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煙氣含濕量檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-24 00:29:18 更新時(shí)間：2025-07-23 00:29:19

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

煙氣含濕量檢測(cè)

煙氣含濕量，通常指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（273K, 101.325kPa），單位體積干煙氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量（單位：g/m3），或表示為煙氣中水蒸氣體積占煙氣總體積的百分比（%）。它是固定污染源廢氣監(jiān)測(cè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，直接影響污染物濃度計(jì)算的準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確測(cè)定煙氣含濕量對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)、污染源排放評(píng)估、治理設(shè)施效率核算以及滿足環(huán)保法規(guī)要求至關(guān)重要。由于水分的存在會(huì)稀釋煙氣，若忽略或測(cè)量不準(zhǔn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)測(cè)的顆粒物、二氧化硫、氮氧化物等污染物濃度低于實(shí)際值，造成排放達(dá)標(biāo)假象。因此，在開展固定污染源廢氣中任何污染物濃度監(jiān)測(cè)前，必須首先精確測(cè)定煙氣的含濕量。

檢測(cè)項(xiàng)目

煙氣含濕量檢測(cè)的核心項(xiàng)目即為確定單位體積干煙氣中所含的水蒸氣量。根據(jù)不同的計(jì)算需求和后續(xù)應(yīng)用，其結(jié)果通常以以下幾種形式之一表示：

體積百分比 (%V/V)：煙氣中水蒸氣體積占濕煙氣總體積的百分比。這是最直觀的表達(dá)方式之一。
質(zhì)量濃度 (g/m3)：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單位體積（立方米）的干煙氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量（克）。
摩爾分?jǐn)?shù)：水蒸氣摩爾數(shù)與濕煙氣總摩爾數(shù)之比。
絕對(duì)濕度 (kg/kg干空氣)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量干空氣（或干煙氣）中所含有的水蒸氣質(zhì)量（較少用于煙氣監(jiān)測(cè)報(bào)告）。

檢測(cè)儀器

煙氣含濕量的測(cè)定主要依賴于以下幾種專用儀器設(shè)備：

干濕球法煙氣濕度測(cè)定儀：
- 核心部件：干球溫度計(jì)、濕球溫度計(jì)（包裹濕潤紗布）、抽氣泵、流量計(jì)。
- 原理：利用濕球表面的水分蒸發(fā)吸熱導(dǎo)致濕球溫度低于干球溫度的特性，通過測(cè)量干、濕球溫度差及煙氣壓力，依據(jù)熱力學(xué)公式計(jì)算含濕量。
冷凝法煙氣含濕量測(cè)定裝置：
- 核心部件：帶有保溫或冷卻功能的冷凝器（如冰水?。煔獠蓸庸?、干燥管（硅膠或其它干燥劑）、抽氣泵、溫度計(jì)、壓力計(jì)、流量計(jì)、冷凝水收集器和稱量設(shè)備。
- 原理：抽取一定體積的濕煙氣，使其通過冷凝器，其中的水蒸氣被冷凝成水收集起來。通過測(cè)量冷凝水的質(zhì)量、抽取的煙氣體積（換算到標(biāo)態(tài)）以及冷凝器出口的飽和水蒸氣分壓，計(jì)算煙氣含濕量。
阻容法/電容法煙氣濕度儀：
- 核心部件：基于高分子薄膜或氧化鋁等材料的濕敏傳感器探頭。
- 原理：利用濕敏材料吸濕后其電阻或電容值發(fā)生變化的特性，通過測(cè)量電學(xué)參數(shù)的變化來推算水蒸氣分壓或相對(duì)濕度，再結(jié)合煙氣溫度和壓力計(jì)算含濕量。
重量法：
- 核心部件：裝有高效干燥劑（如高氯酸鎂、硅膠）的U型管或吸收管、抽氣泵、流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)、精密天平。
- 原理：抽取一定體積的濕煙氣通過裝有干燥劑的吸收管，煙氣中的水分被干燥劑吸收。通過稱量吸收管在吸收水分前后的質(zhì)量差，結(jié)合抽取的煙氣體積（換算到標(biāo)態(tài)），計(jì)算含濕量。

