Ugrás a tartalomhoz

Környezettechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

2.8. Az emisszió meghatározása

2.8. Az emisszió meghatározása

A kibocsátás más néven emisszió meghatározása történhet méréssel, illetve műszaki számítással. A számítással történő meghatározás alapul veszi az anyagmérleget, a fajlagos és tapasztalati adatokat. Ez abban az esetben használható, ha nincs meg az a műszaki lehetőség, amellyel az emisszió meghatározás megoldható lenne. Gyakoribb és ma már egyre teljesebb körű az emisszió méréssel történő meghatározása. Ugyan az emisszió, mint fogalom főleg a levegőtisztaság-védelem területén terjedt el, de érdemes kiterjeszteni vízszennyezésre, zajszennyezésre is. A fejezeten belül elsősorban a levegőtisztaság-védelem körébe tartozó emissziómérésekkel foglalkozunk. Egyéb eszközök a víz, zaj-és egyéb közvetlen szennyezéssel foglalkozó méréstechnikai feladatnál is felhasználhatók.

2.8.1. A gázemisszió mérése

Egy gázelemző rendszer, egy folyamatos üzemi gázelemzés jó eredménye nem egyedül az adott gázelemző jóságától és pontosságától függ. Az elemzendő gáz megfelelő előkészítése, a mérési folyamat szakszerűsége lényeges előfeltétele a biztonságos gázelemzésnek és ennek alapján a vonatkozó technológiai folyamatrész megbízható kiértékelésének.

A gázemisszió-mérések lefolytatásának menete

  • a technológia, vagy művelet megismerése, adatgyűjtés, helyszíni szemle,

  • mérőhely kijelölése, mérőállás kialakítása,

  • mérési terv elkészítése,

  • mérőhely ellenőrzése,

  • méréshez szükséges eszközök és egyéb feltételek előkészítése, illetve biztosítása,

  • a mérőeszközök kihelyezése a mérőhelyre, mérőkörök összeállítása,

  • mérés.

Mindenfajta emissziómérésnél alapvető feladat a mérés ideje alatt az üzemvitel, illetve termelés figyelemmel kísérése, valamint az üzemviteli adatok pontos és alapos rögzítése és mellérendelése a mérési eredményekhez.

2.8.1.1. A mérés előkészítése

A) Gáz-mintavételi hely kiválasztása

A gázmintát a technológiai berendezés olyan helyéről kell venni, ahol a vizsgálandó gáz koncentráció a technológiai folyamat adott részének működését valóban jellemzi, és az üzemmenet változását gyorsan követi. Gázmintát lehetőleg a technológiai tisztító, portalanító berendezés után kell venni, így annak elemzés végetti tisztítása lényegesen könnyebb. A gáz-mintavételi szerelvény kezelési szempontból jól hozzáférhető legyen. Fontos irányelv az is, hogy az egész mintavételi rendszernek a leghidegebb pontja a gázhűtő legyen, hogy az utána következő csővezetékben és a mérő készülékben való kondenzátum képződése ne történjen meg. A csővezetéket kondenzátum befagyása ellen fűteni kell. Fontos irányelv a gázelemző felállítási helyére, hogy a gázelemzőt a mutatásbeli holtidő csökkenése miatt a gáz-mintavételi helyhez a lehető legközelebb kell felállítani.

Mint az irányelvből kiderül, a gázelemzőt nem célszerű a rendszerint távol felállított üzemi műszertáblába beépíteni. További irányelv, hogy a gázelemzőt átlagos, és lehetőleg állandó szobahőmérsékletű, rázkódásmentes helyiségben, vagy a szabadban lévő, a hőmérsékleti feltételeknek megfelelő szabadtéri épületben (szekrényben) kell elhelyezni. A felállítási hely hőmérséklete a gázelemző megengedett környezeti hőmérséklete a gázelemző megengedett környezeti hőmérsékletének értéktartományán belül kell legyen. Természetesen az elemzőt a sugárzó hőtől is óvni kell.

A porszűrő után technológiai berendezésből elemzésre vett minta az üzemi körülmények között , még nem alkalmas a gázelemzőbe való közvetlen bevezetésre. A jó mérési eredmény érdekében a gázt elő kell készíteni. Ez a következő műveleteket jelenti: a szilárd szennyezőket le kell választani, kondenzátumot ki kell csapni, valamint a helynek megfelelő nyomásviszonyokból ki kell a mintát elszívni. Lényeges, mint első feladat, a gáznak a porszűrése. A porszűrést a gázminta nedvességtartalmának megfelelő harmatponti hőmérsékletnél magasabb hőmérsékleten végezzük el. Ha nem így lenne, a kondenzátum a porral együtt a szűrő idő előtti eldugulását eredményezné.

A mérendő gázt – ha nedvességtartalma magas – hűtőn keresztül a nedvességtartalmától meg kell szabadítani. A mintavételi helyről szondán keresztül leszívott gáz – ez az adott térfogat-sebességű gáz – a mintavételi helytől a gázelemzőhöz a gázelőkészítési tartozékok és a csővezeték össztérfogatának a térfogatsebességgel való osztásából adódó időkéséssel érkezik. Ez az időkésés a szükségesnél nagyobb térfogat-se-bességű gázárammal csökkenthető. A gázelemzőket sok esetben a gáz-mintavételi helytől viszonylag távol állítják föl.

Ha ez a távolság például, mint esetünkben is az alkalmazandó csőnyomvonal hosszban például 25 m, akkor a szokványos 6 mm belső csőátmérő és 30 l/h térfogatsebesség esetében kb. 85 s. holtidő adódik. Ez azt jelenti, hogy a gázelemző ebben az esetben a technológiai folyamatban végbemenő változásokat csak ennyi holtidő eltelte után érzékelheti. Ha példa szerinti esetben a térfogatsebességet 300 l/h-ra növeljük, akkor a holtidő 8,5 s-ra csökken. Térfogatsebesség-növeléses holtidő-csökkentést úgy tudunk megvalósítani, hogy a gázmintát porszűrés és hűtés után például tízszeres térfogatsebességgel a gázelemző közvetlen közelében vezetjük, és ott az elemzéshez szükséges mennyiségű gáz elvétele után a felesleges gázt lefúvatjuk.

Természetesen az ilyen megoldás a gázelőkészítő egységek fokozott igénybevételével jár, és adott esetben ezeket nagyobb teljesítőképességgel kell méretezni, pl. porszűrők, gázhűtők. A mintavétel célja, hogy a vizsgálandó füstgázból olyan helyről és úgy vegyünk mintát, hogy az a legkisebb hibával tartalmazza az adott csatorna keresztmetszetben a mérni kívánt komponens koncentrációját. A mintavevő rendszer felépítése esetről-esetre változhat. A mérési feladat, és az ahhoz használt műszer szabja meg sok esetben az adott rendszerben alkalmazott elemeket.

A mintavételi szondát célszerű 12° lejtéssel a mintavételi helyre beépíteni. Anyagát célszerű Pirex üvegből, teflonból, rozsdamentes acélból választani. Ha a mintavételi tér nyomás alatt van, a mintavételi szonda után nyomáscsökkentőt kell alkalmazni.

B) Porszűrés

A gázelemző műszereknél igen fontos, hogy a mérendő gáz porszennyeződéstől mentes legyen. Ennek érdekében több lépcsős szűrést célszerű alkalmazni. Szűrés a mintavételi csatornában, amelynek durva szűrőanyaga keramikus henger.

  • Szűrés a falon kívül. Szokásos a szűrő fűtése is, hogy a kondenzátum-képződést megakadályozzák.

  • Szűrés a gázelemző bemenetén, hogy a gázvezeték falán lerakódott por és az áramló finom por ne károsítsa az elemzőt. Ez lehet papír vagy membrán szűrő. Fontos, hogy a beépített szűrők áramlási ellenállása kicsi legyen.

C) Nedvességleválasztás

A mérendő gázt több szempontból célszerű a nedvességtől megtisztítani, illetve a nedvességet leválasztani. A nedvesség a porral összecementeződik, meggátolva a gázáramlást. Egyes gázelemzők működését zavarja, a mérést pontatlanná teszi. (pl. Infravörös elven működő elemzők).

Nedvesség-leválasztásra a mérési rendszerben többféle módszer használatos, ezt mindig a mérendő komponens kémiai tulajdonságai alapján lehet eldönteni.

  • Kifagyasztásos módszer: a mintavételi rendszerben a szonda után helyezkedik el a gázhűtő.

A gázhűtők általában villamos üzemeltetésűek lehetnek, kompressziós vagy Peltier elven működők. A gázhűtő hőmérséklete +2 °C-ra beszabályozható. Ezen a hőmérsékleten a gáz gyakorlatilag száraznak tekinthető. A kiváló nedvesség a kondenzátum edényben felfogható. Ebből egyéb analitikai vizsgálatok elvégezhetőek. Ha a mérendő gázt szárító közegben vezetik keresztül ezek telítődését figyelembe kell venni.

D) Zavarókomponensekkiszűrése

A technológia ismeretében, adott mérendő komponenshez hozzárendelhető a megfelelő gázelemző. A célszerűen megválasztott mérőeszköz biztosítja a helyes reprodukálható mérést. A mérési elvet zavaró komponenst szűréssel, semlegesítéssel el tudjuk távolítani. A mintavételi rendszerek nagy része fix telepítésű, de terjednek a mobil mintavételi rendszerek is.

A fix telepítésű rendszernél az alapelrendezést figyelembe véve a cél az, hogy szennyezés-mentes gáz jusson a mérőkészülékhez, amely még reprezentálja a fő-gáz-áramban lévő alkotók koncentrációját. A kondenzátum kezelése céljából alkalmaznak a mintavételi helytől az analizátor kimenetéig végig harmatpont fölé fűtött rendszert, vagy a kondenzátumot a mintavételi helynél leválasztják a gázhűtővel.

A már száraz gázt vezetik a gázelemzőkbe. A mintavevő vezeték a mérendő komponenstől függően rozsdamentes acél, műanyag, teflon. Az agresszív gázoknak a legjobban a teflon áll ellen. A mintavevő vezeték belső szokásos átmérője 4–16 mm. Nagyrészt attól függ milyen távolságra és milyen mennyiségű gázt szükséges az analizátorokhoz szállítani.

E) A mintagáz szállítása

A gáz szállításra többnyire membrán szivattyút célszerű használni. a szivattyút el le-het helyezni a mintavételi szonda után, így a gáz „nyomva” kerül az analizátorig. Szokásos megoldás az is, ha a szivattyút a gázelemző után helyezzük el, így a rendszer szívott üzemben dolgozik.

A leszívott gázmennyiség ismerete fontos a gázelemzők beállításához. A mintavételi rendszer részét képezi a mennyiségmérő, illetve a jelző egység. Ez lehet gázóra, vagy rotaméter.

Hosszú vezetéknél a holtidő csökkentésére nagy térfogatáramot kell leszívni és ebből kell a rész-gázáramot a fölös mennyiség lefúvatása után a gázelemzőbe vezetni.

Lehetséges megoldás, hogy egy gázelemzőhöz több mintavételi helyről vezetik a gázt, megfelelő átkapcsolást vezérlő rendszer segítségével. Használatos megoldás az is, hogy amíg az egyik mintavételi hely mérése folyik, addig a következő mintavételi helyről már a szivattyú előszívja a mérendő gázt.

A mintavételi rendszerben a mérést végezhetjük folyamatosan működő analizátorral, vagy használhatunk szakaszos mintavevő készüléket. A gázelemzéshez különféle elveken üzemelő gázelemző készülékek használatosak (2.43. ábra).

2-43. ábra - Légszennyező anyagok mennyiségének mérésére szolgáló berendezések

Légszennyező anyagok mennyiségének mérésére szolgáló berendezések


2.8.1.2. Kiegészítő mérések és eszközök

A gázemisszió mérésnél a gázalkotók mérésén kívül az össz-kibocsátás megismeréséhez különböző méréseket szükséges elvégezni. Ezek közé tartozik a

A) Hőmérsékletmérés

A méréshez 0–1200 °C tartományban mérő készüléket célszerű alkalmazni, amely különböző benyúlási hosszú érzékelővel rendelkezik. Megengedett hiba: ±1%.

B) Gázmennyiségmérés

Az átáramló gázmennyiség ismerete több szempontból szüksége. A kibocsátás (emiszszió) megállapításához tudni akarjuk a zárt csatornában áramló gáz összmennyiségét. De szükséges ismerni a gáz és por méréshez leszívott rész-gázáram mennyiségét is. Ezekhez a feladatokhoz használhatunk lebegőtestes áramlásmérőt. Ennek lényege, hogy a mérendő mennyiség által kifejtett és vele meghatározott törvény szerint változó kitérő erő a rotaméter úszóját elmozdítja. Az elmozdulás mindaddig növekszik, amíg a mérőeszközben ébredő ún. kiegyensúlyozó erő (visszatérő erő) az egyensúlyt helyre nem állítja.

Ily módon az elmozduló rész kitérése a mért mennyiség függvénye, a mérőszám közvetlenül leolvasható. Mérhetjük az átáramló gáz mennyiségét nyomáskülönb-ség-mérés alapján mérő-peremmel, mérőtorokkal vagy Venturi csövekkel. De mérhetjük az áramló gáz mennyiségét térfogat-összegező műszerekkel. Ezek lehetnek turbinás áramlásmérők, gyűrűdugattyús áramlásmérők. Az adott mérési feladatokhoz kell rendelni a műszakilag megvalósítható és alkalmazható mérési eljárást.

C) Térfogatáram mérése (MSz 21853/2–76)

A mérést a szabvány alapján kell elvégezni, mégpedig úgy, hogy fel kell venni a mérési keresztmetszetben a mérési pontokat. Meg kell mérni a hordozógáz hőmérsékletét. A módszer Prandtl-csöves dinamikus nyomásmérésen alapszik. A feltétele, hogy a pd=di-namikus nyomás kisebb legyen, mint 9, 806 Pa. A Prandtl csövet az MSz 1709/2 írja le.

