🌿 固定源废气中的氨（NH₃）——手工吸收法

环境 PN-EN ISO 21877

概述

氨的排放在很大程度上来自农业、化学过程（如化肥生产）、发电厂、水泥厂以及带SCR和非SCR反应器的垃圾焚烧厂（氨逃逸）。ISO 21877:2019规定了测定工业装置（如燃烧装置或农业装置）废气中氨质量浓度的手工测量方法——采样和各种分析方法。该方法测定的是在采样温度下所有挥发性的、在吸收过程中解离生成铵离子的化合物——即气体中挥发性的氨含量。它是一种独立的测量方法（在EN 14181中称为标准参比方法），在现场试验中于标准状态下约8–65 mg/m³的范围内得到验证；下限由试验装置的运行工况决定，视采样时间和体积以及分析的检出限，该方法也可用于更低的浓度。它用于定期监测以及固定式氨自动测量系统的校准和验证（与ISO 17179相关联）。在波兰，该标准以PN-EN ISO 21877:2020-03施行。

方法原理

在规定的时间内以规定的流量从气流中抽取有代表性的样品；气体中有液滴时必须等速采样。探头加热到足以使液滴蒸发并且不发生水汽冷凝的温度；颗粒物由规定的过滤器截留——置于烟囱内（非等速采样时优先，因为无需单独加热）或置于烟囱外，此时须加热到设定温度。穿过过滤器的氨收集在用H₂SO₄酸化的吸收系统中（0.05 M溶液，NH₃浓度高时可提高浓度），采样后用标准第9章中的一种分析方法测定NH₄⁺的质量（按ISO 7150-1的分光光度法、按ISO 11732的流动分析CFA/FIA、按ISO 14911的离子色谱法）。气体体积用气量计测量；质量浓度为溶液中氨的质量（mg）与气体体积（m³）之商，NH₄⁺→NH₃的换算系数fN = 0.944。采样系统：进气口为钛、石英、硼硅玻璃或PTFE的加热式探头；石英平板滤膜；小流量时用两个带砂芯（孔径D1或更细）的鼓泡吸收瓶，大流量时用冲击式吸收瓶；泵、流量调节器、带温度计和压力计的气量计，可选干燥塔；所有部件耐腐蚀；通往洗气瓶的管线加热到比气体露点至少高15 K，并尽量缩短停留时间。存在半挥发性铵盐时，采样温度会影响气／固平衡；颗粒物的分析（总氨）不在标准范围之内。

应用领域

• 发电厂、水泥厂和垃圾焚烧厂SCR/SNCR装置之后氨逃逸（ammonia slip）的测定
• 化工厂（化肥生产）和农业装置的氨排放
• 固定式氨自动测量系统的校准和验证（ISO 17179、EN 14181）
• 为综合许可和排放申报所作的定期测量
• 在等速采样系统的旁路管线中与其他组分平行采样

关键参数

标准

标准编号

PN-EN ISO 21877:2020-03 (ISO 21877:2019)

标准名称（波兰语）

Emisja ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego amoniaku — Metoda manualna

标准名称（英语）

Stationary source emissions — Determination of the mass concentration of ammonia — Manual method

分步操作程序

1. 策划

   确定测量位置和测点（EN 15259）、有无液滴（→ 等速采样）、预期的NH₃浓度和采样时间，使NH₄⁺的质量超过分析的定量限。

2. 系统的组装

   装配加热探头、过滤器（置于烟囱内或加热）、两个装0.05 M H₂SO₄的洗气瓶、保护瓶、干燥塔（用干式气量计时）、泵、流量计和气量计；把通往洗气瓶的管线加热到比露点至少高15 K；检查气密性。

3. 采样

   在规定的时间内以规定的流量采样（等速采样时——用流量比恒定的旁路管线或不用旁路）；记录气量计上的体积、温度和压力。准备现场空白。

4. 样品的回收

   把两个洗气瓶的溶液分别倒入玻璃、PP或PE瓶，用去离子水冲洗过滤器之后的部件并合并冲洗液；由第二个洗气瓶所占的份额评定吸收效率。

5. 分析

   用所选方法（分光光度法、CFA/FIA或离子色谱法）对照标准曲线测定NH₄⁺，并考虑稀释和空白试验。

6. 计算

   计算NH₃的质量（fN = 0.944）、标准状态下气体的体积、以干气体计并经基准氧含量修正后的质量浓度（mg/m³）；编制不确定度预算（≤ 参比值的20 %）。

所需设备与仪器

试剂、培养基与耗材

职业健康与安全

• 硫酸溶液——保护眼睛和双手；采样后的溶液含有铵盐，并可能含有烟气中的酸性组分
• 加热的探头和过滤器有烫伤危险；在烟囱平台上作业须做好防坠落保护
• 气体中以及从不严密的采样孔逸出的氨刺激呼吸道——开启采样孔时须保护呼吸道

常见问题