檢測(cè)方法

依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，常用的煙氣含濕量檢測(cè)方法主要有：

主要煙氣含濕量檢測(cè)方法比較
方法名稱	主要原理	適用標(biāo)準(zhǔn)	特點(diǎn)
干濕球法	測(cè)量流過濕紗布表面的煙氣造成的干、濕球溫度差	HJ 836-2017 《固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測(cè)定重量法》附錄 / GB/T 16157-1996（參考）	操作相對(duì)簡(jiǎn)便、快速、便攜；適用于中低濕度和溫度不太高的場(chǎng)合；對(duì)煙氣流速和清潔度有一定要求。
冷凝法	抽取定量煙氣冷凝其水分，稱重冷凝水	GB/T 16157-1996 《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》	原理直觀，被視為經(jīng)典和較準(zhǔn)確的方法；設(shè)備較復(fù)雜，操作步驟多，耗時(shí)長；適用于各種工況，尤其高濕、高溫?zé)煔狻?/td>
重量法	抽取定量煙氣通過干燥劑，稱重干燥劑增量	GB/T 16157-1996 (作為冷凝法的替代或驗(yàn)證)	準(zhǔn)確度高；操作繁瑣，干燥劑需充分干燥和精確稱量；對(duì)采樣流量控制要求高；易受干燥劑飽和影響。
阻容/電容法	利用濕敏元件電學(xué)特性變化	儀器廠家方法 / 需定期用標(biāo)準(zhǔn)方法校準(zhǔn)	響應(yīng)快，可在線或便攜測(cè)量；操作簡(jiǎn)便；傳感器易受煙氣中腐蝕性氣體、油污、粉塵污染或損壞；需頻繁校準(zhǔn)。

具體操作流程（以最常用的冷凝法和干濕球法為例）：

冷凝法：
1. 檢查并清潔冷凝器及連接管路。
2. 在冷凝水收集瓶中裝入適量水，記錄初始質(zhì)量或體積（若為刻度瓶）。
3. 將采樣管插入煙道測(cè)孔，確保采樣嘴背對(duì)氣流方向預(yù)熱。
4. 連接好冷凝裝置、干燥管、流量計(jì)和抽氣泵。
5. 啟動(dòng)抽氣泵，調(diào)節(jié)采樣流量至規(guī)定值（通常0.5-1.5 L/min）。
6. 開始采樣，記錄采樣開始時(shí)間、初始流量、冷凝器出口氣體溫度、煙氣壓力（動(dòng)壓、靜壓、計(jì)壓）、大氣壓等參數(shù)。
7. 采樣一段時(shí)間（通常20-30分鐘或累積足夠水量）后，停止采樣。記錄采樣結(jié)束時(shí)間、最終流量、冷凝器出口氣體溫度。
8. 取下冷凝水收集器，冷卻至室溫（若已冷卻），擦干外壁，稱重或讀取體積。
9. 根據(jù)冷凝水質(zhì)量、采樣累計(jì)體積（需換算為標(biāo)準(zhǔn)干煙氣體積）、冷凝器出口飽和水蒸氣分壓進(jìn)行計(jì)算。
干濕球法：
1. 檢查儀器，潤濕濕球紗布（使用蒸餾水），確保紗布清潔并緊密包裹。
2. 將儀器采樣管插入煙道測(cè)孔，背對(duì)氣流預(yù)熱數(shù)分鐘。
3. 啟動(dòng)抽氣泵，以儀器規(guī)定的恒定流速（如2.5 m/s）抽取煙氣。確保煙氣能充分流過干、濕球。
4. 待干球溫度和濕球溫度讀數(shù)穩(wěn)定（通常需要幾分鐘）后，記錄干球溫度（t_d）、濕球溫度（t_w）以及煙氣的絕對(duì)壓力（P_s）。
5. 根據(jù)公式或儀器內(nèi)置程序計(jì)算含濕量（通常需要濕球常數(shù)A）。