D) Gázelőkészítő egység

A gázelőkészítő egység a mérendő gáz tisztítását végzi főleg a por és vízgőz tartalmából. A gázelemzés nélkülözhetetlen része. Nem nélkülözhető a telepített és a mobil rendszerben sem. Fontos része a porleválasztó, a nedvességleválasztó. Gyakran szokás a gázminta leszívó szivattyúval szerelni.

E) Regisztráló és adatgyűjtő egység

A mért értékek rögzítése történhet vonalírón, pontírón és adatgyűjtő készülékkel. Lassú változású folyamatokhoz gazdaságosabb a pontíró regisztráló. A gyors változásokon átmenő folyamatokat vonalíróval, ezen belül is a nagyobb pontosságot, megbízhatóságot biztosító kompenzográffal célszerű jegyezni. A számítástechnika terjedésével a mérési folyamatok célszerű adatfeldolgozásával egyre több mérési feladathoz használható egy vagy több csatornás adatgyűjtő. Ez az egység a beérkező analóg jeleket (0–20 mA, 0–1 V) átalakítja, tárolja, esetleg kazettán, lemezen rögzíti. Ezek segítségével a számítógépes adatfeldolgozás megtörténhet. Elterjedtek a direkt érzékelő feldolgozó rendszerek is, ahol az érzékelő egység közvetlen kapcsolatban van a központi irányítású számítógéppel.

2.8.1.3. Gázelemzők ellenőrzése

A gázelemzők analitikai műszerek. Mérés előtt a készülékeket kalibrálni, hitelesíteni kell. A kalibrálás történhet elektronikusan vagy gázkeverékkel. Gyakoribb az az eset, hogy a beállítást gázkeverékkel végezzük el. Be kell állítani a „0” pontot. Erre a célra a mérendő komponenstől függően tiszta nitrogén (N2) vagy szintetikus levegőt használhatunk. A végpont beállítása (a méréstartomány utolsó harmadába eső érték) – a mérendő komponensek megfelelő – kevert gázzal lehetséges. A ma gyártott gázelemzők nagy része teljes méréstartományban lineárisan jelez ki. Ennek ellenére hasznos a készülékek egy méréstartományon belül, több ponton való kalibrálása. Kalibráló gázokat külföldi (Linde, BOC stb.) vagy a hazai gyártótól lehet beszerezni.

A mérési feladatoknál – gazdasági szempontok alapján – a fix telepítésű mérőrendszerek mellett terjedőben van a mobil építésű gázmérő rendszer. Előnye a gyors áttelepülési lehetőség új mérőhelyre, továbbá jelentős költségmegtakarítás a fix telepítésű mérőrendszerekkel szemben. Mérő és gáz-előkészítő eszközei hasonlóak az előzőekben leírtakhoz. A be-, illetve felépítésben van az eltérés. A mérőeszközöket tartalmazó egység lehet konténer, amit speciális kocsi szállít a kívánt mérőhelyre, vagy maga a mobil alvázra szerelt felépítmény foglalja magába a méréshez szükséges teljes mérőrendszert.

Ez állhat:

  • mintavevő rendszerből,

  • mérőrendszerből,

  • kiértékelő rendszerből.

Az energiaellátás lehet saját áramforrás vagy a 230 V 50 Hz-es telepített villamos hálózat. A műszerek beépítése a szállítás közbeni rázkódás elkerülése érdekében speciális kialakítást igényel. A mobil mérőrendszernek tartalmaznia kell a mérés előtti kalibráláshoz szükséges gázokat. A speciális igénybevétel miatt a teljes mobil mérőrendszert évente két alkalommal teljes kalibrálásnak, ellenőrzésnek szükséges alávetni.

2.8.1.4. Pormintavétel

A szilárd halmazállapotú tüzelőanyagok elégetésekor szálló pernye keletkezik, amely a tüzelőanyag éghetetlen, valamint el nem égett összetevőiből áll. A poremisszió jelentős részét az el nem égett apró szemcsézetű szálló koksz és a korom teszi ki.

A szálló pernye fajlagos mennyisége és szemcsefinomsága a rostélyszerkezet fajtájától, az alkalmazott huzat mértékétől, a tűztér terhelésétől, a hőhordozó fajtájától, valamint a tüzelési rendszertől függ. A szilárd halmazállapotú emisszió kétféle módon mérhető, folyamatosan vagy szakaszosan. Folyamatosan működő regisztráló műszerek rendszerint közvetett (villamos, optikai, izotópos) úton mutatják ki a gáz porkoncentrációját.

Szakaszos mérés esetén a leszívott rész-gázáram portartalmát szűrőpapír, membránszűrő vagy ciklon választja le. A mintavételi helyre vonatkozó követelmények megegyeznek a gázmérésnél leírtakkal. A gyakorlatban használt gravimetriás mintavevők működésének a lényege, hogy a zárt csatornában áramló főgázból gázmintát szívnak le, és ebből választják le a gáz portartalmát. A leválasztott anyagot tömeg szerint analizálják.

A) Ciklonos leválasztók

A ciklontesttel szerelt szondaszár porterhelés mérés során zárt csatornában van elhelyezve, és az izokinotikus sebességgel leszívott rész-gázáram portartalmát a csatornában uralkodó gáz hőmérsékletén választja le. A gáz effektív fajlagos porkoncentrációját a ciklonszondában felfogott pormennyiség és az átszívott gázmennyiség hányadosa adja meg.

B) Impaktoros leválasztók

A mérőfejbe belépő gáz portartalma aerodinamikai lépcsőkön keresztül a por szemcseméretétől függően frakciószerűen leválik. Így a különböző fokozatoknál kilépő és megmaradó (összegyűlő) pormennyiség kiértékelhető. Ismertek a 2–12 fokozatú impaktoros mintavevők, melyek a 0,4–12 µm tartományban választanak le. Szokás nagy porterhelésnél előimpaktort beépíteni.

C) Membránszűrős leválasztók

A vett gázmintából belső vagy külsőtéri leválasztással a szilárd szennyezőt a célnak megfelelő membránszűrőn választjuk le.

2.8.2. Műszaki előírások, szabványok alkalmazása

Gyakran felmerül a kérdés, hogyan mérünk jól? Szabványosan az előírások betartásával végezzük-e el a mérési feladatot? De további kérdés az is, hogy méréseink össze-vethetők-e más országok szabályozásával, mérési előírásaival. Ez a fejezet egy rövid áttekintést ad az egyes országok környezetvédelmi méréseinek szabályozásáról és a hazai előírásokról.

Az iparosodott Anglia az első államok közé tartozott, amely jogszabályt alkotott a levegőtisztaság védelmére. Igaz ehhez nagymértékben hozzájárult az 1952-es „Nagy Szmog”, mely több, mint 4000 emberéletet követelt. A követelményrendszert az 1956-os „Clean Air Act” foglalja össze, ahol rögzítik a fontosabb előírásokat, meghatározzák a gázemisszió fogalmát, előírják a kémények „füst” mérését, a városok füsttelenítését (füstmentes zóna, elektromos és gázfűtés bevezetése).

A Német Szövetségi Köztársaság erre vonatkozó szabályait 1974. augusztus 28-tól adta ki „Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft” (TA Luft) címmel.

Ausztria 1923. július 23-án adta ki az első levegőminőség javítására vonatkozó rendelkezéseit. Ez nemcsak a kén-dioxid emissziót szabályozta, hanem klórra, ammóniára és többféle gázra adott meg határértékeket. A rendelkezés érdekessége, hogy pl. kén-dioxid-ra áprilistól októberig és novembertől márciusig más kibocsátási értéket engedélyezett.

A magyar levegőtisztaság-védelemmel kapcsolatos jogi szabályozás és szabványosítás a hetvenes évek elején kezdődött. Ez időtől kezdve születtek meg a magyar emisszió méréssel kapcsolatos szabványok. A magyar szabványosítás a jóval előttünk álló Német Szövetségi Köztársaság által kidolgozott szabványokat (VDI) vette át, és dolgozta ki hazai használatra. Szabványos mérési módszereink megfelelnek a fejlett nyugati országok szabványainak. A különbségek szabályozásban, kötelezésben és határértékben mutatkoznak. Ezek a paraméterek pedig nagymértékben függnek egy ország gazdasági helyzetétől, ebből fakadó lehetőségeitől.

2.8.3. Mérési eljárások, elvek

A gázanalízisnél egy, két vagy több komponensből álló gáz (mérendő gáz) összetételét kell meghatározni. A gyakorlatban általában elégséges a keverék egyik komponense (mérendő komponens) koncentrációját meghatározni. Folyamatos gázanalizáláshoz vagy tisztán fizikai, illetve fizikai-kémiai, vagy pedig elektrokémiai eljárásokat használnak, amelyeknél a mérendő komponens koncentrációja elektromos mennyiséggé – általában egyenfeszültséggé vagy egyenárammá – van átalakítva.

A mért érték további feldolgozására (mutatás, jelzés, regisztrálás, szabályozás) a szokásos készülékek alkalmazható. A tisztán fizikai eljárások a gázok azon tulajdonságait használják ki, amelyekben a mérendő komponensek a többi komponenstől különböznek. A fizikai-kémiai eljárásoknál a fizikai effektus csak a mérendő komponens kémiai reakciója révén jön létre, az elektrokémiai reakcióknál pedig a mérőelektródán történő átalakulás révén. Megkülönböztetünk „nem specifikus” és „specifikus” effektusokat. Az előbbiek ugyan igen sokoldalúan felhasználhatók, azonban mindig biztosítani kell, hogy a mérendő komponens effektusának nagysága az előforduló egyéb komponensekétől erősen eltérjen. Specifikus effektusok kizárólag a meghatározandó komponenseknél lépnek fel.

2.8.3.1. Hővezetés elvén működő gázanalizátorok

Az alapul szolgáló, nem specifikus eljárásnál a gázok egymástól különböző hővezetőképességét használják ki. Hővezetéses készülékek akkor alkalmazhatók, ha egy bináris (két komponensből álló) keverékben a meghatározandó gáz hővezetőképessége a másik komponensétől eléggé eltér. A gázok levegőhöz viszonyított hővezetékessége az 2.44. ábrán látható.

2-44. ábra - Gázok vezető képessége levegő = 100 (100 °C-ra vonatkoztatva)

Gázok vezető képessége levegő = 100 (100 °C-ra vonatkoztatva)


Binárisnak vagy kvázibinárisnak tekinthetők a több, mint két komponensből álló keverékek is, ha a különböző kísérőgázok gyakorlatilag azonos hővezetőképességet mutatnak. Rendkívül nagy hővezetőképességgel működő mérőkomponensek – mint pl. a hidrogén – és elegendően nagy méréshatár esetében különböző hővezetőképességű kísérőgázoknál is felhasználható ez a mérési elv. Feltéve, hogy ezen gázok ingadozási tartománya, ill. az ezzel kapcsolatos hővezetőképesség-változások a kívánt mérési tolerancián belül maradnak. Ha egy test két pontja közül az egyik melegebb, a másik hidegebb, a melegebb a hidegebbnek a hővezetés révén hőt ad át. Ezáltal a melegebb részecske hőmérséklete csökken, a hidegebbé növekszik. Az egyes anyagok hővezetési tényezői nagymértékben különböznek egymástól.

Ha egy kamrába helyezett fémhuzalt hevítünk és a kamrán át gázt áramoltatunk, a hevített szál lehül. Villamos ellenállása ennek megfelelően csökken. Ha a gázáramlás lassú és a kamra kicsi, nem alakul ki örvénylő áramlás, és a fűtőszál mentén a konvekciós hőáramlás kismértékű. Lényeges azonban a hővezetés. Ezt használják ki a hővezetés-képesség mérésén alapuló gázelemző készülékekben. A fűtőszál ellenállása a hőmérsékletével összefügg, utóbbi pedig azzal, hogy milyen mennyiségű hőt vezetett el a szál mentén áramló gáz. Ez a mennyiség tehát a gázelegy hővezető-képessé-gével arányos. A mérőkapcsolás egy stabiltáplálású, négy azonos minőségű vékony platina huzalból összeállított Wheatston-híd.

A korrózió és katalitikus gyújtás ellen vékony kapilláris üvegcsövekkel védett huzalok hengeres kamrákban vannak elhelyezve. Ha két egymással szembefekvő mérőkamrán a mérendő gáz, a másik kettőn pedig egy összehasonlító gáz áramlik át, úgy felbillen a híd egyensúlya és az átlójába kapcsol műszer a mérendő komponens koncentrációjával arányosan kitér. Normál esetben az összehasonlító gáz zárt kamrákban van. Áramló összehasonlító gázt akkor alkalmaznak, ha a fent nevezett feltételek az illető mérés esetében nem állnak fenn. ekkor egy előreakció útján az összehasonlító oldalon eltávolítják a mérendő komponenst a mérendő gázból, úgyhogy a mérő és az összehasonlító oldal csak a mérendő komponensben különbözik egymástól. Ezen a módon gyakran bonyolult gázkeverékek analízise is lehetséges. Mivel a gázok hővezető-képessége a hőmérséklettől is függ, ezért a kamrák egy termosztátban vannak elhelyezve.

2.8.3.2. Paramágneses elven működő gázanalizátorok

A gázoknak mágneses tulajdonsága is van. Egyes gázokat mágneses erőtér vonz, másokat taszít. Ennek mértékét a mágneses szubszceptibilitással fejezik ki. Az oxigén mágneses szuszceptibilitása a többi gázokéhoz viszonyítva igen nagy értékű.

