固定污染源废气 二氧化碳的测定 非分散红外吸收法(征求意见稿)

中华人民共和国国家环境保护标准

HJ□□□-201□

固定污染源废气二氧化碳的测定

非分散红外吸收法

Stationarysourceemission-Determinationofcarbondioxide

-Non-dispersiveinfraredabsorptionmethod

（征求意见稿）

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，保障人体健康，规范固定污染源废气中二氧化碳的测定方法，制定本标准。

本标准规定了测定固定污染源废气中二氧化碳的非分散红外吸收法。

本标准为首次发布。

附录A为资料性附录。

本标准由环境保护部科技标准司组织制订。

本标准主要起草单位：中国环境监测总站、浙江省环境监测中心。

本标准验证单位：山东省环境监测中心站、四川省环境监测中心站、广西壮族自治区环

境监测中心站、上海市环境监测中心、沈阳市环境监测中心站、天津市环境监测中心。

本标准环境保护部201□年□□月□□日批准。

本标准自201□年□□月□□日起实施。

本标准由环境保护部解释。

ii

固定污染源废气二氧化碳的测定非分散红外吸收法

1适用范围

本标准规定了测定固定污染源废气中二氧化碳的非分散红外吸收法。

本标准适用于固定污染源废气中二氧化碳的测定。

本方法测定二氧化碳的检出限为0.03%（0.6mg/m3），测定下限为0.12%（2.4mg/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。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本适

用于本标准。

GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法

HJ/T75固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）

HJ/T76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/T373固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范

HJ/T397固定源废气监测技术规范

3术语和定义

3.1

校准量程calibrationspan

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.。当测定低浓度的二氧化碳（CO2）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。

3.2

零点漂移zerodrift

在测量前后，仪器对相同零气的测量结果的偏差与校准量程的百分比。

3.3

量程漂移spandrift

在测量前后，仪器对相同浓度标准气体的测量结果的偏差与校准量程的百分比。

3.4

采样管路系统偏差systemdeviation

标准气体直接导入仪器主机进气口（直接测定模式）得到的测量结果与标准气体由采样

管端导入仪器（系统测定模式）得到的测量结果的偏差与校准量程的百分比或绝对误差。

1

4方法原理

二氧化碳气体对4.26μm波长红外辐射具有选择性吸收，在一定范围内，吸收值与二氧

化碳的浓度遵循朗伯—比尔定律，根据吸收值确定样品中二氧化碳的浓度。

5干扰及消除

本方法的仪器需配备水汽冷凝预处理系统，可有效去除样气中的水汽，消除水汽对非分

散红外吸收法测定CO2气体结果的干扰，预处理装置应符合GB/T16157中的具体要求；仪器

自带滤波片及滤波气室等可消除SO2、CO、NO等气体对CO2测定的波谱干扰。

6试剂和材料

6.1二氧化碳标准气体

有证标准气体，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

纯度应大于99.99%。

7仪器和设备

7.1非分散红外吸收法二氧化碳气体分析仪或者带有该功能的多组分气体分析仪（以下简

称：仪器）。

7.1.1组成

仪器组件包括：主机（含流量控制装置、抽气泵、检测器等）、采样管（含滤尘装置和

加热装置）、导气管、除湿冷却装置等。

7.1.2要求

1）具有采样流量显示功能；

2）示值误差绝对值：≤5%（相对误差）；

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

用于控制仪器的采样流量，测量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4L～8L，内衬材料应选用对被测成分影响小的铝塑复合膜、聚四氟乙烯膜等惰性

