测量燃烧源的颗粒物排放

[中文适用范围]： “执行摘要：从固定燃烧源中采样颗粒物 (PM) 的主要测量方法通常包括一个采样系统，该采样系统包括一个保持在各种高温下的加热过滤器@，然后是一系列用于收集材料的水性冲击溶液它在烟囱@内处于气相，但在进入大气后可以立即冷凝并形成PM。这两个部分通常被称为“可过滤的”（例如飞灰或催化剂细粉）和“可冷凝的”（例如硫酸@半挥发性有机物@或硫酸铵)@PM。自20世纪70年代初期@以来，EPA提出了多种确定燃烧源排放的PM的方法，这些方法都在本报告中进行了讨论。最初大部分注意力都集中在重点是测量可过滤的 PM，因为这种材料被认为构成了需要通过控制技术去除的 PM 排放的主要部分。EPA 方法及其变体的主要区别在于收集过滤器 @ 的温度，导致不同数量的材料积累过滤器（取决于烟气中存在的物质）。工作温度和对冷凝物累积影响的总结表明，当今采用的主要 PM 测量方法之间可能存在偏差。在针对细颗粒物引入国家环境空气质量标准 (NAAQS) 后，监管兴趣转向同时测量可冷凝部分（由空气动力学直径等于或小于 2.5 微米的 PM 组成）的方法。由于监管机构试图通过控制源排放来确保达到 PM 环境空气质量标准，因此准确测量这些排放变得非常重要。本文讨论了各种测试方法对可过滤性和可冷凝性 PM 产生偏差的技术基础。美国石油学会于 1997 年认识到这个问题的重要性，在对 PM 进行比较测试计划之前，开始对适当的测试方法进行审查。2.5 炼油厂排放源。使用传统的旋风分离器/过滤器/冲击器方法（EPA 方法 201A 和 202）以及新开发的稀释系统采样器进行测量。这种新型采样器旨在通过稀释烟气并与清洁的环境空气混合来代表大气条件，并在过滤器上收集所得的颗粒物，类似于环境空气采样中使用的过滤器。该程序的初步结果表明，旋风分离器/过滤器/撞击器方法具有显着的正偏差，夸大了可凝性 PM 的排放量，因为一些烟道气 SO2 在撞击器溶液中转化为硫酸盐 PM。该计划于 2000 年得到扩展，其他几个组织也参与其中：美国能源部@天然气研究所@加州能源委员会和纽约州能源研究与发展局。到 2004 年测试计划结束时，已经测量了十多个燃烧装置的排放量。这些研究证实了最初的发现，并证明稀释系统方法比过滤器/冲击器方法提供了更准确和可重复的排放数据。除了提供更准确的颗粒物排放数据之外，稀释系统还可以轻松提供一种根据金属和有机物含量对这些排放物进行化学表征的方法。发现燃气源的排放量明显低于使用传统测试方法获得的排放量。发现收集到的颗粒物主要由半挥发性有机物组成，没有任何多核芳烃或金属的显着贡献。催化裂化装置的排放主要是具有特征金属含量@硫酸@的催化剂粉末，以及较小程度的半挥发性有机物。虽然稀释系统采样已得到国家研究委员会和 EPA@ 委员会的认可，但采样设备目前尚未广泛使用。在此期间，我们提供了一系列替代方案，作为炼油厂资源运营商的指导。这些建议是： ?谨慎使用 EPA 方法 202；它存在严重的SO2 向硫酸盐转化引起的正偏差问题。虽然美国环保署认识到这一点@，但尚不清楚所有州和地方监管机构是否都认识到这一点。因此，确保这些机构在用于合规性测试时也意识到这种方法的缺陷非常重要。 ？ EPA 已接受方法 202 的修订版本，以最大限度地减少伪硫酸盐的形成，这似乎很有希望。然而，它尚未经过广泛的现场测试，燃烧排放物中 NH3 的存在可能会导致正测量偏差？燃气工艺加热器@锅炉@和内燃机的 PM 排放量可以通过仅收集可过滤 PM 的方法来充分确定。这得到了广泛测试的支持，表明这些来源的可冷凝部分可以忽略不计。 ？催化裂化装置的颗粒物排放可能最好单独处理，因为它们的运行特性差异很大，导致燃烧气体成分不同。 API 研究表明，与催化剂粉末和可冷凝硫物质（例如@硫酸和硫酸盐）相比，半挥发性有机物的排放量仅占很小一部分。因此，测量这些 PM 排放的谨慎方法是结合使用 EPA 方法 17 和受控冷凝采样系统来关注主要物种。” [外文原描述]： Since the inception of the Clean Air Act, the petroleum refining industry has been faced with the need to determine criteria pollutant emissions from combustion sources. While some of these species, such as NOx, SO2, and CO remain in the vapor phase during and after combustion and are relatively simple to measure, particulate matter (PM) measurements are much more challenging. This is because while some PM such as fly ash or catalytic cracking catalyst fines is clearly solid material that is readily collected and measured on a sampling filter, other species that may exist in the vapor phase during combustion can later condense into aerosols downstream from the combustion zone. This can occur before or after any control devices, depending upon the temperature and composition of the combustion gases. Consequently, it has been customary to refer to PM as being composed of two PM components, filterable and condensable, the relative amounts of each depending on the stack gas composition