Az oxigént a mágneses tér vonzza. Az ilyen tulajdonságú anyagokat paramágnesesnek nevezzük, azokat pedig, amelyeket a mágneses erőtér taszít, diamágnesesnek. Az oxigén paramágneses tulajdonságokkal rendelkezik, míg az összes, a technikában előforduló gázok (NO és NO2 kivételével) diamágnesesek. A mérendő gáz átáramlik egy gyűrűkamrán, amelynek a két oldala egy vízszintes helyzetű csővel van összekötve. Ezen egy megcsapolt platina huzaltekercs van, amely egy Wheatstone-hídban helyezkedik el. A hidat konstans áram táplálja, úgy, hogy a platinatekercs fel van fűtve. Az összekötő cső baloldala egy állandó mágnes mezőjében van.

Ha a gyűrűkamrán oxigént tartalmazó gáz áramlik át, úgy a paramágneses oxigénmolekulákat a mágnes maga felé vonzza, és ezek a fűtőszálnál felmelegednek. Mivel a paramágnesesség hőmérséklet növekedésével csökken, így ez a hatás a cső hidegebb bal oldalán nagyobb, mint a jobb oldalán. A keresztcsőben balról jobbra „mágneses szél” alakul ki, amely az első platinatekercset annál jobban lehűti, minél nagyobb mérendő gázban az O2-rész. Ezzel a híd kibillen az egyensúlyi állapotából és az O2 koncentrációjával arányos diagonálfeszültség keletkezik. A jelenség hőmérsékletfüggősége miatt a mérőkamrák és a mágnes állandó hőmérsékleten vannak tartva.

2.8.3.3. Infravörös elven működő gázanalizátorok

Egy további, igen sajátságos és nagyon sokoldalúan alkalmazható mérési eljárás azt a jelenséget használja ki, hogy a heteroatomos (különböző atomokból álló) gázok az infravörös sugárzást éles, minden egyes gáz esetében jellegzetes sávokban elnyelik. A gázok a fénysugarakat legnagyobbrészt áteresztik. Az infravörös sugarak elnyelése függ az infravörös sugarak hullámhosszától, a gázok fajtájától, valamint a gázréteg vastagságától. A maximális értékek minden gáz esetén más helyen vannak, és azonos vastagságú gázrétegre más és más értékűek. Nincs két, egymástól különböző összetételű gáz, amelynek áteresztési görbéi azonosak lennének.

Az elemi gázoknak nincsenek abszorpciós tulajdonságaik. Az infravörös sugarakat mindenütt átengedik. Az infravörös gázelemzők tehát kizárólag vegyületek elemzésére alkalmasak. Sugárforrásul két egyforma, meghatározott fűtésű infravörös sugárzó szolgál, amelyek sugárzását egy motorikus hajtású blendekerék azonos fázisban modulálja. az egyik sugárzó modulált sugara az analizáló kamrán keresztül az egyik érzékelő kamrába jut, a másiké pedig az N2-töltésű összehasonlító kamrán keresztül az előzővel azonos kiképzésű másik érzékelő kamrába. Az összes részek infravörös sugarakat átbocsátó ablakocskákkal vannak lezárva.

Az érzékelőkamrák, amelyeket egy membránkondenzátor választ el egymástól, mindenkor azzal a gázzal vannak töltve, amelynek a koncentrációját mérni akarjuk, tehát infravörös sugárzást csak a mérendő komponens sávjaiban képesek elnyelni. Ha az analizáló kamrán átáramlik a mérendő gáz, úgy az infravörös sugárzás egy része már ott elnyelődik. Ezáltal az érzékelőkamra kisebb mértékben melegszik fel, mint az összehasonlító ágban lévő kamra, amelybe a gyengítetlen sugárzás lép be. A moduláció ütemében ingadozó kamrák közti hőmérsékletkülönbség a mérendő komponens koncentrációjától függ. Ez a kondenzátormembrán meghajlítása révén modulált kapacitásváltozást okoz, és ezzel egy ellenálláson a váltakozó feszültség megváltozását. Ez egy szelektív mérőerősítő egyenárammá alakítja. Amennyiben a mérendő gáz olyan komponenseket tartalmaz, amelyek elnyelési sávjai a mérendő komponenséivel átlapolják egymást, úgy az analizáló és az összehasonlító kamra előtt azonos, a zavaró komponenssel töltött szűrőkamrák helyezhetők el, s ezáltal megnövelhető a mérendő komponensre vonatkoztatott szelektivítás (pozitív szűrés). A negatív szűrésnél, amelyet az egymást erősebben átlapoló elnyelési sávok esetében alkalmaznak, a mérendő gáz a mérőküvetta mindkét oldalán átáramlik, míg a csak az összehasonlító oldalon lévő szűrőküvetta a mérendő komponenssel van megtöltve, amely koncentrációja úgy van meghatározva, hogy csak a zavaró komponens által fedett részt nyeli el. Ezáltal a zavaró befolyás a mérő-és az összehasonlító oldalon azonos mértékben lép fel, s így mérést nem befolyásolja.

További lehetőséget nyújt a zavaró komponensek kiszűrésére az az elrendezés, amelynél ugyanúgy, mint a negatív szűrésnél, a mérőküvetta mindkét felén átáramlik a mérendő gáz, azonban a mérő és az összehasonlító oldal közé egy abszorbeáló anyag van iktatva, amely a mérendő komponenst a gázból eltávolítja, s így a zavaró komponens azonos mértékben hat mindkét érzékelő kamrára, és ezzel saját magát kompenzálja.

2.8.3.4. Ultraibolya sugárzás elve alapján működő gázanalizátorok

A gázok és gőzök kémia szerkezetüktől függően nyelnek el elektromágneses sugarakat. Néhány gáz azonban többet nyel el az ultraibolya sugárzásból, mint másokból. Az UV hullámhossztartományban jelentősen elnyel a nitrogénoxid, a kén-dioxid.

2.8.3.5. Kemilumineszcencia elvén működő gázelemzők

Az egyes gázok más anyagokkal alacsony hőmérsékleten reakciójuk során lumineszkáló fényt bocsátanak ki. A fény intenzitása a gázalkotó mennyiségével összefüggésbe hozható. A kemilumineszenciás meghatározási módszer azon alapszik, hogy pl. az NO ózonnal (O3) reagálva nitrogén-oxidot (NO2) és oxigént (O2) eredményez. A keletkező nitrogén-oxid molekulák kb. 10%-a gerjesztett állapotba kerül (NO2x). A gerjesztett állapotból azonnal átmenet történik a nem gerjesztett nitrogén-oxid állapotba, ezt az átmenetet fotonemisszió kíséri.

A reakciók a következők:

NO+O3 → NO2x +O2, NO2x → NO2 + h

ahol:

h – Plank állandó,

Mivel a nitrogén-monoxid és az ózon a reakciókamrába keveredik, a kemilumineszenciás reakció olyan fényemissziót eredményez, amely a nitrogén-monoxid koncentrációjával egyenesen arányos. Ezt az emissziót a fotoelektron sokszorozó cső és a hozzá tartozó elektronikus áramkörök mérik.

2.8.3.6. Elektrokémiai elven működő gázelemzők

A műszaki fejlesztés eredménye, hogy az utóbbi évtizedben megjelentek a galváncellára épülő gázelemző készülékek is. Ezek a fejlesztések az ionszelektív szilárd-test-elektródok, szelektív membránok, szilárd szerves és szervetlen elektrolitok területén születtek. Igen nagy tömegben való gyártásuk olcsó árakat is eredményezett. A feszültségmérés elvén működő gázelemzők elektrolit cellája szelektív membrán, amelyen át csak egyes ionok vagy gázmolekula fajták hatolnak át. A mérőcellában a mérendő gáz ionjai szolgáltatják a mérhető villamos áramot.

2.8.3.7. Villamos vezetőképesség elvén működő gázelemzők

Ha egy oldatba két különböző fémrudat helyezünk, arra egyenfeszültséget kapcsolunk, az oldatban levő ionok vezetést eredményeznek. Az alapelv alapján megvalósított gázelemzőben olyan folyadékot használnak, amely a gáz ismerni kívánt alkotójával kémiai reakció során egyesül. Az oldat vezetőképessége a meghatározni kívánt gázalkotó mennyiségével arányosan megváltozik. A mérés végeredménye arányos a meghatározni kívánt alkotó mennyiségével. Ezek a gázelemzők csak akkor tekinthetők szelektívnek, ha a vizsgálandó gázelegy alkotói minőségileg ismertek, és mennyiségileg csak az ismerni kívánt változik.

2.8.4. A gázemisszió gyakorlati meghatározása

A gázemisszió mérésnél meg kell ismerni azt a technológiát és a technológiákhoz tartozó berendezéseket, amelynek káros anyag kibocsátását, annak időbeli változását mérni kívánjuk. A technológia ismeretében fel kell tárni a mérendő szennyező anyagokat, és ennek alapján el kell készíteni a mérési tervet. A mérési terv fontos része a mérőhely kijelölése, a mérőeszközök kiválasztása és a méréshez szükséges feltételrendszer kiválasztása. A mérési tervben kell kitérni a méréshez szükséges mérőállás kialakítására, a mérőszemélyzet, mérőeszközök biztonságos elhelyezésére. Néhány fogalmat pontosan meg kell határozni annak érdekében, hogy a mérési feladat jól körülhatárolt legyen. Ilyenek a füstgáz, amely a tüzelésből származó véggáz; véggáz a technológiai berendezésből távozó gáz vagy gázelegy; a kémény, a tüzelésből származó véggázok elvezetésére szolgáló berendezés; a kürttő, a véggázok kibocsátásból szolgáló pontforrás; a gázminta a hordozó gázból mintavétellel elszívott ismert térfogatú gáz vagy gázelegy; a hordozógáz, amely a technológiai berendezésből a szilárd vagy gáznemű végszennyező anyagokat a környező levegőbe juttatja; az emisszió mérés a légszennyező vagy egyéb forrásból kilépő szennyező anyagok mérésekkel történő meghatározása; a mérőhely, a mérési keresztmetszet és környezete. Tekintettel arra, hogy a gázemisszió mértéke a térfogatáram és a szennyező anyag koncentrációértékének szorzata, a méréshez a térfogatáramot minden esetben meg kell határozni. Az emissziómérés lehet gáz és szilárdanyag meghatározása.

2.8.4.1. Az emisszió mérésben alkalmazható mérő-ellenőrző készülékek kiválasztása

Általában a tüzelőberendezések üzemeltetőinek a szilárdanyag, szén-monoxid, nit-rogén-oxidok és kén-dioxidok kibocsátásokról kell megbízható adatokat szolgáltatniuk. A fentiekből következően a felsorolt légszennyező komponensek mérésére kell mérőműszereket beépíteni, és azok adatait feldolgozni, regisztrálni.

Mivel a kibocsátásokat kg/h értékben kell megadni, a térfogatáram (m3/h-ban) számításához szükséges adatokat (füstgázcsatorna hőmérséklet, nyomás, áramlási sebesség) mérő berendezések beépítésére is szükség van. A füstgáz oxigéntartalmának változása alapján következtetni lehet egyrészt a tüzelőberendezés működtetésének a hatékonyságára, másrészt a füstgázlevezető rendszer állapotára (légbetörések), ezért a füstgáz oxigéntartalmának a mérése alapvető. A levegőtisztaság-védelmi szabályozó rendszerben a füstgáz oxigéntartalmának az ismerete a mérési eredmények kiértékeléséhez és feldolgozásához elengedhetetlen.

A füstgáz szén-dioxid tartalmának ismerete is fontos, ennek mérésére külön mérőműszert beépíteni nem szükséges, mivel a füstgáz széndioxid tartalma a fent leírt mérőműszerek által mért adatokból megfelelő pontossággal kiszámítható.

A mérőműszerek megfelelő működéséhez, a reprezentatív adatok eléréséhez a mérő és mintavételi helyek kialakítása alapvetően fontos. A műszereket a füstgázcsatorna azon részébe kell beépíteni, ahol az áramlás lamináris, illetve ezt a legjobban közelítő. A mérőműszerek beépítési helyének a kijelölésekor méréseket kell végezni az áramlási profil meghatározására a teljes keresztmetszetben.

Tekintettel arra, hogy a nagy tüzelőberendezések – külön a széntüzelésűek – füstgázának szennyezőanyag tartalma (emisszió) bizonyos körülmények között (terhelésváltozás, szénminőség változás, üzemzavar stb.) a normál üzemmenet melletti átlagérték 10–15-szöröse is lehet, csak olyan mérőműszerek alkalmazhatók, amelyek ezeket a változásokat képesek követni és megfelelően kezelni. A mérőműszereknek olyanoknak kell lenniük, hogy az utánuk kapcsolt adatgyűjtő-feldolgozó rendszernek a mindenkori üzemi állapotát (üzemben, üzemen kívül, meghibásodás) közölni tudja. A tüzelőberendezések esetében az általános gyakorlat az, hogy rendszerint több (kettő-há-rom-négy) tüzelőberendezés füstgázát egy közös kéményen keresztül vezetik el, így ajánlatos a mérőműszereket a tüzelőberendezés utáni füstgázcsatornához beépíteni és nem a kéményhez telepíteni. Ha a mérőberendezéseket a kéményhez telepítik, ennek a következő hátrányai lesznek:

  • a mért értékekből nem lehet következtetni az egyes tüzelőberendezés működésére

  • túlzott emisszió esetén nem dönthető el, hogy melyik tüzelőberendezés(ek) fele-lős(ek) ezért,

  • a mérőberendezések megfelelő megközelítése csak költséges módon biztosítható.

A mérőberendezések beépítésekor nem szabad figyelmen kívül hagyni azt, hogy a mérőhelyen a későbbiekben rendszeres tevékenységet kell végezni a kielégítő működés biztosítása céljából.

Ezek az alábbiak:

  • karbantartás, javítás,

  • kalibrálás, hitelesítés,

  • hatósági ellenőrző mérések.

