固定污染源廢氣 二氧化碳的測(cè)定 非分散紅外吸收法(征求意見稿)

中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)

HJ□□□-201□

固定污染源廢氣二氧化碳的測(cè)定

非分散紅外吸收法

Stationarysourceemission-Determinationofcarbondioxide

-Non-dispersiveinfraredabsorptionmethod

（征求意見稿）

前言

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，保護(hù)環(huán)

境，保障人體健康，規(guī)范固定污染源廢氣中二氧化碳的測(cè)定方法，制定本標(biāo)準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定固定污染源廢氣中二氧化碳的非分散紅外吸收法。

本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。

附錄A為資料性附錄。

本標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位：中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站、浙江省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心。

本標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證單位：山東省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、四川省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、廣西壯族自治區(qū)環(huán)

境監(jiān)測(cè)中心站、上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、沈陽市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站、天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心。

本標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境保護(hù)部201□年□□月□□日批準(zhǔn)。

本標(biāo)準(zhǔn)自201□年□□月□□日起實(shí)施。

本標(biāo)準(zhǔn)由環(huán)境保護(hù)部解釋。

ii

固定污染源廢氣二氧化碳的測(cè)定非分散紅外吸收法

1適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定固定污染源廢氣中二氧化碳的非分散紅外吸收法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于固定污染源廢氣中二氧化碳的測(cè)定。

本方法測(cè)定二氧化碳的檢出限為0.03%（0.6mg/m3），測(cè)定下限為0.12%（2.4mg/m3）。

2規(guī)范性引用文件

本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容引用了下列文件或其中的條款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本適

用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T16157固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定和氣態(tài)污染物采樣方法

HJ/T75固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）

HJ/T76固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法（試行）

HJ/T373固定污染源監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范

HJ/T397固定源廢氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語和定義

3.1

校準(zhǔn)量程calibrationspan

儀器的校準(zhǔn)上限，為校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值（若多點(diǎn)校準(zhǔn)則為校準(zhǔn)用最高標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度

值）。校準(zhǔn)量程（以下用C.S.表示）的選擇要適當(dāng)，所測(cè)氣態(tài)污染物平均濃度應(yīng)在C.S.的

20%~100%之間，不得超過C.S.。當(dāng)測(cè)定低濃度的二氧化碳（CO2）時(shí)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量目

標(biāo)，不要選擇過高的C.S.。C.S.應(yīng)小于或等于儀器的滿量程。

3.2

零點(diǎn)漂移zerodrift

在測(cè)量前后，儀器對(duì)相同零氣的測(cè)量結(jié)果的偏差與校準(zhǔn)量程的百分比。

3.3

量程漂移spandrift

在測(cè)量前后，儀器對(duì)相同濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體的測(cè)量結(jié)果的偏差與校準(zhǔn)量程的百分比。

3.4

采樣管路系統(tǒng)偏差systemdeviation

標(biāo)準(zhǔn)氣體直接導(dǎo)入儀器主機(jī)進(jìn)氣口（直接測(cè)定模式）得到的測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)氣體由采樣

管端導(dǎo)入儀器（系統(tǒng)測(cè)定模式）得到的測(cè)量結(jié)果的偏差與校準(zhǔn)量程的百分比或絕對(duì)誤差。

1

4方法原理

二氧化碳?xì)怏w對(duì)4.26μm波長(zhǎng)紅外輻射具有選擇性吸收，在一定范圍內(nèi)，吸收值與二氧

化碳的濃度遵循朗伯—比爾定律，根據(jù)吸收值確定樣品中二氧化碳的濃度。

5干擾及消除

本方法的儀器需配備水汽冷凝預(yù)處理系統(tǒng)，可有效去除樣氣中的水汽，消除水汽對(duì)非分

散紅外吸收法測(cè)定CO2氣體結(jié)果的干擾，預(yù)處理裝置應(yīng)符合GB/T16157中的具體要求；儀器

自帶濾波片及濾波氣室等可消除SO2、CO、NO等氣體對(duì)CO2測(cè)定的波譜干擾。

6試劑和材料

6.1二氧化碳標(biāo)準(zhǔn)氣體

有證標(biāo)準(zhǔn)氣體，不確定度不大于2%或目前所能達(dá)到的不確定度。檢查示值誤差和系統(tǒng)

偏差標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度為40%~60%C.S.或等于C.S.。

6.2氮?dú)?/p>

純度應(yīng)大于99.99%。

7儀器和設(shè)備

7.1非分散紅外吸收法二氧化碳?xì)怏w分析儀或者帶有該功能的多組分氣體分析儀（以下簡(jiǎn)

