废气中以一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)形式存在的氮氧化物。
3.2 校准量程 calibration span
仪器的校准上限,为校准用标准气体浓度值(若多点校准则为校准用最高标准气体浓度值)。校准
量程(以下用C.S.表示)的选择要适当,所测气态污染物平均浓度应在C.S.的20%~100%之间,不得超
过C.S.。当测定低浓度的氮氧化物(NOx)时,为实现数据质量目标,不要选择过高的C.S.。C.S.应小
于或等于仪器的满量程。
3.3 零点漂移 zero drift
在测定前后,仪器对相同零气的测定结果的偏差与校准量程的百分比。
3.4 量程漂移 span drift
在测定前后,仪器对相同标准气体的测定结果的偏差与校准量程的百分比。
3.5 系统偏差 system bias
标准气体直接导入仪器主机进气口(直接测定模式)得到的测定结果与标准气体由采样管端导入仪
器(系统测定模式)得到的测定结果的偏差与校准量程的百分比。
4 方法原理
抽取废气样品进入主要由电解槽、电解液和电极(包括三个电极,分别称为敏感电极、参比电极和
对电极)组成的传感器。NO或NO2通过渗透膜扩散到敏感电极表面,在敏感电极上发生氧化或还原反
应,在对电极上发生还原或氧化反应。反应式如下:
与此同时产生极限扩散电流i。在一定的工作条件下,电子转移数Z、法拉常数F、气体扩散面积S、
扩散常数D和扩散层厚度ߜ均为常数,因此在一定范围内极限扩散电流i的大小与NO或NO2的浓度(ρ)
成正比。
5 干扰和消除
测定废气中的颗粒物和水分易在传感器渗透膜表面凝结,影响NO和NO2的测定。因而,本方法采
用滤尘装置、除湿冷却装置等对废气中的颗粒物和水分进行预处理,去除影响。
CO2、NH3、CO、SO2、H2、HCl、CH4、C2H4等气体会对NO和NO2的测定产生不同程度的干扰,
NO和NO2之间也会产生相互干扰,干扰显著的,应在仪器的计算程序中修正。
6 试剂和材料
6.1 一氧化氮、二氧化氮标准气体
有证环境标准气体,不确定度不大于2%,或目前所能达到的不确定度。检查示值误差和系统偏差
标准气体的浓度为40%~60%C.S.或等于C.S.。
6.2 氮气
纯度大于99.99%。
7 仪器和设备
7.1 定电位电解法氮氧化物测定仪
7.1.1 组成
定电位电解法氮氧化物测定仪(以下简称:仪器)的组成有:主机(含流量控制装置、抽气泵、
NO和NO2传感器等)、采样管(含滤尘装置和加热装置)、导气管、除湿冷却装置、便携式打印机等。
7.1.2 要求
(1) 具有显示采样流量的功能;
(2) 示值误差绝对值:≤5%(浓度<100μmol/mol时,≤5μmol/mol);
(3) 系统偏差绝对值:≤5%C.S.;
(4) 具有消除干扰的功能。
7.2 气体流量计
用于测定仪器的采样流量,测定范围和精度满足仪器采样流量要求。
7.3 标准气体钢瓶
配可调式减压阀、可调式转子流量计及导气管。
7.4 集气袋
用于气袋法校准仪器。
容积4 L~8 L,内衬材料应选用对被测成分影响小的惰性材料。
8 采样位置和采样点
采样位置和采样点的设置符合GB/T 16157、HJ/T 373和HJ/T 76的规定。仪器的采样管前端尽量靠近
排气筒中心位置。
9 分析步骤
9.1 量程校准
仪器按本标准 9.2 条的步骤测定标准气体,若示值误差符合 7.1.2 条(2)的要求,仪器可用。否则,
需校准。
校准方法:
(1) 气袋法:先用气体流量计校准仪器的采样流量。用标准气体将洁净的集气袋充满后排空,反复
三次,再充满后备用。按仪器使用说明书中规定的校准步骤进行校准。
(2) 钢瓶法:先用气体流量计校准仪器的采样流量。将配有减压阀、可调式转子流量计及导气管的
标准气体钢瓶与采样管连接,打开钢瓶气阀门,调节转子流量计,以仪器规定的流量,通入仪器的进气
口,仪器采样流量示值与规定值应保持一致。注意各连接处不得漏气。按仪器使用说明书中规定的校准
步骤进行校准。
9.2 测定
9.2.1 零点校准
(1) 按仪器使用说明书,正确连接仪器的主机、采样管(含滤尘装置和加热装置)、导气管、除湿
冷却装置,以及其它装置。
(2) 将加热装置、除湿冷却装置及其它装置等接通电源,达到仪器使用说明书中规定的条件。
(3) 打开主机电源,以清洁的环境空气或氮气为零气,进行仪器零点校准。
9.2.2 样品测定
零点校准完毕后,将仪器的采样管前端置于排气筒中,堵严采样孔,使之不漏气。待仪器示值稳定
后,记录示值,每分钟至少记录一次监测结果。取5min~15min平均值作为一次测定值。测定期间内,
为保护传感器,应每测定一段时间后,依照仪器使用说明书用清洁的环境空气或氮气清洗传感器。
9.3 测定结束