A mérőberendezések beszerelési helyének könnyen hozzáférhetőnek kell lenni, biztonságos munkaállványokon és közlekedő utakon át. A mérőberendezéseknél alapvető követelmény, hogy az érzékelt fizikai jellemző és a kimenő jel közötti összefüggés jól meghatározott és ismert legyen.

A folyamatos mérési adatok feldolgozására szolgáló adatfeldolgozó rendszer adatgyűjtő berendezésből és számítógépből áll. Az adatgyűjtésnek, tárolásnak és az adatfeldolgozásnak, az adott célnak, illetve a hatályos szabályozásnak megfelelőnek kell lennie.

A levegőtisztaság-védelem területén használható gázelemző műszerek választéka az egyre többféle működési elv, a műszerek teljesítőképessége, megbízhatóság, és a mérési pontosság alapján igen nagy. A műszer kiválasztását olyan személyek végezzék, akik a mérési feladatot, az alkalmazás helyét és környezetét, az üzemeltetők képzettségét éppen úgy ismerik, mint a műszereket, amelyek közül választaniuk kell.

Választáskor a szempontok mindegyikét figyelembe kell venni, egyrészt mert a felhasználás tekintetében bármelyik döntő jelentőségű lehet, másrészt, mert kiderülhet, hogy a kérdések alapos vizsgálata során ellentmondásokba ütközünk. A választással járó alapos munka tulajdonképpen egy algoritmus feldolgozása, amikor is az egyes kérdések igen/nem-mel való megválaszolása sok esetben juttathat vissza a kérdések elejéhez vagy az algoritmusnak egy közbenső lépéséhez, sőt zsákutcába is. Ilyenkor egy-egy válasz kényszerű megmásításával juthatunk többé-kevésbé kielégítő végeredményhez, amit még elfogadható kompromisszumnak is nevezhetünk.

2.8.4.2. Az emisszió méréshez használt műszerek működési elvének, mérési módszerének kiválasztása

A mérési elv – módszer kiválasztásánál, elsősorban az emisszió mérések kategóriájában, két nagy területről beszélhetünk: mintavételes – és „in situ” mérésről. Az elv, a módszer közismert és a gázelemzők többsége ebbe a kategóriába tartozik. Az utóbbi években kezd teret kapni az „in situ”, a mintavétel nélküli, közvetlen mérés módszere. Ebben a kategóriában gáz/füstgázcsatornák átvilágítására révén adódó fényelnyelés mértékét meghatározó műszerek terjedtek el. Az „in situ” mérőrendszer vázlatos felépítése a 2.45. ábrán látható.

2-45. ábra - „In situ” füstgázelemzés elvi rajza

„In situ” füstgázelemzés elvi rajza


A nemzetközi gyakorlat az, hogy az előírt telepítésű emissziós mérőrendszerekben csak az arra jogosult intézetek által bevizsgált és engedélyezett műszerek, berendezések használhatók.

A gázelemzők egyes típusait több formában készítik. A laboratóriumi és asztali műszerek általában könnyebb szerkezetűek, nincsenek védve por, rezgések ellen. A hordozható műszereket rendszerint füllel, lábazattal készítik, védik a külső sérülések ellen.

A mérőállomás lehet szekrényben, konténerben elhelyezett megoldású. Helyi telepítéshez asztali, vagy táblaműszereket célszerű választani.

Mintavételes mérés esetén a gázelemző műszernek a mintavételi helyhez közeli felállítását a mintavevő vezeték hosszának csökkentése és egyéb méréstechnológiai okok indokolják.

A műszert jól megvilágított helyen, könnyen hozzáférhetően, huzattól, hősugárzástól, rezgéstől, portól, fröccsenő víztől védetten helyezzük el. Gondolni kell arra, hogy a műszer adatait zavarmentesen vezethessük el feldolgozás céljából.

A mérőállomást rendszerint pormintavevővel, meteorológiai műszerekkel is kombinálják. Mérete olyan, hogy a benne elhelyezett műszerek kezelés, karbantartás végett könnyen hozzáférhetők legyenek, egyszerű javításuk a helyszínen lehetséges legyen. Mivel a kapható műszerek nagyobb része 10 °C-nál kisebb hőmérsékleten már nem működik kielégítően, ezért klímaberendezésről is gondoskodni kell. Célszerű a konténert hőszigeteléssel is ellátni.

Feltétlenül gondoskodnunk kell a mérőkészülékekből távozó gázok (füstgázok) szakszerű elvezetéséről, hogy káros koncentrációk a mérőállomás légterébe ne kerülhessenek.

Ugyancsak körültekintő gonddal kell eljárni a gázanalizátorok kalibrálásához, ellenőrzéséhez, működtetéséhez szükséges gázpalackok, reduktorok elhelyezésénél is.

Legegyszerűbb mozgó állomás a táskában vagy kézben hordozható gázelemző műszer. Ez esetben a műszer használatához nem kell különös gonddal felkészülni.

A hordozható műszerek pontos meghatározásához, szabad ég alatt való használata esetén, már hozzá tartozik az eső elleni védelem előírása, valamint a szükséges tartozékokat tartalmazó hordozható táska is (pl. megfelelő mennyiségű gázszárító anyag, szelektív szűrő), a pótalkatrészek tárolásához.

A mozgó gázelemző állomások tipikus képviselője a gázelemző mérőkocsi. Ebben a célnak megfelelően cserélhető, a kocsiban beépített műszerek és tartozékaik vannak.

Kétféle gázelemző mérőkocsi van az emisszió-és immisszió-mérésekhez. Utóbbit a szükségletnek megfelelően kiegészítik por, zaj, vízminőség és radioaktív szennyezések meghatározásához szükséges készülékekkel is. A kocsi felépítése, berendezése tekintetében számtalan lehetőséget hordoz, de a két esetben csak kevésbé különböznek. Ezek kivétel nélkül azt tükrözik, hogy milyen mérési lehetőségeket kívánunk, milyen teljesítményt várunk a mérőkocsitól.

A mérőkocsi lehet saját motorral ellátott, különféle méretű autóbusz vagy vontatott jármű. A következőkben megadott szempontok értelemszerűen mindenfajta megoldásra vonatkoztathatók. A mérőkocsiban nemcsak műszerek, hanem egyéb berendezési tárgyak, anyagok is lehetnek. Méretének meghatározásához ennek megfelelő arányban kell figyelembe venni, hogy abban emberek is dolgoznak. Sok példa van arra, hogy a mérőkocsi gyakorlatilag alig, vagy csak nehezen használható, ha az ergonómiai szempontokat (a munka gazdaságos megszervezése, az ésszerű emberi erőkifejtés lehetőségeinek helyes megválasztása) elhanyagoljuk.

A mérőkocsi méreteit meghatározza, hogy

  • hány és milyen fajta műszert kívánunk benne elhelyezni,

  • hogy a berendezési tárgyak és a vezetékek csatlakozásai jól hozzáférhetőek legyenek,

  • hogy a kocsiban fel lehessen állni, ki lehessen egyenesedni.

A tervezés első lépésében egymástól külön választva kell vizsgálni a kocsi terhelt tömegének rugózását és a műszerek (műszerasztalok, szekrények) felfüggesztésének egyedi lengéscsillapítását, de a végső számításokban a kettőt együtt kell figyelembe venni.

A kocsit hideg télen és meleg nyáron is használhatjuk. Télen a fűtésről, nyáron a hűtésről és minden esetben a szellőzésről kell gondoskodni.

A villamos hűtő-és fűtőberendezéseket úgy kell elhelyezni, hogy hatásuk a térben egyenletes legyen. Hűtés csak úgy lehetséges, hogy a hűtőgép kondenzátora a hűtött téren kívül van. A világítótesteket jól megosztva, süllyesztve kell elhelyezni, törekedni kell a diffúz megvilágításra. Ha a kocsiban áramszolgáltató forrástól távol is kell mérni, a gépkocsit hajtó motorhoz áramfejlesztő aggregátort és megfelelő feszült-ség-stabilizátort is kell kapcsolni.

Saját villamosenergia fejlesztés hiányában a kocsi oldalán a karosszéria burkoló lemeze alá süllyesztett csatlakozó terminált kell építeni, amelyhez külső áramforrás vezetéke csatlakoztatható. A tartozékokat, segédkészülékeket is úgy kell elhelyezni, vagy külön felerősíteni, hogy utazás közben a rázkódás ne tegyen bennük kárt.

A legfontosabb követelmény a fenti feladatok ellátásánál a jól kiképzett, üzemeltető személyzet. A kiképzettség az általános szakmai ismeretek mellett az is jelenti, hogy a vonatkozó készülékek kezelési, karbantartási utasításait is részletesen el kell sajátítani.

2.8.4.3. Szilárd anyagok emissziójának mérése

A) Szakaszos mérési módszer

A szilárd szennyező anyagok koncentrációjának mérése általában ún. szakaszos gravimetrikus módszerrel történik, amikor is a pontosan mért mennyiségű és állapotú gázmintát izokinetikusan elszívnak a hordozógázból és annak szilárdanyag-tartalmát mennyiségileg leválasztják, majd megmérik. Természetesen a mérést megelőzően a gázmintában levő por leválasztására szolgáló eszközt (patron, szűrőbetét stb.) vagy anyagot (üveg-, kvarcgyapot, membránszűrő stb.) a kitisztítás, illetve a kiszárítás után pontosan le kell mérni. A mintavételeket követően a mintákat az előkészítéskor alkalmazott módon, súlyállandóságig ki kell szárítani és csak ezt követően történik az analitikai pontosságú visszamérés. A porminták tömegét a visszaméréskor mért tömeg és a mintavételt megelőző bemérés különbsége adja. Külön figyelmet kell fordítani a szűrőközeg és a mintavevő anyagának megválasztására. Magas hőmérsékletnél és nagy nedvességtartalom esetében papírból, textíliából készült szűrő, vagy műszál-gya-pot nem alkalmazható. Magasabb hőmérsékleten üveggyapot használható. Extra ma-gas hőmérsékletek esetében kvarcgyapot alkalmas szűrőközegként.

Abban az esetben, ha a pormintából a toxikus fémeket is meg kell határozni és a gázminta agresszív anyagokat is tartalmaz, úgy a mintavevő szondát korrózióállóvá kell tenni, mert ellenkező esetben a szonda anyaga beoldódik és meghamisítja a por összetételét. (pl. a réz oldódik a füst-gázban lévő savas nedvesség hatására és hibákat okoz a minőségi és mennyiségi analízisnél.)

A minta tömegének és a gázminta térfogatának hányadosa adja a koncentráció érékét. Tekintettel arra, hogy zárt vezetékben a hordozógáz sebessége pontonként változó, ezért a mintavételezés során a gázminta elszívását ugyanazon pontokon kell végezni, ahol a térfogatáram meghatározásához a nyomásmérések történtek.

A gázmintában lévő por, vagy szilárd anyag leválasztására alkalmas minden olyan mintavevő berendezés, amely kielégíti a szabványban rögzített követelményeket, vagyis 98%-os hatásfokkal választja le az 1 µm feletti portartalmat. A leválasztás történhet belső-, vagy külsőtéri leválasztóval. Belsőtéri leválasztó alkalmazása esetén a leválasztás a csatornában a hordozógázban történik. Külsőtéri leválasztás esetén viszont a csatornába benyúló szondafejet a leválasztóval szondaszár, vagy flexibilis tömlő köti össze. Minden esetben a mérés körülményei szerint kell megválasztani például a manométerek, a hőmérő méréstartományát, a szivattyú kapacitását, a szűrőközeg anyagát, a leszívócsonk keresztmetszetét.

A szilárd légszennyező anyagok mérési módszerének részletes leírását az MSZ–21853/3. számú szabvány tartalmazza.

Az előzőekben leírt módon lehet megmérni a véggázok szilárd szennyezőanyagtartalmát, illetve az emissziót. Abban az esetben, ha a porminták toxikus fémtartalmát, vagy a leválasztott por fizikai vizsgálatát (pl. szemcseméret eloszlás) is meg akarjuk határozni, akkor olyan leválasztást, vagy szűrőt kell használni, hogy a porminta átalakulás nélkül és mennyiségileg legyen összegyűjthető. A porminták mennyiségi mérését követően a toxikus anyagok mennyiségének meghatározására kidolgozott szabványok szerint kell az analitikai vizsgálatokat elvégezni, majd az alábbi képlet szerint az emissziókat meghatározni.

Eösszes = Etoxikus + E nem toxikus

vagyis a porminta össztömegéből le kell vonni a pormintából meghatározott toxikus anyagok tömegét. A különbség adja a nem toxikus szilárd szennyező anyagok mennyiségét.

A toxikus fémek meghatározására általában az atomabszorpciós és az ICP-s analitikai módszerek terjedtek el.

A környezeti levegő tisztasági követelményei szabvány tartalmazza a jelenlegi légszennyező anyagoknak minősülő vegyületek és elemek körét. Koncentrációjuk, illetve emissziójuk meghatározására szolgáló mérési módszereket tartalmazó szabványok kidolgozása folyamatosan történik.

B) Folyamatos mérési módszer

A kéményeken és kürtőkön távozó füst-és véggázok porkoncentrációjának mérésére különböző mérési elven működő, folyamatosan mérőműszereket fejlesztettek ki. A folyamatosan mérő készülékek esetében egy-egy fizikai jelenség segítségével a hordozógáz porkoncentrációjának változását elektromos jellé alakítják, majd erősítik. Ezt követően az elektromos jel már alkalmas kijelzésre, illetve regisztrálásra.

A leggyakrabban alkalmazott mérési elvek:

  • fotometria

  • b-sugár abszorpció

  • triboelektromosság

  • piezoelektromosság

A folyamatos üzemi mérőműszereket beépítik a szennyezőforrásba és kijelző műszerek segítségével figyelemmel kísérhető a porkoncentráció változása. Kalibrálásuk gravimetriás mérési módszerrel történik.