稱：儀器）。

7.1.1組成

儀器組件包括：主機(jī)（含流量控制裝置、抽氣泵、檢測(cè)器等）、采樣管（含濾塵裝置和

加熱裝置）、導(dǎo)氣管、除濕冷卻裝置等。

7.1.2要求

1）具有采樣流量顯示功能；

2）示值誤差絕對(duì)值：≤5%（相對(duì)誤差）；

3）系統(tǒng)偏差絕對(duì)值：≤5%C.S.；

4）具有消除干擾的功能。

7.2氣體流量計(jì)

用于控制儀器的采樣流量，測(cè)量范圍和精度滿足儀器采樣流量要求。

7.3標(biāo)準(zhǔn)氣體鋼瓶

配可調(diào)式減壓閥、可調(diào)式轉(zhuǎn)子流量計(jì)及導(dǎo)氣管。

7.4集氣袋

用于氣袋法校準(zhǔn)儀器。

容積4L～8L，內(nèi)襯材料應(yīng)選用對(duì)被測(cè)成分影響小的鋁塑復(fù)合膜、聚四氟乙烯膜等惰性

材料。

2

8采樣位置和采樣點(diǎn)

采樣位置和采樣點(diǎn)的設(shè)置符合HJ/T76、HJ/T373和GB/T16157等的規(guī)定。將儀器的采樣

管前端置于排氣筒中進(jìn)行抽氣測(cè)量，盡量靠近排氣筒中心位置或有代表性的位置。

9分析步驟

9.1系統(tǒng)氣密性檢查

儀器的各組成部分應(yīng)連接牢固，測(cè)試前后應(yīng)按照要求檢查儀器的氣密性，可堵緊進(jìn)氣口，

若儀器的采樣流量示值在2min內(nèi)降至零，表明氣密性合格。

9.2量程校準(zhǔn)

儀器按本標(biāo)準(zhǔn)9.3條的步驟測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)氣體，若示值誤差符合7.1.2條（2）的要求，儀器

可用。否則，需校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)方法：

1)氣袋法：先用氣體流量計(jì)校準(zhǔn)儀器的采樣流量。用標(biāo)準(zhǔn)氣體將潔凈的集氣袋充滿

后排空，反復(fù)三次，再充滿后備用。按儀器使用說明書中規(guī)定的校準(zhǔn)步驟進(jìn)行校

準(zhǔn)。

2)鋼瓶法：先用氣體流量計(jì)校準(zhǔn)儀器的采樣流量。將配有減壓閥、可調(diào)式轉(zhuǎn)子流量

計(jì)及導(dǎo)氣管的標(biāo)準(zhǔn)氣體鋼瓶與采樣管連接，打開鋼瓶氣閥門，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，

以儀器規(guī)定的流量，通入儀器的進(jìn)氣口，儀器采樣流量示值與規(guī)定值應(yīng)保持一

致。注意各連接處不得漏氣。按儀器使用說明書中規(guī)定的校準(zhǔn)步驟進(jìn)行校準(zhǔn)。

9.3測(cè)定

9.3.1零點(diǎn)校準(zhǔn)

1)按儀器使用說明書，正確連接儀器的主機(jī)、采樣管（含濾塵裝置和加熱裝置）、導(dǎo)

氣管、除濕冷卻裝置，以及其它裝置。

2)將加熱裝置、除濕冷卻裝置及其它裝置等接通電源，達(dá)到儀器使用說明書中規(guī)定

的條件。

3)打開主機(jī)電源，以清潔的環(huán)境空氣或氮?dú)鉃榱銡?，進(jìn)行儀器零點(diǎn)校準(zhǔn)。

9.3.2測(cè)定

把采樣管插入煙道采樣點(diǎn)位，以儀器規(guī)定的采樣流量連續(xù)自動(dòng)采樣，用煙氣清洗采樣管

道，抽取煙氣進(jìn)行測(cè)定，待儀器讀數(shù)穩(wěn)定后即可記錄分析儀讀數(shù)。采樣時(shí)間以及采樣頻次參

照GB/T16157、HJ/T75及HJ/T397的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

9.4測(cè)定結(jié)束、關(guān)機(jī)

測(cè)量結(jié)束后，將采樣管置于清潔的環(huán)境空氣或高純氮?dú)庵?，使儀器示值回到零點(diǎn)后關(guān)機(jī)。

3

10結(jié)果計(jì)算與表示

10.1結(jié)果計(jì)算

10.1.1排氣流量的計(jì)算

按照GB/T16157中7.1～7.5的規(guī)定測(cè)定排氣流速，按照GB/T16157中7.6的規(guī)定計(jì)算

3

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣流量Qsnd（m/h）。

10.1.2二氧化碳排放濃度計(jì)算

固定污染源廢氣中二氧化碳的濃度（g/m3）按下式計(jì)算：

44

3（）

ρ()CO2,/gm=××ω101

22.4

3

式中：ρ—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（273K，101.325kPa）下干煙氣CO2質(zhì)量濃度，g/m；