9.3.1 取得测定结果后,将采样管置于清洁的环境空气或氮气中,使仪器示值回到零点附近。
9.3.2 关机,切断电源,拆卸仪器的各部分连接,测定结束。
10 结果计算与表示
10.1 结果计算
NOx浓度等于NO浓度与NO2浓度之和,按下式计算以NO2计的标准状态(273K,101.325kPa)下的
质量浓度。
仪器示值以质量浓度表示时:
10.2 结果表示
氮氧化物的浓度计算结果只保留整数位。当浓度计算结果较高时,保留三位有效数字。
11 精密度和准确度
精密度和准确度测定中NO浓度均以NO2计。
11.1 精密度
(1) 六个实验室对浓度水平为100mg/m3、395mg/m3、1.02×103mg/m3的NO标准气体进行测定:
实验室内相对标准偏差分别为:0~1.7%,0.3%~1.4%,0.1%~0.7%;
实验室间相对标准偏差分别为:3.2%、2.0%、1.3%;
重复性限分别为:2.7mg/m3、9.2mg/m3、11.9mg/m3;
再现性限分别为:8.4mg/m3、20.5mg/m3、35.1mg/m3。
(2) 六个实验室对浓度水平为99mg/m3、201mg/m3、419mg/m3的NO2标准气体进行测定:
实验室内相对标准偏差分别为:0 ~1.6%,0~2.0%,0.2%~1.1%;
实验室间相对标准偏差分别为:3.5%、2.6%、1.8%;
重复性限分别为:2.7mg/m3、6.4mg/m3、8.2mg/m3;
再现性限分别为:8.4mg/m3、13.8mg/m3、19.7mg/m3。
(3) 六个实验室对某发电厂4#、6#机组排放废气中的NO浓度进行了同步测定。4#机组废气中NO浓
度为611mg/m3~646mg/m3,平均值631mg/m3;6#机组废气中为168mg/m3 ~193mg/m3,平均值178mg/m3。
实验室内相对标准偏差分别为:0.8%~2.4%,1.6%~4.3%;
实验室间相对标准偏差分别为:2.1%、4.9%;
重复性限分别为:35.5mg/m3、16.2mg/m3;
再现性限分别为:33.3mg/m3、22.2mg/m3。
(4) 六个实验室对某玻璃窑排放废气中的NO2浓度进行了同步测定。废气中NO2为170mg/m3~199
mg/m3,平均值183mg/m3。
实验室内相对标准偏差为:3.6%~12.8%;
实验室间相对标准偏差为:6.5%;
重复性限为:33.3mg/m3;
再现性限为:30.4mg/m3。
11.2 准确度
(1) 六家实验室分别对浓度水平为100mg/m3、395mg/m3、1.02×103mg/m3的NO标准气体进行了测定:
相对误差分别为:-4.1%~4.8%、-1.1%~3.2%、-1.4%~2.1%;
相对误差最终值分别为:2.5%±3.5%、1.6%±2.0%、1.1%±1.3%。
(2) 六家实验室分别对浓度水平为99mg/m3、201mg/m3、419mg/m3的NO2标准气体进行了测定:
相对误差分别为:-4.1%~0、-1.5%~3.7%、-2.6%~2.0%;
相对误差最终值分别为:2.7%±3.1%、2.2%±2.3%、1.5%±1.8%。
12 质量保证和质量控制
12.1 仪器应按期送国家授权的计量部门进行检定。
12.2 仪器的各组成部分应连接牢固,测定前后应检查气密性,可堵紧进气口,若仪器的采样流量示值
2min 内降至零,表明气密性合格。
12.3 测定前按本标准 9.2 条的步骤测定零气和 NO/NO2 标准气体,计算测定的示值误差,并检查仪器的
系统偏差,若示值误差和/或系统偏差不符合 7.1.2 条(2)和(3)的要求,应查找原因,并进行相应的
修复维护,直至满足要求后方可开展监测。
12.4 测定后按本标准 9.2 条的步骤测定零气和 NO 标准气体,计算测定的示值误差,并检查仪器的系统
偏差。若示值误差和系统偏差符合 7.1.2 条(2)和(3)的要求,判定本次样品的测定结果有效;否则,
判定本次样品的测定结果无效。
12.5 每个月至少进行一次测定前后的零点漂移、量程漂移检查。零点漂移、量程漂移均应处于±3%C.S.
之内(当校准量程≤200μmol/mol 时,应处于±5.0%C.S.之内)。否则,应及时对仪器进行校准维护。
12.6 进入定电位电解法传感器的气体温度不高于 40℃。
12.7 应选择抗负压能力大于排气筒负压的仪器,避免仪器采样流量减少,导致测试结果偏低或无法测出。
12.8 定电位电解传感器的使用寿命一般为 1~2 年,到期后应及时更换。在校准传感器时,若发现其动态
范围变小,测定上限达不到满度值,或在复检仪器校准量程时,示值误差超过 7.1.2 条(2)的指标,......
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