2.8.4.4. Gázemisszió meghatározása

A) Folyamatos mérési módszerrel

Folyamatos mérés esetén a gázminta elvétele és az egyes komponensek koncentrációjának meghatározása egyidejűleg és folyamatosan történik. A gázemisszió-mérések előkészítésénél is az előzőkben leírt módon kell eljárni. a mérés időtartamát minden esetben a technológia, illetve az emisszió időbeli jellegétől függően kell meghatározni. Időben állandó emisszió esetén a mérések időtartama rövidebb. Időben változó emisszió esetén a súlyozott átlag koncentráció segítségével kell az átlagos emissziót meghatározni.

Gázemissziók mérésénél is az előzőekben leírt módon kell meghatározni a véggázok térfogatáramát. A gázmérés síkját úgy kell kiválasztani, hogy az egyidejű térfogatáram és poremisszió mérését ne zavarja se áramlástani, sem pedig munkaszervezési szempontból. A gázmérés síkját úgy kell kiválasztani, hogy az egyidejű térfogatáram és poremisszió mérését ne zavarja se áramlástani, sem pedig munkaszervezési szempontból.

Mintavevő szondaként minden olyan cső alkalmazható, amelynek anyaga hő-és korrózióálló, abszorpciót, kemiszorpciót a mérendő komponensekkel nem hoz létre. A gázvezetékek anyagára vonatkozó követelmények a hőállóság kivételével az előzőekkel azonosak.

A szivattyúval szemben támasztott igények közül a szállítóteljesítményen kívül, a hőállóság kivételével a szondánál leírtakkal azonosak. Mintavevő szivattyúként csak olajmentes szivattyú alkalmazása javasolt. A mérési gyakorlatban folyamatosan mérhető az oxigén, a kén-dioxid, szén-monoxid, nitrogén-oxidok, a sósav, a klór, az ammónia és a szerves anyagok összkoncentrációja. A többi gáznemű légszennyező anyag mérésére kvázi folyamatos, vagy ún. szakaszos mérési módszerek terjedtek el.

A folyamatos mérési módszerekkel kidolgozott szabványok nem mérőműszereket, hanem mérési elveket szabványosítottak. Kén-dioxid mérésére a konduktrometria és az infravörös abszorpció, szén-monoxid meghatározására az infravörös abszorpció, a nitrogén-oxidokhoz a kemilumineszcencia elvén működő készülékek terjedtek el. A szén-hidrogének össszkoncentrációjának mérésére lángionizációs detektort alkalmaznak, amikor is a szerves anyagok mennyiségét leggyakrabban metán-vagy propánegyenértékben adják meg. A mérési eredmények kiértékelése vagy a mérőműszerekhez csatlakozó regisztrálók regisztrátumainak planimetriálásával, illetve integrátor, vagy számítógép segítségével történhet. Időben nagymértékben változó koncentrációk esetén javasolt a folyamatok, illetve az emisszió jellemzésére a koncentráció átlagos értékének megadása mellett, a szélső értékek megadása is.

B) Szakaszos mérési módszerekkel

A gáznemű légszennyező anyagok két nagy csoportra oszthatók:

  • szervetlen légszennyező anyagok

  • szerves légszennyező anyagok A szervetlen légszennyezők vizsgálatánál a légszennyezők abszorpcióval választhatók le, míg a szerves légszennyezőket adszorpció segítségével lehet megkötni.

Mintavevő eszközökkel szembeni követelményeket a gázminta, illetve a hordozógáz állapotjelzői és a mérendő komponens kémiai tulajdonságai határozzák meg (hőmérséklet, korróziós hatás.)

Mintavevő szondaként minden olyan cső alkalmazható, amelynek anyaga hő-és korrózióálló, adszorpciót és kemiszorpciót nem okoz. A gázvezeték anyagának olyannak kell lenni, ami megkötődést nem okozhat. Használható teflon, polietilén stb. A gázszivattyú kapacitásának és teljesítményének olyannak kell lennie, hogy a mintavevő lánc hidraulikai ellenállását le tudja győzni, és a szükséges gázmennyiséget biztosítani tudja. Mintavevő szivattyúként olajmentes készülékek alkalmazása javasolt. Gáz-mintavevőként mindig a vizsgálandó komponens tulajdonságainak és a leválasztás módjának megfelelő edényeket kell a mérőláncba beiktatni. Számukat is az előzők határozzák meg. Abszorpció esetén a vizsgált komponensnek mindig valamilyen gázmosóba helyezett oldatban történik a megkötése, míg szerves anyagok gőzei esetén megfelelően előkészített (ún. aktivált) aktív szénen, mint adszorbensen történik meg az elnyelődés. Ismeretes még a vizsgált komponensek kifagyasztása is. A gázmintának a mérőláncon keresztül történő átszívási sebességét, vagyis a gázminta térfogatáramát a vizsgálandó komponens kémiai tulajdonságai határozzák meg. Ugyanis a mintavevő edényben történő tartózkodási időnek és a minta térfogatáramának összhangban kell lenni, mert ellenkező esetben a vizsgált komponens mennyiségi megkötődése nincs biztosítva. Általában 20–60 l/h között változik a gázminták térfogatárama.

A gáztérfogat-hő-és időmérő eszközöknek megfelelő méréstartománnyal és pontossággal kell rendelkezniük. A mintavételek időtartamát mindig a vizsgálandó komponens koncentrációjától függően kell megválasztani.

A mintavétel időtartama általában, az eddigi mérési gyakorlat szerint, 10–30 min. közötti érték. A minták számát a technológia, illetve az emisszió jellege, időbeni változása határozza meg, mert a minták számát úgy kell meghatározni, hogy a koncentrációértékekből számított emisszió mértéke a vizsgált technológia, vagy technológiai berendezés emisszióját reprezentálja a mérések ideje alatti üzemvitelre vonatkozóan.

A gázemissziók szakaszos és folyamatos mintavételének és meghatározásának követelményeit részletesen az MSZ–13–101–85. számú szabvány, az egyes légszennyező anyagok folyamatos és szakaszos mérési módszereit külön-külön szabványok tartalmazzák.

Nagyon kis koncentrációjú, de kellemetlen hatású bűzös anyagok mérésére hazánkban a szubjektív érzékelésen alapuló ún. olfaktometriás mérési módszer terjed el. Ennél a módszernél a bűzös levegőt gázzal (O2) kell hígítani a szagküszöbig. Az érzékelést minimálisan 8 fő olyan személye érzékeli, akik nem érzéketlenek a szagokra. Az olfaktometriánál szagegységekben adják meg a kellemetlen szagok intenzitását. Természetesen mérgező bűzös anyagok szaglással történő meghatározása ti-los. Ilyen esetben valamilyen érzékeny analitikai módszert, vagy módszereket kell alkalmazni. A gázemisszió-méréseknél is minden esetben meg kell mérni a hordozógáz térfogatáramát, amit az előzőekben leírt módon, illetve a vonatkozó szabvány szerint kell elvégezni.

Egyes műszerek érzékenyek a kismértékű rezgésre is, ha alkatrészeik saját frekvenciája a külső rezgések frekvenciájához közel van. Ha a műszernek nincs megfelelő feszültségstabilizátora, meg kell győződni a csatlakozó hálózat időbeli stabilitásáról.

2.8.5. Emisszió mérőrendszerek kalibrálása

A ma használatos gázelemző műszerek közül csak néhány tekinthető abszolút adatokat szolgáltató műszernek. A legtöbb készüléket, amellyel a vizsgálandó gázalkotó valamilyen fizikai vagy kémiai tulajdonságával összefüggő sajátságát mérjük, kalibrálni kell. A kalibrálás jelen esetben a készülék kimenő jele és a gázalkotó mennyisége közötti összefüggés meghatározását jelenti. A kalibráláson kívül időnként szükség van a műszerek hitelesítésére is. A hitelesítés a műszer (mérőeszköz) jogi értelmébe vett kalibrálása. A műszereket az erre a feladatra törvényben kijelölt intézmény hitelesíti.

Kalibrálni kétféle módon lehet: más, ismert pontosságú műszerrel való összehasonlítással és úgy is, hogy a műszerbe ismert összetételű gázmintát vezetünk. Előbbi az összehasonlító műszer felszerelésének helyén végezhető. Ilyenkor az esetleg változó összetételű gázmintát elemző és vizsgálandó műszer által mutatott értékeket hasonlítjuk össze egymással, és elegendő számú adat birtokában határozzuk meg ez utóbbi hibáját. Összeadási hiba esetén a vizsgált műszer mindig pontosan ugyanakkora koncentrációértékkel mutat többet vagy kevesebbet, mint az összehasonlító műszer (beleértve a műszer nulla értékének jelzését is). Ebben az esetben a műszer mutatójának helyzetét kell csak megfelelő értékkel – közvetve vagy közvetlenül megváltoztatnunk, hogy az összehasonlító műszer adatait kapjuk meg.

Arányos hiba (eltérés) esetén a vizsgált műszer által mutatott adatok az összehasonlító műszer által mutatott értéknek mindig ugyanakkora többszörösei vagy törtrészei. Általában ezen is könnyű segíteni. Ha azonban a vizsgált műszerrel nem kapunk megismételhető eredményeket, a műszert javítani kell.

A kalibráláshoz alkalmas módszerek és eszközök a jó műszaki állapotú műszerek beállítására, illetve ellenőrzésére használatosak. A statikus kalibrálási eljárás során készített kalibráló gázelegy általában a műszernek egyszeri megtöltésére, illetve egyszeri mintavételre alkalmas. A dinamikus módszer alkalmazása esetén a műszeren viszonylag hosszú ideig áramoltatjuk át a kívánt összetételű gázmintát. A kalibrálandó gázelemző típusa határozza meg, hogy melyik módszer alkalmazása célszerűbb. Mind a statikus, mind a dinamikus módszerek között találunk olyanokat, amelyekkel a kívánt gázalkotó mennyiségét térfogata vagy tömege szerint változtatjuk.

A) Statikus módszer

A kalibráláshoz alkalmas térfogatarányban összeállított gázmintát elkészíthetjük úgy, hogy ismert összetételű hordozógázt (pl. nitrogén) tartalmazó tartályba juttatjuk a vizsgálandó gázalkotót. A hordozógáz üvegballonba, acél vagy műanyagpalackban lehet.

B) Dinamikus módszer

A statikus módszereknél általában egyszerűbbek és kedveltebbek. A legegyszerűbb kalibráló eszköz a gázmintával megtöltött palackok választéka és alkalmazása egyre növekszik, és gázelemző műszereket gyártó vállalatok is forgalmazzák ezeket. Számos nagyvállalat specializálta magát gyártásukra ( Messer-Griessheim, Matheson Gas Products, Air Products, Linde stb.) Legegyszerűbb és viszonylag olcsó a gázáram útjába iktatott áramlási ellenállások változásával működő gázkeverő. Hibája legalább 1% a kalibráló koncentrációjára vonatkoztatva.

A jelenleg magyarországi gyakorlat szerint a gázelemzés kategóriájában a kalibrálás hiteles anyagmintával (etalon gázzal) történő összehasonlítást jelent.

A gázösszetételt (koncentrációt) mérő eszközökre közvetlenül hitelesítési kényszer nincs elrendelve. Közvetett módon azonban, mivel a joghatás is fűződhet a használatához, illetve ellenőrzési célú alapmérőeszköz is lehet, vonatkoztatható rájuk a hitelesítési előírás.

A külföldi gyakorlatban sem elterjedt a füstgázelemző készülékek hitelesítésére vonatkozó szabályozás.

A káros gáznemű anyagok koncentrációját mérő eszközökre, kalibrálási kényszer vonatkozik. Ebben a kategóriában az illetékes hatóság által kijelölt/megjelölt mérési szerv által végezendő kalibrálás van elrendelve. Ebben megkülönböztetünk első és ismételt kalibrálást.

Az első kalibrálást (a német előírások szerint) az üzembehelyezést követően, míg az ismételt kalibrálást (éves funkció ellenőrzés mellett) az üzemmódban vagy mérőberendezésben bekövetkezett lényeges változás után, kell elvégezni.

Reális gyakorisági normát a hazai szabályozásra, néhány éves üzemeltetési tapasztalatszerzést követően lehet majd meghatározni.

Tekintve, hogy a kalibrálás is nagyrészt hiteles anyagmintával történik és esetünkben ez hatósági kijelölés (akkreditálás) alapján jön létre, ezért a gyakorlati mérésügy szempontjából, a hitelesítéssel egyenértékűnek kell tekintenünk.

2.8.6. Az emisszió mérés műszerei

A következő részben a különböző gyártók, cégek, műszaki megoldásait mutatjuk be. Ennek alapján adott mérési feladatra ki lehet választani a méréstechnikailag legmegfelelőbb típust. A fő cél az volt, hogy Magyarországon elterjedt és ismert gyártók rendszereit ismertessük. Emellett azonban bemutatásra kerül néhány hazánkban nem elterjedt mérési megoldás, módszer is.

A) Beckman

NO/NOx gázelemző

Típus:

951/A

Mérhető komponens:

NO, NOx, (NO + NO2)

Méréstartomány:

0–10000 ppm (7 tartományban)

Mérési elve:

Kemolumineszcencia

Érzékenység:

0,1 ppm a 10 ppm-es tartományban

Pontosság:

a teljes skála ± 0,5%-a

Kijelzés:

analóg

Reg. kimenet:

10 mV, 100mV, 1V vagy 5V

El. teljesítmény szükséglet:

107–127 V, 50/60Hz, 1000W

Méretek:

451×229×559 (mm)

Tömege:

35 kg

A hagyományos kemolumineszcenciás mérési elvet használják a mintagázban lévő NO meghatározására. Az NOx meghatározásakor a mintát előbb egy átalakítón hajtják keresztül, ahol az NO2 átalakul NO-vá. A készülék érzékenysége az átalakított minta teljes NO-tartalmával arányos, azaz az eredeti mintában jelenlévő NO és NO2 disszociációval kapott NO összegével. A 955-ös típus felépítése hasonló az ismertetett 951 A-val. Itt a kijelzés digitálisan történik.

