Для количественной характеристики газообразных выбросов котлов используют объемные и массовые концентрации вредных веществ, а также их удельные или валовые (массовые) выбросы.
2.1 Объемные концентрации представляют собой отношение объема, занимаемого данным газообразным веществом, к объему всей газовой пробы. Объемные концентрации могут измеряться в % об или ppm. Единица измерения 1 ppm (part per million) представляет собой одну миллионную часть объема:
. (2.1)
Важным преимуществом измерения содержания газовых компонентов в объемных концентрациях является то, что объемные концентрации не зависят от давления и температуры среды и, следовательно, расчетные или опытные результаты газового анализа, выраженные в % об или ppm, не требуют приведения к каким-либо заданным условиям по температуре и давлению.
2.2 Массовые концентрации характеризуют количество (массу) данного вещества в одном кубическом метре продуктов сгорания. С их помощью оценивается содержание в продуктах сгорания как твердых, так и газообразных компонентов. Массовые концентрации измеряются в г/мили мг/м.
В отличие от объемной массовая концентрация зависит от давления и температуры среды, поэтому ее приводят в пересчете на нормальные условия (0 °С, 760 мм рт.ст. =101,3 кПа), для чего используется следующее выражение:
, (2.2)
где - массовая концентрация, полученная опытным путем при температуре и давлении газовой пробы.
2.3 Связь между объемными (ppm) и массовыми (г/м) концентрациями устанавливается следующим соотношением:
, (2.3)
где - коэффициент пересчета, равный
; (2.4)
- молярная масса -го вещества, г; - его молярный объем, л (в качестве первого приближения за может быть принят объем идеального газа, равный 22,41 л); - температура и - давление газовой пробы перед газоанализатором (последнее приравнивается к фактическому атмосферному давлению). Значения коэффициента пересчета приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Значения коэффициента пересчета для реальных газов
при нормальных условиях (0 °С; 101,3 кПа)
Вещества | Молярная масса | Молярный объем , л | Коэффициент пересчета |
30,0061 | 22,39 | 1,34·10 | |
| 46,0055 | 22,442 | 2,05·10 |
2.4 Для корректного сопоставления опытных и расчетных данных полученные массовые или объемные концентрации пересчитываются на стандартные условия*, в качестве которых приняты следующие: 1,4 в сухих дымовых газах при нормальных условиях [0 °С и 101,3 кПа (760 мм рт.ст.)].
________________
* ГОСТ Р 50831-95 "Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования".
В зависимости от применяемых методов измерения и расчетных методик определение содержания газовых компонентов производится во влажных или сухих продуктах сгорания. При этом под сухими продуктами сгорания (сухие газы) подразумеваются дымовые газы, в которых произошла конденсация образовавшихся в процессе горения топлива водяных паров из-за их остывания до температур ниже температуры насыщения. Поэтому для пересчета расчетных и опытных концентраций на стандартные условия используются разные формулы:
при пересчете концентраций , полученных для сухих газов, на стандартные условия () для сухих газов:
; (2.5)
; (2.6)