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ppm和mg/Nm3怎么換算？

日期：2024-05-23 信息來源：本站

水泥行業大氣污染物，如NOx、SO2、NH3，排放限值的單位都是mg/Nm3，且基準O2含量10%。

很多儀器測量的大氣污染物單位都是ppm，如下圖。當然，一般儀器都可以將該單位設置為mg/Nm3。

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如果你拿到一個以ppm為單位的數據，該怎么換算為mg/Nm3嗎？

（1）ppm和mg/Nm3的換算

ppm是parts per million的簡稱，million的意思是百萬，所以ppm的意思是百萬分之一。
ppm并沒有單位，就是百萬分之一，可以是體積濃度，也可以是質量濃度。對于大氣污染物來說，一般是體積濃度。
mg/Nm3的意思是1 Nm3的氣體有多重(多少mg)。
需要知道1 Nm3氣體有多少摩爾(mol)；1 mol的氣體重量就是它的相對分子質量（摩爾質量,g/mol）；然后用摩爾數×相對分子質量，就能知道它的質量了(g)。
其中，1 mol任意氣體的體積在標況下都是22.4 L【注意是標況下】。1 Nm3的氣體體積=1000 L，相當于1000/22.4 = 44.64 mol。這對于所有氣體都是適用的，也就是1 Nm3的NO是44.64 mol，1 Nm3的SO2也是44.64 mol。
氣體的相對分子質量就是各個原子的相對原子質量的總和。比如NO的 相對分子質量就是，N的相對原子質量14+O的相對原子質量16=30。意思是1 mol NO的重量是30 g。
這樣一來，我們就能求出來1 Nm3的NO的重量：1000/22.4×30 = 1339 g/Nm3。
那么1 ppm的NO，意思是1 Nm3的煙氣中NO只占了一百萬分之一，也就是1/100萬 Nm3。1/100萬Nm3的NO的重量：1/100萬×1000/22.4×30 ×1000 = 1.339 mg/Nm3。
公式里面第1個1000的意思是1 Nm3= 1000 L；第二個1000 的意思是1 g=1000 mg。兩個1000相乘就是100萬。
也就是除了100萬，又乘了100萬，等于1。
所以簡單來說，1 ppm NO = NO的相對分子質量/22.4 = 30/22.4= 1.339 mg/Nm3。
同理，1 ppm NO2= NO2的相對分子質量/22.4=46/22.4=2.05 mg/Nm3；
1 ppm SO2 = SO2的相對分子質量/22.4 = 64/22.4 = 2.857 mg/Nm3;
1 ppm NH3 = NH3的相對分子質量/22.4 = 17/22.4 = 0.759 mg/Nm3。
如果測出來的煙氣中NO含量為100 ppm，那么換算為mg/Nm3就是133.9 mg/Nm3。
（2）NOx的特殊性
對于SO2、NH3，按照以上計算都沒有問題，但是NOx卻不行。
原因在于，在大氣污染物排放標準里面NOx是以NO2計的，意思是煙氣中的NO、NO2都要看作NO2。
比如，1 ppm NO是1.339 mg/Nm3，這是以NO計的；如果以NO2計，就是NO2的相對分子質量/22.4 = 46/22.4 = 2.05。
跟1 ppm NO2是2.05 mg/Nm3一致。
所以，如果煙氣中有50 ppm的NO，10 ppm的NO2，折算為NOx是多少呢？
=(50+10)×46/22.4 = 123.2 mg/Nm3（以NO2計）
也就是只需要把NO和NO2的ppm數量相加，然后×2.05即可。
（3）O2的基準
水泥行業大氣污染物排放限值中O2基準是10%（有的行業是6%，有的是16%等等）。
基準O2含量10%的意思是，如果煙氣O2含量＜10%，那么折算到基準O2時就相當于給稀釋了下；反之，如果煙氣O2含量＞10%，那么折算到基準O2時就相當于給濃縮了下。
這樣一來，大家都在同一起跑線，防止有的企業為了降低污染物濃度，故意漏入空氣進去。
從這個層面來說，假如NOx的源頭濃度是一定的，無論你后面漏風有多大，最終煙囪排放的NOx數值都是不變的（折氧后）。
這也回答了很多企業的疑問，”SCR系統后，無論你怎么漏風，其實折算到基準O2含量下的NOx濃度是不變的“。
這個說法成立的前提有兩個，1）O2含量不能太高煙氣分析儀檢測的數據要準確，有的煙氣分析儀可能存在O2含量非常高的時候，檢測的偏差增大，尤其是O2含量接近空氣O2含量的時候；2）漏風起到的作用只是稀釋，不會影響NOx的生成和削減，假如是分解爐或者預熱器漏風，可能會影響到NOx源頭的數量。
比如，如果煙氣中有50 ppm的NO，10 ppm的NO2，煙氣O2含量為6%，那么折算到基準O2含量下的NOx排放濃度是多少呢？
=(50+10)×46/22.4×(21%-10%)/(21%-6%) = 90.4 mg/Nm3@10%O2.
有些標準里面還規定了干煙氣或者濕煙氣，如果是干煙氣，就需要考慮水分含量了。這里就不多說了。

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