B) Brüel //&// Kjaer

Multigázmonitor

Típus:

1302

Mérési elv:

fotoakusztikus infravörös-spektroszkópia

Méréstartomány:

az optikaiszűrők típusától függően elvileg 5 komponens egyidejű mérése lehetséges

Nullpont drift:

detektálási határ/3hónap

Reprodukálhatóság:

1%-a mérési értéknek

Működési hőmérséklet:

+5……+40 °C

Méretek:

175×395×300 mm

Tömeg:

9 kg

Minden olyan komponens mérésére alkalmas, ami elnyeli az infravörös sugarakat. Az infravörös sugárzó által kibocsátott sugarak egy tükörről visszaverődnek, egy szaggató megszaggatja útjukat és a szűrőkeréken elhelyezett optikai szűrőkön keresztül jutnak mérőkamrába. Az optikai szűrő szelektíven abszorbeálja az áthaladó fényt. Ennek hatására a mérőkamrába lévő mérendő gáz hőmérséklete emelkedik, és a nyomása is nő.

A falához erősített két mikrofon ezt érzékeli, és ez az elektromos jel arányos a mérendő komponens nagyságával. Az 1302 típusú analizátorral egy komponens mérésére kb. 30 s idő szükséges.

C) Hartmann //&// Braun

Típus:

RADAS 1G

Mérendő komponens:

NO, NOx, SO2

Méréstartomány:

NO: 0–100 ppm, SO2: 0–200 ppm

Mérési elv:

ultraibolya abszorpció (NDUV)

Linearitás:

//<// ± 2%/hét

Áramforrás:

230 V/50 Hz, 50VA

A klasszikus UV abszorpciós elvén mér. Mint egy „flicker” fotométer a mérő és a referencia sugárzás abszorpciójának különbségét méri. A RADAS egy négysugaras fotométer. NO2 mérésekor egy konverter közbeiktatása szükséges, ami NO-vá alakítja át mérés előtt az NO2-t.

D) Airmotec

BTX monitor

Model:

HC 1000

Mérési elv:

gázkromatográfia

Az Airmo BTX HC 1000-es egy legújabb kori fejlesztése a cégnek az aromás szénhidrogén meghatározás területén, a készülék alkalmas benzol, toluol, etilbenzol, o-Xylol, m-Xylol, p-Xylol mérésére a levegőben, vízben és talajban. A készülék 3 HE egységben integrált 19”-os kivitelű, rendelkezik mintavétellel, termodesszorpcióval, kapillár GC technikával, hőprogramozással. Detektora miniatürizált, lángionizációs detektor (FID). Speciálisan kifejlesztett kromatográf szoftverrel rendelkezik. Kimenete bidirekcionális RS 232. A készülék teljesen automatizált és monitor üzemben hosszú idejű üzemeltetésre lett kifejlesztve. Mérőhálózatokhoz csatolható. A készülék immisszió, emissziómérésre egyaránt használható.

Műszaki

adatok:

Ciklus idő:

15/30 perc

Hűtési hőmérséklet:

+ 5°

Oszlop típus:

carbovax vagy DB 5, 10 m

Kemence hőmérséklet:

35°–180°-ig

Mérési felhasználási terület:

forgalom mérés 0,5–150 µg/m3

Munkahelyi analízis.

0,05–50 mg/m3 BTX

E) Horiba
a) Környezeti CO-monitor

Típus:

APMA–300E

Mérési elv:

keresztáramlásos modulációs (CFM) technikán alapuló NDIR

Méréstartomány:

0–200 ppm

Detektálás alsó határa:

0,2 ppm

Méretek:

221×483×580 (mm)

Tömeg:

kb. 38 kg

A hagyományos NDIR analizátor abban tér el, hogy egy új elem, a forgószelep felváltva irányítja a mintagázt és a referenciagázt az analizátor két cellájába. Ezáltal megszűnik a különbség a minta és a referencia optikai út között. Az érzékenység erősen növekszik, mivel az abszorbeált és a kimeneti jelbe átvitt infravörös energia megkétszereződik. Az interferencia kiküszöbölése érdekében kettős detektor rendszert alkalmaznak. Nullázógáz a környezeti levegő, amit a készülék belsejében katalizátoron keresztül szűrnek meg.

b) Hordozható füstgázelemző rendszer

Típus:

ENDA–1000-as sorozat

Mérhető komponensek:

SO2, NO, NO2,CO2, CO, O2

A rendszer tartalmaz mintavevő szondát előszűrővel, előkészítő egységet, mintavevő egységet és egy analizáló egységet. Egy analizátor 3 különböző komponens egyidejű mérésére alkalmas.

Mérési elv: keresztáramlásos modulációs (CFM) NDIR (nem diszperzív infravörös abszorpció), és magnetopneumatikus (O2). Működési elve az ENDA–1000-es sorozat egy mérőcellás, két detektorkamrás (fő-és kompenzációs detektor) elrendezésű. A mérendő komponenseket az első kamra, a lényeges zavaró komponenseket a második kamra detektálja, és a két jelet kivonják egymásból.

c) Magneto-pneumatikus oxigénelemző

A mérési elv a gázok paramágneses tulajdonságán alapszik. A paramágneses gáz jelen esetbena mintagázban lévő oxigén bejut a nem egyenletes mágneses térbe, és az erősebb oldalhoz vonzódik. Ennek következtében ezen az oldalon a nyomás emelkedik. A detektor másik felébe egy nem mágneses gázt (pl. N2) juttatunk. A nyomáskülönbség érzékelésére kondenzátormikrofont alkalmaznak, aminek elektromos jelét hasz

F) MAIHAK

IFC gázelemző készülék.

Típus:

DEFOR IFC fotométer

Mérhető komponensek:

CO2, CO, SO2, CS2 , HCL, NH3 stb

Mérési tart. átkapcsolás:

automatikusan, koncentrációtól függően, maximális átkapcsolási arány 10:1

Mérési elv:

nem diszperzív infravörös fotométer

Mérendő gáz átáramllás:

10–100 l/h

Bemelegedés:

90 perc

Megengedett gázhőmérséklet:

+5 ±45 °C

Méretek:

140×450×375 (mm)

Tömege:

16 kg

A DEFOR interferenciaszűrős korrelációs egysugaras eljárás lényege, hogy a mérendő gázt besugározzák infravörös fénnyel (2.46. ábra). A fényt a gázok részben elnyelik, azaz a fény intenzitása a gáz koncentrációjának megfelelően csökken. Az infravörös fényből egy optikai szűrő a specifikus hullámhosszúságú intervallumot különválasztja. A referenciaérték meghatározásához egy második szűrői is beiktattak. A két szűrő váltakozva kerül a sugármenetbe. A detektor ezért váltakozva fogja fel a mérendő hullámhosszúságú fényt és a referencia-tartomány fényét. Átalakítja villamos jellé, amely a fény intenzitásának felel meg. a készüléknél újfajta jelkiértékelést alkalmaztak, amely nagy stabilitást és pontosságot eredményez. A detektor váltakozó feszültségű kimeneti jelét harmonikus elemzésnek vetik alá, amelynek során az v alapfrekvencia Fourier-együtthatóit (a szűrőkerék modulációs frekvenciája) és a kétszeres frekvenciát kapjuk. Ezt követően a készülék jelek hányadosát képezi, a nulla-értéket levonja és az eredményt kijelzi.

2-46. ábra - Defor gázelemző elvi rajza

Defor gázelemző elvi rajza


1. sugárzó; 2. mérőkamra; 3. ablak; 4. modulátor; 5. szűrő; 6. lencse; 7. detrektor; 8. fourie analizátor; 9. fourie együtthatók; 10. különbségképző

G) MSI Univerzális gázelemző

Típus:

MSI 2000

Alkalmazás:

Energetikai és környezetvédelmi mérések

Mérendő komponens:

MSI 2000 O2, CO, MSI 2000 kiegészítve NO, SO2,NO2 nagy méréshatárokon belüli mérésére.

Kijelzés:

folyadékkristályos kijelzők és beépített nyomtatók

Üzemmód:

kézi vezérlésű mérés és nyomtatás

Áramforrás:

230 V, 50 Hz és beépített akkumulátor

Adattárolás:

egy komplett mérés adatai az átvitelileg vagy a nyomtatásig

H) RADELKIS

Típus: EMIMAT

Műszaki adatok

Szívási teljesítmény:

150 l/óra, ha a mintavételi helyen uralkodó nyomás a környezeti légnyomáshoz viszonyítva max. ± 1500 mm v.o. nyomás

Mintavételi sebesség:

20–60 l/óra, folyamatosan mérhető és szabályozható

Elnyelők száma:

2 gázmosó, egymástól független

Elnyelők térfogata:

170 ml

Elnyeletés módja:

átbuborékoltatás

Elnyeletés időtartama:

kézi kapcsolással tetszés szerint, automata kapcsolással 0–20 perc

Referenciahőmérséklet:

20 °C

Működési hőmérséklet:

+ 5 ±50 °C

Tápfeszültségek:

110, 127, 220 V, átkapcsolható, vagy 24 V törpefeszültség, vagy 12 V = (akkumulátor)

Teljesítményfelvétel:

max. 40 VA

Méretek:

180×300×350 mm

Tömege:

10 kg

Emisszió levegő-mintavevő készülék közvetlenül a szennyező-forrásnál keletkező, gázhalmazállapotú szennyezők és zárt rendszerben áramló gázok elnyeletéses mintavételére szolgál (pl. fűtőberendezések füstgázai, technológiai folyamatok zárt rendszerben haladó gáztermékei, gépjárművek kipufogó gázai). Az elnyeletés sebessége mérhető és szabályozható. A mintavétel után az oldatok laboratóriumban kerülnek elemzésre és kiértékelésre. Az „EMIMAT Emisszió” levegőmintavevő készülék működése a 2.47. ábrán követhető.

2-47. ábra - Szakaszos gázmintavevő

Szakaszos gázmintavevő


Az elemzésre szánt gázt a készülék, a mérőszondán (1) keresztül szívja be. A szondába beépített kerámia szűrőbetét biztosítja a szilárd szennyezők leválasztását. A készülék intenzív szívórendszere biztosítja a környezeti légnyomástól eltérő (± 1500 mm.v.o.) nyomású zárt rendszerekből a mintavételhez szükséges levegőmennyiséget. Ezt a dús levegőáramot méri az áramlásmérő rotaméter (3), ezután elágazik a két elnyelető edényhez a levegőút, és az elnyeletéshez fel nem használt levegőmennyiség a szabadba távozik, egy vissza nem eresztő szelepen (8) keresztül. Ez a visszacsapószelep biztosítja, hogy csak a szondán érkező levegő juthasson az elnyeletőkbe. A fölös levegőmennyiségből az elnyelető edényeken (4) keresztül áramlik a gáz, ahol a reagens oldatok megkötik az elnyeletni kívánt szennyezőt. A két elnyelető rendszer egyidőben és egymástól függetlenül is működtethető. Az elnyelés után a levegő átáramlik a szárítóhengereken (5), ahol elveszti páratartalmát. Innen a levegő az áramlásmérő rotamétereken áramlik keresztül, ahol külön-külön leolvasható a két csatorna áramlási sebessége liter/óra egységben.

Az áramlást szabályozható intenzitású légszivattyúk biztosítják (7), melyeknek kikapcsolásával az elnyelés megszűnik.

Az elnyeletés időtartama kézi és automata kikapcsolással határozható meg. Kézi vezérléssel tetszés szerint, automata vezérléssel a kapcsolóórán beállítható ideig (0–20 perc). A készülék áramellátása történhet hálózatról vagy akkumulátorról.

I) SIEMENS
a) Típus: ULTRAMAT 2

Mérhető komponens:

CO, CO2, CnHm, SO2, NO, NH3, H2O

Mérési tartományok:

legkisebb méréstartomány SO2: 0–500 ppm, CO: 0–220 ppm

Mérési elv:

infravörös abszorpció

Mérőgázáramlás:

1 liter/min Kimenet: 0–20 mA

Bemelegedési idő:

kb. 1 óra

Működési elve: A hagyományos infravörös abszorpció elvén működő, egysugaras rendszer. Egy reflexiós blendével két egyforma sugárutat alakítanak ki. Abban tér el a szokásos megoldásoktól, hogy keresztáramlásos rendszer, és a vevő kamráit egy mikroáramlásérzékelő köti össze, ami a rendszerben előforduló asszimetriák kiküszöbölésére szolgál. Ezen a típuson belül van készülék két komponensre is, pl. egy készülékkel lehet mérni CO és CO2 komponenst, vagy CO és SO2 komponenst is.

b) Típus: ULTRAMAT 21 (egy komponens mérésére),

22 (két komponens mérésére),

23 (három komponens mérésére)

Mérhető komponensek:

CO, CO2,SO2,NoésO

Mérési tartományok:

CO: 0–100,–300, –500, –1000, –3000, –5000 ppm, 0–1, –3, –10, –35,–50, –100% CO2: 0–1000, –5000 ppm, 0–1, –4, –10, –20, –50, –100%. SO2: 0–1000, –2000, –3000 ppm NO: 0–1000, –2000, –3000 ppm

Mérési elv:

egysugaras infravörös abszorpció

Kijelzés:

digitális 4 1/2 digit

Kimenőjel:

analóg 0(4)–20 mA

Minta áramlása:

2–3 l/min., nyomása: max. 2 psig,

hőmérséklet:

0–60 °C

Bemelegedési idő:

5 perc

Méretek:

170mm×465mm×392mm (hordozható kivitel)

Tömeg:

10 kg

Ez a típus az ULTRAMAT 2 újabb változata. Itt is egy sugárforrást alkalmaznak a sugárzók öregedésének kiküszöbölésére. Az összehasonlító kamrát optikai szűrőkkel helyettesítik. A két detektorkamrát mikro-áramlás érzékelő köti össze.

c) Típus: ULTRAMAT 5.