ω—監(jiān)測(cè)儀器顯示的被測(cè)氣體中二氧化碳體積濃度，%；

10.1.3二氧化碳排放速率的計(jì)算

GCOkgh,/=×ρQ×10?3（2）

()2snd

式中：G—二氧化碳排放速率，kg/h；

ρ—干排氣中二氧化碳濃度，g/m3；

3

Qsnd—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（273K，101.325kPa）下干排氣流量，m/h。

10.2結(jié)果表示

當(dāng)二氧化碳濃度小于10g/m3時(shí)，結(jié)果保留至小數(shù)點(diǎn)后1位，大于等于10g/m3時(shí)，保留

3位有效數(shù)字。

11精密度和準(zhǔn)確度

11.1精密度

6家驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室對(duì)濃度水平為1.02%（20g/m3）、9.94%（195g/m3）、20.0%（393g/m3）

的二氧化碳有證標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行了6次重復(fù)測(cè)定：

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：0.37%~0.93%，0.04%~0.14%，0.02%~0.11%；

實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：0.96%、2.6%、0.04%；

重復(fù)性限為：0.016%（0.3g/m3）、0.020%（0.4g/m3）、0.033%（0.6mg/m3）；

再現(xiàn)性限為：0.031%（0.6g/m3）、0.724%（14.2g/m3）、0.038%（0.7g/m3）。

6家實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)某電廠總排口排放煙氣、某水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾排放煙氣和某鋼鐵廠燒結(jié)

機(jī)窯頭排放煙氣實(shí)際樣品中二氧化碳濃度進(jìn)行了同步測(cè)定。其中某電廠總排口排放煙氣二氧

化碳濃度為12.9%~14.1%（253~277g/m3），平均值13.2%（259g/m3）；某水泥廠回轉(zhuǎn)窯尾

排放煙氣二氧化碳濃度為17.1%~18.0%（336~354g/m3），平均值17.7%（348g/m3）；某鋼

鐵廠燒結(jié)機(jī)窯頭排放煙氣二氧化碳濃度為5.66%~6.10%（111~120g/m3），平均值5.88%（116

g/m3）。

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：0.05%-0.12%，0.01%-0.20%、0.04%-0.13%；

實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為：3.4%、2.1%、3.2%；

4

重復(fù)性限為：0.037%（0.73g/m3）、0.058%（1.14g/m3）、0.016%（0.31g/m3）；

再現(xiàn)性限為：1.26%（24.7g/m3）、1.04%（20.4g/m3）、0.521%（10.2g/m3）。

11.2準(zhǔn)確度

6家實(shí)驗(yàn)室對(duì)二氧化碳濃度分別為5.01%（98.4g/m3）、15.1%（297g/m3）、20.0%（393

g/m3）的有證標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行測(cè)定：

相對(duì)誤差分別為：-1.9%~2.0%，-1.4%~1.7%，-0.08%~0.06%；

相對(duì)誤差最終值為：-0.17%±2.64%，-0.10%±2.1%，0.02%±0.10%。

12質(zhì)量保證與質(zhì)量控制

12.1儀器及部分輔助儀器設(shè)備如大氣壓計(jì)、溫度計(jì)等必須經(jīng)有關(guān)計(jì)量檢定單位檢定合格，

且在檢定有效期限內(nèi)。

12.2儀器抗負(fù)壓能力應(yīng)大于煙道負(fù)壓，避免儀器采樣流量減少，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低或無法

測(cè)出。若二氧化碳測(cè)定儀器本身無法克服煙道負(fù)壓，則需用另一臺(tái)功率較大的泵將延期抽出，

從旁路采樣。

12.3測(cè)定前按本標(biāo)準(zhǔn)9.3條的步驟測(cè)定零氣和CO2標(biāo)準(zhǔn)氣體，計(jì)算測(cè)定的示值誤差，并檢

查儀器的系統(tǒng)偏差，若示值誤差和/或系統(tǒng)偏差不符合7.1.2條（2）和（3）的要求，應(yīng)查找

原因，并進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)維護(hù)，直至滿足要求后方可開展監(jiān)測(cè)。

12.4測(cè)定后按本標(biāo)準(zhǔn)9.3條的步驟測(cè)定零氣和CO2標(biāo)準(zhǔn)氣體，計(jì)算測(cè)定的示值誤差，并檢

查儀器的系統(tǒng)偏差，若示值誤差和系統(tǒng)偏差符合7.1.2條（2）和（3）的要求，判定本次樣

品的測(cè)定結(jié)果有效；否則，判定本次樣品的測(cè)定結(jié)果無效。

12.5每個(gè)月至少進(jìn)行一次測(cè)定前后的零點(diǎn)漂移、量程漂移檢查。零點(diǎn)漂移、量程漂移的絕

對(duì)值均應(yīng)小于3%C.S.。否則，應(yīng)及時(shí)對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)維護(hù)。