材料。

2

8采样位置和采样点

采样位置和采样点的设置符合HJ/T76、HJ/T373和GB/T16157等的规定。将仪器的采样

管前端置于排气筒中进行抽气测量，尽量靠近排气筒中心位置或有代表性的位置。

9分析步骤

9.1系统气密性检查

仪器的各组成部分应连接牢固，测试前后应按照要求检查仪器的气密性，可堵紧进气口，

若仪器的采样流量示值在2min内降至零，表明气密性合格。

9.2量程校准

仪器按本标准9.3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。

9.3测定

9.3.1零点校准

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。

9.3.2测定

把采样管插入烟道采样点位，以仪器规定的采样流量连续自动采样，用烟气清洗采样管

道，抽取烟气进行测定，待仪器读数稳定后即可记录分析仪读数。采样时间以及采样频次参

照GB/T16157、HJ/T75及HJ/T397的有关规定执行。

9.4测定结束、关机

测量结束后，将采样管置于清洁的环境空气或高纯氮气中，使仪器示值回到零点后关机。

3

10结果计算与表示

10.1结果计算

10.1.1排气流量的计算

按照GB/T16157中7.1～7.5的规定测定排气流速，按照GB/T16157中7.6的规定计算

3

标准状态下干排气流量Qsnd（m/h）。

10.1.2二氧化碳排放浓度计算

固定污染源废气中二氧化碳的浓度（g/m3）按下式计算：

44

3（）

ρ()CO2,/gm=××ω101

22.4

3

式中：ρ—标准状态（273K，101.325kPa）下干烟气CO2质量浓度，g/m；

ω—监测仪器显示的被测气体中二氧化碳体积浓度，%；

10.1.3二氧化碳排放速率的计算

GCOkgh,/=×ρQ×10−3（2）

()2snd

式中：G—二氧化碳排放速率，kg/h；

ρ—干排气中二氧化碳浓度，g/m3；

3

Qsnd—标准状态（273K，101.325kPa）下干排气流量，m/h。

10.2结果表示

当二氧化碳浓度小于10g/m3时，结果保留至小数点后1位，大于等于10g/m3时，保留

3位有效数字。

11精密度和准确度

11.1精密度

6家验证实验室对浓度水平为1.02%（20g/m3）、9.94%（195g/m3）、20.0%（393g/m3）

的二氧化碳有证标准气体进行了6次重复测定：

实验室内相对标准偏差分别为：0.37%~0.93%，0.04%~0.14%，0.02%~0.11%；

实验室间相对标准偏差分别为：0.96%、2.6%、0.04%；

重复性限为：0.016%（0.3g/m3）、0.020%（0.4g/m3）、0.033%（0.6mg/m3）；

再现性限为：0.031%（0.6g/m3）、0.724%（14.2g/m3）、0.038%（0.7g/m3）。

6家实验室分别对某电厂总排口排放烟气、某水泥厂回转窑尾排放烟气和某钢铁厂烧结

机窑头排放烟气实际样品中二氧化碳浓度进行了同步测定。其中某电厂总排口排放烟气二氧

化碳浓度为12.9%~14.1%（253~277g/m3），平均值13.2%（259g/m3）；某水泥厂回转窑尾

排放烟气二氧化碳浓度为17.1%~18.0%（336~354g/m3），平均值17.7%（348g/m3）；某钢

铁厂烧结机窑头排放烟气二氧化碳浓度为5.66%~6.10%（111~120g/m3），平均值5.88%（116

g/m3）。

实验室内相对标准偏差分别为：0.05%-0.12%，0.01%-0.20%、0.04%-0.13%；

实验室间相对标准偏差分别为：3.4%、2.1%、3.2%；

4

重复性限为：0.037%（0.73g/m3）、0.058%（1.14g/m3）、0.016%（0.31g/m3）；

再现性限为：1.26%（24.7g/m3）、1.04%（20.4g/m3）、0.521%（10.2g/m3）。

11.2准确度

6家实验室对二氧化碳浓度分别为5.01%（98.4g/m3）、15.1%（297g/m3）、20.0%（393

g/m3）的有证标准气体进行测定：

相对误差分别为：-1.9%~2.0%，-1.4%~1.7%，-0.08%~0.06%；

相对误差最终值为：-0.17%±2.64%，-0.10%±2.1%，0.02%±0.10%。

12质量保证与质量控制

12.1仪器及部分辅助仪器设备如大气压计、温度计等必须经有关计量检定单位检定合格，

且在检定有效期限内。

12.2仪器抗负压能力应大于烟道负压，避免仪器采样流量减少，导致测试结果偏低或无法

测出。若二氧化碳测定仪器本身无法克服烟道负压，则需用另一台功率较大的泵将延期抽出，

从旁路采样。

12.3测定前按本标准9.3条的步骤测定零气和CO2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9.3条的步骤测定零气和CO2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、量程漂移的绝

对值均应小于3%C.S.。否则，应及时对仪器进行校准维护。

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

度的标准气体对仪器线性校准，测定值与标准气体浓度值的相对误差或绝对误差应符合

7.1.2条（2）的要求。

13注意事项

13.1测定前检查除湿器和输气管路，并清洁采样预处理器的颗粒物过滤装置，必要时更换

滤料。

13.2测试前应检查采样管加热系统是否正常工作。

13.3及时排空除湿装置的冷凝水，防止影响测定结果。

13.4采气流速的变化直接影响仪器的测试读数，测定过程中做好随时监控。

13.5测定结果应处于仪器校准量程的20%~100%之间。

13.6确保仪器在规定的环境温度、环境湿度、烟气温度、烟气湿度等条件下工作，具体参

照仪器使用说明书。

5

附录A

（资料性附录）

测量前后仪器性能审核结果

实验室名称测定地点

仪器生产厂仪器型号、编号原理

校准量程（C.S.）（%,mg/m3）气体流量（L/min）

环境温度（oC）环境压力（kPa）相对湿度（RH%）

校准气体生产单位测定污染物名称

测试人员测定日期年月日

表A-1示值误差

校准气体测试前测试后

示值误差%示值误差%

浓度平均值测定值/平均值/

名称测定值/Ai

AAi−AAi−

/AAAiA

iAiA

CO2

注：测定值Ai是指标准气体在直接测定模式下得到的测定结果

表A-2系统偏差

校准气体测定前测定后

测定值系统偏差%系统偏差%

测定值

名称浓度

BA−BA−

AABBCS..CS..

AABB

零气

CO2

注：1、测定值A是指标准气体在直接测定模式下的测定结果。

2、测定值B是指标准气体在系统测定模式下的测量结果。

3、C.S.为校准量程值。

6

表A-3零点漂移和量程漂移

零点漂移量程漂移

%%

校准量程漂校准

校准气体日期时间零点漂移

零气读数量程标准气体读数移绝对量程

绝对误差

ΔZ误差ΔS

CS..CS..

名起始最终起始最终

浓度

ΔZ=−ZZi0Δ=SSSi−0

称(Z0)(Zi)(S0)(Si)

CO2

注：起始表示测试前，最终表示测试后；C.S.表示校准量程值。

7

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...................................................................................................................................2

5干扰及消除...............................................................................................................................2

6试剂和材料...............................................................................................................................2

7仪器和设备...............................................................................................................................2

8采样位置和采样点...................................................................................................................3

9分析步骤...................................................................................................................................3

10结果计算与表示.......................................................................................................................4

11精密度和准确度.......................................................................................................................4

12质量保证与质量控制...............................................................................................................5

13注意事项...................................................................................................................................5

附录A（资料性附录）..................................................................................................................6

i

附表A-3零点漂移和量程漂移

零点漂移量程漂移

校准气体零点标准气体测量量程

零气测量值漂移量漂移量

漂移值漂移