Mérhető komponensek

CO, CO2, SO2, NH3, NO, CnHm, kétcsatornás kombinációi pl. NO/CO, CO/CO2

Méréstartomány

0–5 ppm, –100%.

Mérési elve

infravörös abszorpció

Kimenet

0/4–20 mA

Kijelzés

digitális 4 1/2 digit

Egy sugárforrásból kibocsátott sugárzást a blendekerék modulálja. A két rétegű detektorkamrát a mikro-áramlás mérő köti össze. A szelektivitás további fokozására a második detektorkamrában a sugárzás útját egy optikai csatoló segítségével meghosszabbították.

d) Típus: OXYMAT (2,3), 5.

Mérhető komponens

O2

Méréstartomány

0–0,5% vagy 100%

Mérési elv

paramágneses

Áramlás

0,3–1 liter/min

Kimenet

0/4–20 mA

A mágneses mező a mérőgázban lévő oxigénmolekulákat magához vonzza. Ez a referencia gáz útjában akadályt képez. Az áramlási rendszer megváltozik. A hídban lévő mikroáramlásérzékelő a gázáram változását érzékeli. Az elmozdult gázmennyiség arányos a mérőgázban lévő oxigéntartalommal.

J) Thermo Elektron Instruments (Ysselbach)
a) Típus: 49 C.

Mérendő komponens

O3 (ózon)

Mérési tartomány

0–50, 100, 200, 500 1000 ppb

Minimális detektálási határ

1,0 ppb

Pontosság

± 1%

Kijelzés

digitális

Precizitás

1 ppb

Nullpont vándorlás

0,1 ppb/24 h

Hálózat

230 V 50 Hz 100 W

Kimenetek

feszültség, áram, RS 232, RS 485

Környezeti hőmérséklet

5–45°

Mérési elv

ultraviola fotometria

Működési elv: A készülék két mérőkamrás U.V. fotométer. A mérőkamrába felváltva mérendő gáz és referenciagáz áramlik. A detektor méri a fényintenzitás változást mindkét cellában. Az intenzitásváltozás az ózonkoncentráció függvénye. A nyomás és hőmérséklet-változás értékét mikroszámítógép kompenzálja folyamatosan.

b) NO/NOx gázelemző

Típus: Mod. 42

Mérendő komponens

NO NOx (NO + NO2) konverter segítségével

Mérési tartomány

0–10 000 ppm (8 tartományban) min. detektálási határ. 0,05 ppm

Mérési elve

kemolumineszcencia

Kettős kimenet

0–10 V DC, 0–10 mV

Kijelzés

analóg

Az analizátor magába foglalja az ózongenerátort, NO-konvertert és egy minta vákuumszivattyút.

c) Típus: Model 44.

Ennél a készüléknél a mintavevő szivattyú nincs az analizátorban, csak opcióként vásárolható meg.

Méréstaromány:

0–10 000 ppm 12 állásban

Kimenet:

0–10 mV, 0–100 mV, 0–1 V, 0–5 V, 0–10 V

d) NO–NO2–NOx gázelemző (Nitrózusgázok)

Típus: Model 42.C

Mérendő komponens

NO, NO2 (NOx)

Mérési tartomány

0–50 ppb, 100 ppb, 200 ppb, 500 ppb, 1 ppm, 2 ppm, 5 ppm, 10 ppm, 20 ppm

Minimum detektálási határ

0,5 ppb

Pontosság

± 0,5 ppb

Linearitás

± 1%

Kijelzés

digitális

Mérési elv

kemolumineszcencia

A belépő levegő az előállított ózonnal a reakció-kamrában találkozik, ahol reakcióba lép. A reakció hatására az energiapályákon fény keletkezik. A felvillanást fotoelektrosokszorozó cső érzékeli. A gerjesztett jelet erősítik, mérik és ez kerül a kijelzőre és a kimenetre. A fényjelenség arányos a koncentrációval.

e) Típus: Model 41 H.

Mérendő komponens:

CO2 (széndioxid)

Mérési tartomány:

0–2000 ppm 9 sávban

Minimális detektálási határ:

0,05 ppm

Mérési elv:

GFC (gáz filter correláció) infravörös fotometria

Kimenet:

0–10 mV, 0–100 mV, 0–1 V, 0–5 V, 0–10 V és 1 órás integrált érték (választható)

Kijelzés:

digitális

A GFC esetében a sugárzás teljesítményét egy a sugárbemenetelnél fixen felszerelt keskenysávú interferenciaszűrő révén spektrálisan beszűkítik.

A mérőküvettát elhagyó infravörös fényből egy optikai szűrővel a specifikus hullámhosszúságú intervallumot külön választják. A „független” referenciaérték meghatározásához egy második szűrő is be van szerelve. A szűrőküvetták egyike a mérendő komponenst tartalmazza, a másikban semleges gáz pl. N2 van. A mérendő komponenst tartalmazó szűrőküvetta átsugárzásánál az anyagra jellemző hullámhosszúságú infravörös fény olyan mértékben gyengül, hogy a detektor jele még a mérendő komponensnek a mérendő gázkeverékben való jelenlétekor sem változik lényegesen. Az NDIR tipikus fényabszorpcióját a mérendő gázzal akkor mérjük, ha a semleges szűrőküvetta az optikai sugármenetben van.

f) Típus: Model 48 H.

Mérendő komponens

CO

Méréstartomány

0–50 000 ppm 10 sávban

Mérési elv

GFC infravörös fotometria

Min. detektálási határ

0,5 ppm

Kimenet

0–10 mV, 0–100 mV, 0–1 V, 0–5 V, 0–10 V és 1 órás integrált érték (választható)

Kijelzés

analóg

g) Típus: Mod. 40.

Mérendő komponens

SO2 (kéndioxid)

Mérési tartomány

0–5000 ppm 5 tartományban

Min. detektálási határ

1,0 ppm

Mérési elv

impulzusos fluoreszcenciás

Kimenet

0–10 mV, 0–100 mV, 0–1 V, 0–5 V, 0–10 V DC.

Kijelzés

analóg

Lüktető ibolyántúli fényt bocsát át egy sáváteresztő szűrőn és egy fluoreszkáló kamrába fókuszálja. Itt az SO2-molekulákat nagy energiaállapotra gerjeszti. A gerjesztett SO2-molekulák jellegzetes sugárzást bocsátanak ki.

Egy második szűrő csak ezt a sugárzást engedi rá egy fotósokszorozó csőre, amely a sugárzást villamos jellé alakítja át. Ezt a jelet aztán az elektronika megszűri és felerősíti annyira, hogy kijelezhető legyen.

h) Hordozható gázkromatográf

Mérési mód

gázkromatográfia

Detektorok

lángionizációs, elektron-befogásos, hővezetőképességi, fotoionizációs

Kolonnák

üveg, töltött fém

Maximális hőmérséklet

200 °C

Injektor és detektor

fűtött

Kimenet

analóg

Súly

12 kg

Injektálás

gáz és folyadék

Mérési elv és alkalmazhatóság: Igen gyakran nincs lehetőség, a mérendő gáz vagy folyadék laborba szállításához, ezért szükséges a helyszínen az elemzést elvégezni (pl. környezetvédelmi, havaria mérések). Erre a célra fejlesztették ki a négy detektorral használható 200 °C-ra fűthető gázkromatográfot. Energia ellátása akkumulátor telepről történik, amely 8 órás folyamatos üzemet biztosít. Ebben a blokkban kerültek elhelyezésre a GC üzemeltetéséhez szükséges (hidrogén, nitrogén, levegő) gázokat tartalmazó palackok. A palackok ismételt feltöltését szolgáló szelepeket, nyomáskijelzőket is tartalmazza ez az egység. A telepek feltöltése a készülékkel szállított töltőről biztosított. A kompakt helyszíni méréseknél jól használható készülék laboratóriumi készülékként is használható.

Detektálási szintek:

Elektronbefogásos detektor (ECD)

10–5 ppm

Hővezetőségi detektor (TDC)

50 ml CO 1 ml levegőben

Lángionizációs detektor (FID)

0,05 ppm benzol 1 ml levegőben

Fotoionizációs detektor (PID)

0,005 ppm benzol 1 ml levegőben

i) Model: 15

Mérendő komponens

HCl (Sósav)

Méréstartomány

0–1000 ppm

Pontosság

± 2%

Min. detektálási szint

0,2 ppm

Precizitás

± 0,2 ppm

Hálózat

230 V 50 Hz 500 W

Gázelőkészítő egység

Model EGC 1000

Permeációs elven működő gázszárító és nedvesség eltávolító rendszer. A gázelőkészítő egység száraz gázt állít elő gázelemzők részére, pl. SO2, NO, CO, O2.

Bypass kontrollált gázáramlási rendszer

Áramlás és nyomás kontroll

Szabályozható gáz mintavétel

A gázzal érintkező részek teflonból készültek.

Fűtött mintavételi kondicionálás.

Maximális bemeneti hőmérséklet

150 °C

Nyomás

max. 200 mbar

Szárítás kapacitás

0–35 °C

Működési hőmérséklet:

0±40 °C

Kijelzés:

digitális

Gázzal érintkező anyagok:

rozsdamentes acél, teflon, viton, nafion

Hálózat:

23V 50Hz

Áramlás:

0,5–4 l/perc

K) Wösthoffo. H. G

Típus: ULTRAGASS U3SK.

Mérendő kompones:

SO2 (kéndioxid)

Méréstartomány:

0–10 g SO2/Nm3

Mérési elv:

elektromos vezetőképesség-mérés

Megengedett körny. hőm.:

+10 … +40 °C

Holtidő:

15–20 perc

Regisztráló eszköz:

elektronikus kompenzációs vonalíró

Áramforrás:

220 V ±10%, 50 Hz ±5%, 90 VA

Méretek:

360×430×570 (mm)

Tömeg:

35 kg

Az Ultragas U3SK gázelemzőnél egy folyamatos konstant mérőgáz áram és a reakciós oldat egy reakciószakaszon lép reakcióba egymással. A mérendő komponens (SO2) koncentrációjának függvényében változik a reakcióoldat vezetőképessége. A mintagáz SO2-tartalmából hidrogén-peroxid hatására kénsav keletkezik. A kénsav egy mérőcellába kerül, ahol elektromos úton mérik vezetőképességét. A vezetőképesség változása arányos a mérőgázban lévő SO2 komponens nagyságával. A gázelemző beépített integrátorral rendelkezik, ami a mért eredmények középértékét képezi és 15, 30 vagy 60 percenként kinyomtatja az eredményt.

L)KálmánSystem

a) KS–404 mérőkör A KS–404 jelű mérőkör áramló gázokban, levegőben lévő szilárd részecskék, porok koncentrációjának, súlyszerinti, gravimetrikus meghatározására, egyidejűleg a főágzáram, a mintázott közeg, gáz, levegő áramlási sebességének gyors mérésére, időbeli változásának folyamatosan szakaszos ellenőrzésére is alkalmas. A mintavevő szonda előleválasztója impakciós elven működik, a végszűrő üvegszálas vagy kvarc anyagú, tömlőalakú vagy síkszűrő. Az előleválasztó az impakciós leválasztás hatásfokának növelésére kettős impaktor fokozattal és nagy tárolóképességű felfogó-lemezekkel készül.

Névleges térfogatáram (A) zsákszűrővel:

3,0 m3/h

Névleges térfogatáram (B) kvarcvatta és síkszűrővel:

1,7 m3/h

Névleges térfogatáram (C) síkszűrővel:

1,7 m3/h

Névleges térfogatáram (D) síkszűrővel:

1,7 m3/h

Mérési tartomány:

1,0–8,0 ml/h

Max. hőmérséklet:

400 °C

Beszívócsövek:

∅ 4,5; 5,6; 7,6; 10,7; 14; 17 mm

Zsákszűrő:

∅ 26×60 mm, 603 G

Síkszűrő:

∅ 43 mm

A berendezés általános ismertetése

  • sorozatos, folyamatosan szakaszos mérések elvégzésére alkalmas, gyorsan cserélhető szondafej,

  • tömlőalakú és síkszűrő használatára alkalmas szűrőtartók,

  • kvarcvatta befogadására alkalmas tartóhüvely,

  • két fokozatú impakciós előleválasztó,

  • üzemszerűen átszívható maximális térfogatáram 5 [m3/h],

  • a statikus és össznyomás kivezető szonda a szondaszárral egybeépített,

  • automatikus izokinetikus mintavétel és mérésvezérlés KS–400–CV.15/8 típusú elektronikával és WINDOWS alatti programmal,

  • mérési adatok tárolása, és jegyzőkönyv készítés,

  • a részgázáramú leszívó vezeték 60 méter távolságra is meghosszabbítható,

b) A KS–400–CV.15/8 típusú mérő és szabályozó egység

A mérő és szabályozó egység feladata:

  • a fő-és részgázáram statikus nyomásának mérése,

  • a főgázáram sebességének mérése,

  • a leszívott részgázáram mennyiségének mérése venturi mérővel,

  • az izokinetikus mintavétel folyamatos beállítása,

  • a főgázáram hőmérsékletének mérése,

  • a részgázáram hőmérsékletének mérése,

  • a mért adatok kijelzése, tárolása, kapcsolat a PC-vel vagy note bookkal, nyomtatóval, vákuumszivattyúval és terminállal.

A készülék elemei a következők:

  • venturi térfogat-árammérő,

  • Danfoss frekvencia szabályzó zavarszűrővel,

  • Intelligent Instrumentation AD kártya,

  • Nyomás és hőmérséklet mérő szenzorok

  • note-book.