12.6每半年至少進(jìn)行一次用低（<20%C.S.）、中（40~60%C.S.）、高（80~100%C.S.）濃

度的標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)儀器線性校準(zhǔn)，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)氣體濃度值的相對(duì)誤差或絕對(duì)誤差應(yīng)符合

7.1.2條（2）的要求。

13注意事項(xiàng)

13.1測(cè)定前檢查除濕器和輸氣管路，并清潔采樣預(yù)處理器的顆粒物過濾裝置，必要時(shí)更換

濾料。

13.2測(cè)試前應(yīng)檢查采樣管加熱系統(tǒng)是否正常工作。

13.3及時(shí)排空除濕裝置的冷凝水，防止影響測(cè)定結(jié)果。

13.4采氣流速的變化直接影響儀器的測(cè)試讀數(shù)，測(cè)定過程中做好隨時(shí)監(jiān)控。

13.5測(cè)定結(jié)果應(yīng)處于儀器校準(zhǔn)量程的20%~100%之間。

13.6確保儀器在規(guī)定的環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、煙氣溫度、煙氣濕度等條件下工作，具體參

照儀器使用說明書。

5

附錄A

（資料性附錄）

測(cè)量前后儀器性能審核結(jié)果

實(shí)驗(yàn)室名稱測(cè)定地點(diǎn)

儀器生產(chǎn)廠儀器型號(hào)、編號(hào)原理

校準(zhǔn)量程（C.S.）（%,mg/m3）氣體流量（L/min）

環(huán)境溫度（oC）環(huán)境壓力（kPa）相對(duì)濕度（RH%）

校準(zhǔn)氣體生產(chǎn)單位測(cè)定污染物名稱

測(cè)試人員測(cè)定日期年月日

表A-1示值誤差

校準(zhǔn)氣體測(cè)試前測(cè)試后

示值誤差%示值誤差%

濃度平均值測(cè)定值/平均值/

名稱測(cè)定值/Ai

AAi?AAi?

/AAAiA

iAiA

CO2

注：測(cè)定值A(chǔ)i是指標(biāo)準(zhǔn)氣體在直接測(cè)定模式下得到的測(cè)定結(jié)果

表A-2系統(tǒng)偏差

校準(zhǔn)氣體測(cè)定前測(cè)定后

測(cè)定值系統(tǒng)偏差%系統(tǒng)偏差%

測(cè)定值

名稱濃度

BA?BA?

AABBCS..CS..

AABB

零氣

CO2

注：1、測(cè)定值A(chǔ)是指標(biāo)準(zhǔn)氣體在直接測(cè)定模式下的測(cè)定結(jié)果。

2、測(cè)定值B是指標(biāo)準(zhǔn)氣體在系統(tǒng)測(cè)定模式下的測(cè)量結(jié)果。

3、C.S.為校準(zhǔn)量程值。

6

表A-3零點(diǎn)漂移和量程漂移

零點(diǎn)漂移量程漂移

%%

校準(zhǔn)量程漂校準(zhǔn)

校準(zhǔn)氣體日期時(shí)間零點(diǎn)漂移

零氣讀數(shù)量程標(biāo)準(zhǔn)氣體讀數(shù)移絕對(duì)量程

絕對(duì)誤差

ΔZ誤差ΔS

CS..CS..

名起始最終起始最終

濃度

ΔZ=?ZZi0Δ=SSSi?0

稱(Z0)(Zi)(S0)(Si)

CO2

注：起始表示測(cè)試前，最終表示測(cè)試后；C.S.表示校準(zhǔn)量程值。

7

目次

前言................................................................................................................................................ii

1適用范圍...................................................................................................................................1

2規(guī)范性引用文件.......................................................................................................................1

3術(shù)語和定義...............................................................................................................................1

4方法原理...................................................................................................................................2

5干擾及消除...............................................................................................................................2

6試劑和材料...............................................................................................................................2

7儀器和設(shè)備...............................................................................................................................2

8采樣位置和采樣點(diǎn)...................................................................................................................3

9分析步驟...................................................................................................................................3

10結(jié)果計(jì)算與表示.......................................................................................................................4

11精密度和準(zhǔn)確度.......................................................................................................................4

12質(zhì)量保證與質(zhì)量控制...............................................................................................................5

13注意事項(xiàng)...................................................................................................................................5

附錄A（資料性附錄）..................................................................................................................6

i

附表A-3零點(diǎn)漂移和量程漂移

零點(diǎn)漂移量程漂移

校準(zhǔn)氣體零點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)氣體測(cè)量量程

零氣測(cè)量值漂移量漂移量

漂移值漂移