A KS–404T szondafej csak külső formájában tér el a KS–404 és KS–401 típustól.

A különbségek: A szondaszár hajlított és a főágzáram hőmérsékletének folyamatos mérésére alkalmas érzékelő is elhelyezhető a szondaszárban.

c) KS–407 mérőkör

A KS–407 típusú automatikus emissziós mintavevő mérőkört és szondafejet a nagy mérési tartomány és az egyedülálló kis – homlokoldali – befoglaló méret jellemzi. Egyaránt alkalmas nagy és kis porkoncentrációjú közegben való izokinetikus mintavételezésre, összportartalom vizsgálatra.

A mintavevő különleges előnye, hogy a VDI 2,5"-os – 72 mm – átmérőjű szondacsatlakozókon át a sebességmérő szondákkal egyenes irányban behelyezhető. Így a vastag falu falazott kéményeknél is alkalmazható. Nincs szükség a mérési bizonytalanságokat okozó az ún. hattyúnyakú beszívóvezetékre.

A mérőkör áramló gázokban, levegőben lévő szilárd részecskék, porok koncentrációjának súlyszerinti, gravimetrikus meghatározásán túl egyidejűleg a főágzáram, a mintázott közeg gáz-levegő sebességének gyors mérésére is alkalmas. A mintavevő szonda nagy portárolású szűrőhüvelye 2000–4000 [mg] szilárd részecske tárolására alkalmas.

A mérőkör előnyei a következőkben foglalhatók össze:

  • Kisméretű belsőtéri szondafej, mely már ∅72 mm-es nyílásba is egyenesen behelyezhető.

  • Rendkívül nagy portároló képesség.

  • A főgázáram sebességének mérése a mintavételezéssel egyidőben.

  • Statikus és össznyomás mérőszondákkal összeépített szondaszár.

  • A szonda és a mérőkör megfelel az MSZ ISO 9096, a VDI 2066, irányelveinek és számos nemzetközi műszaki előírásnak.

Automatikus izokinetikus mérésvezérlés Windows alapra épített AR–IZO 407v3.3 szoftverrel.

Névleges térfogatáram:

3,0 ml/h

Mérési tartomány:

1,0–4,5 ml/h

Beszívócsövek:

∅ 4,5; 5,6; 7,6; 10,7; 14; 17 mm

d) KS–402 mérőkör

A KS–402 típusú automatikus emissziós pormintavevő mérőkört az ISO 9096 és DIN EN 13284–1 szabványok előírásait teljes mértékben kielégítő méretekkel tervezték. Főként porleválasztók utáni csővezetékekben, a folyamatos porkoncentráció mérő műszerek kalibrálására használják. A kalibrálásokhoz nagy számú és gyorsan elvégezhető mérés szükséges. E feltételeket teljes mértékben kielégíti ez a mérőkör.

Névleges térfogatáram:

2,0 ml/h

Mérési tartomány:

1,0–3,5 ml/h

Beszívócsövek átmérője:

∅ 4,5; 5,6; 7,6; 10,7; 14; 17 mm

Az áramló gáz-levegő frakcionált és össztartalmának meghatározására alapkészülékek a kaszkád impaktorok. A kaszkádimpaktorok a vákuum szivattyú hatására az impaktoron átáramló levegőből gázból ütköztetéssel választják ki a szilárd részecskéket. A kaszkádimpatorok mérési tartománya típustól függően 0,05 [mikron]-tól 25 [mikron]-ig terjed. Minden impaktor három fő részből áll: fúvóka, kamra és felfogólemez.

Az impaktorok első generációjára jellemző, hogy az első fokozattól kezdve az impaktálási sebesség elérésére több körkeresztmetszetű fúvókát alkalmaztak, majd az impaktálási sebesség növelése céljából a fúvókák számát – 200–250 db – növelték ugyanakkor azok átmérőjét – 1–0,2 [mm] – nagymértékben csökkentették. A sokfúvókás impaktorok az emissziós gyakorlatban a nagy külméretek, a gyakori eltömődések, a nehéz tisztítás, méretellenőrzés miatt emissziós pormintavételre ritkán alkalmazzák.

Az ismert hátrányokat gyakorlatilag teljesen megszünteti a körgyűrűréses kamrás rendszerű kaszkádimpaktor. E konstrukciónál a körgyőrű résekben kialakuló kedvezőbb áramkép miatt jóval kisebb külméretek adódnak. Egyszerűbb és biztonságosabb a méretellenőrzés ugyanakkor a váratlan és ellenőrizhetetlen eltömődés gyakorlatilag lehetetlen.

e) OH–610–B mérőkör

Az OH–610–B típusú 6 fokozatú végszűrővel ellátott kaszkádimpaktor hordozható részgázáramú emissziós mintavevő mérőkörrel összeépítve alkalmas – automatikus üzemmódban – áramló levegőben vagy gázban lévő szilárd részecskék izokinetikus, folyamatosan szakaszos, össz-és frakcionált mintavételezésre.

Névleges térfogatáram:

1,5 ml/h

Mintavételi tartomány:

1,0–3,5 ml/h

Beszívócsövek:

∅ 4,5; 5,6; 7,6; 10,7; 14; 17 mm

Fokozatok száma:

6

Mérési tartomány:

0,6–16 µm

Végszűrő:

43 mm, 603 G

f) Nagytérfogatáramú izokinetikus pormintavevő

A mérőkör különleges előnyei:

  • Nagy névleges térfogatáram qN = 32 ml/h.

  • 20–10 szer kevesebb mintavételi idő.

  • Fűthető szondaszár és szűrőház.

  • Nagy portároló képességű tömlő alakú végszűrő.

Különösen ajánlott:

  • szemétégető műveknél, ha rövid idő alatt kell nagymennyiségű szilárd anyagot analitikai célra gyűjteni,

  • vagy alacsony portartalmú nedves közegben kell gyors összporkoncentráció meghatározást végezni.

A KS–410 jelű mérőkör áramló gázokban, levegőben lévő szilárd részecskék, porok koncentrációjának, súlyszerinti, gravimetrikus meghatározására, egyidejűleg a főgázáram, a mintázott közeg, gáz, levegő áramlási sebességének gyors mérésére, időbeli változásának folyamatosan szakaszos ellenőrzésére is alkalmas.

A KS–410 típusú nagytérfogatáramú automatizált mérőkör megfelel az MSZ–ISO 9096 és a VDI 2066–89 Part 3. ajánlásainak.

A szondaszár a burkoló csövön belül a részgázáram leszívó vezetéke mellett két nyomáskivezető – statikusnyomás, össznyomás – csövet tartalmaz. A szondaszár egyik végén a szondafej tartó, a másik végén a venturimérő csatlakozó található. A szondaszár hajlított vagy egyenes kivitelben is rendelhető a mérőnyílás méretétől függően. A szondafej és a szondaszár fűthető kivitelben is készülhet.

g) Mérő és szabályozó elektronika

A KS–400–CV15/8 szabályozó elektronika csak folyamatos számítógépes összeköttetéssel képes dolgozni. Folyamatosan méri a főgázáram dinamikus és statikus nyomását, hőmérsékletét, valamint mintavételezéskor az elektronikába beépített venturimérőn átáramló részgázáram mérőnyomását statikus nyomását, hőmérsékletét, továbbá terheletlen állapotban a barometrikus nyomást.

A KS–404-es pormintavevő az izokinetikus mintavételezésén alapul. A KS–400–CV15/8 elektronika a mintavevő hatásos beszívó keresztmetszetén átszívott részgázáram átlagos sebességét a főgázáram sebességére szabályozza. A részgázáram mennyiségének a szabályzását Danfoss gyártmányú frekvenciaváltó végzi.

A nyomás és hőmérséklet jeleket Intelligent Instrumentation gyártmányú mérésadatgyűjtőn keresztül kapja meg az elektronika, melyek mintavételezési frekvenciája 100/s.

L)FAG

Pormérő készülék (környezeti levegőben)

Az FH 62 I–N típusú készülék környezeti levegőben lévő por meghatározására szolgál. Az USA, Németország és más európai országok szmogriasztó rendszerében szabványos készülék.

Méréstartománya:

0,005 mg/m3-től 20 mg/m3-ig

Kimenet

analóg, és számítógép csatlakozás (RS 232 C)

Mérési elv:

β-sugárzás

A környezeti levegőt egy mintavevő rendszeren keresztül szivattyú szívja be. A levegő egy szűrőn keresztül áramlik át. A szűrőpapír alacsonyszintű béta sugárforrással besugárzott. A besugárzott tiszta és porral terhelt szűrőpapír aktivitáskülönbsége adja az átszívott pormennyiség értékét. A készülék nagy nullpontstabilitással és érzékenységgel rendelkezik. A radioaktív forrás acélkapszulába zárt 85 Kr. Bétaforrás energiája 0,7 MeV.

M)SICK
a) Típus: Gravimat shc 500

Mobil mérőrendszer, mely áramló gázok portartalmának meghatározását szolgálja. Alkalmas, folyamatosan működő -in situ-pormérők kalibrálására.

A GRAVIMAT SHC 500 a VDI gravimetrikus mérési elv alapján működik. A porral telt gázt a készülék izokinetikusan kiszívja, majd a port egy speciális szűrő visszatartja. A felfogott por mennyisége a gyűjtő mérés előtti és utáni súlyának különbségéből adódik.

A porkoncentrációt mg/m3-ben a portömegből és a kiszívott részgáz mennyiségéből lehet meghatározni. A mérés folyamata:

  • Az előkészített porgyűjtő üres súlyának mérése (szárítás után) precíziós mérlegen

  • Készülék-és mérés paramétereinek megadása a mérő software főmenüjébe

  • Részáram szívás szűrőfej szondával, egyidejű sebesség és hőmérséklet mérés; automatikus izokinetikus szabályozás változó csatornánál is

  • Aporgyűjtő bruttó súlyának mérése (szárítás után)

  • A súly beadása után a portartalom automatikus számítása a kezelő-és kiértékelő softwarrel változatnál

  • Tetszőleges formájú mérési jegyzőkönyv nyomtatás

  • Nagy mérési pontosság a szabadalmaztatott szűrőfej szondával

  • Gravimetrikus portartalom mérés 0,1–50.000 mg/m3 tartományban

  • Gyors összerakás, menü-vezérelt kezelés

  • Részáram szívás alatt automatikus releváns mérési adatfelvétel és tárolás

  • Automatikus izokinetikus vezérlés,

  • Mérési értékek kijelzése 4 jeles LC–Display-n

  • Mérési eredmények jegyzőkönyvezése

  • RS 232 csatlakoztatási hely

  • Adatbevitel, paraméterezés és regresszió számítás grafikával

  • Felhasználó-barát kezelő software segítségével

  • A rendszerelemek szállítása hordtáskában Az FW 56–I In-situ mérőműszer alapkiépítésben az alábbi egységekből áll:

  • Adó/vevő egység FWM 56

  • Reflektoregység FWR 56

  • Kiértékelő egység FWA 56–I

  • Öblítőlevegő előtét(2x)

FWM 56-ot és FWR 56-ot egymással szemben, a mérőcsatorna csonkjaira egy-egy öblítőlevegő előtéttel szerelik fel. A kiértékelő egység az adó/vevő egység közelében helyezkedik el (3 m kábelhossz, opcióként max. 10 m).

Az adó/vevő egység tartalmazza mindazokat az optikai és elektronikai egységeket, melyek az infravörös fény kisugárzásához és érzékeléséhez szükségesek. Az integrált irányzóegység segítségével lehet a fényt pontosan a reflektor irányába állítani.

A kiértékelő egységben található az elektronika a mérési adatok gyűjtésére, feldolgozására és tárolására, valamint a jel be-és kimenetek.

Opcióként öblítőlevegő egységet kínálnak, amely védi az optikai felületeket az agresszív gázoktól és lerakódásoktól, meghosszabbítva ezzel a karbantartás-mentes időszakokat.

A mérőszakaszon történő áthaladás közben a kibocsátott fénysugarat a füstgázban található por gyengíti. Ez a gyengülés, mint a kibocsátott és az érzékelt fény aránya (transzmisszió) a zavarosság mértéke, mellyel a füstgáz portartalma meghatározható. Speciális jelfeldolgozás és modulációs eljárás segítségével még nagyobb érzékenység érhető el, mint az eddig rendelkezésre álló transzmissziómétereknél, és tovább csökkenthető a differencia transzmisszió mérésekor az elpiszkolódás hatása.

b) Típus OMD 41

Az OMD 41 opacitás-és porkoncentráció-mérő berendezés opto-elektronikus méréstechnikával, gravimetrikus összehasonlító méréssel határozza meg a tömegkoncentrációt portartalmú gázokban.

A kompakt berendezés lehetővé teszi a portartalom folyamatos mérését:

  • aszfaltüzemekben,

  • cementművekben,

  • az acél-és erőmű iparban,

  • elektromos szűrőberendezések ellenőrzésénél,

  • egyéb helyeken, mint pl. vastag csatornafalak vagy nagy kéményátmérők.

Az OMD 41 In-situ mérőberendezés alapkivitelben a következő egységekből áll:

  • adó/vevő egység,

  • reflektor egység,

  • csatoló egység,

  • öblítő levegő egység.

Az adó/vevő és a reflektor egység a mérőcsatornában egymással szemben, csőkarimával vannak felszerelve. A csatoló egység az adó/vevő egységtől max. 2 m távolságban helyezkedik el. A csatoló egység tartalmaz egy kijelzőt a mérési értékekhez és a funkció egység ellenőrzéséhez, kiszolgáló csatlakozókkal az analóg, bináris és digitális jelekhez. Az optikai és elektronikai funkció elemek az adó/vevő egységbe vannak beépítve. Fényforrásként egy hosszú élettartamú, pulzáló LED szolgál. A fényvezetéshez szükséges alkatrészeket egy robusztus, hermetikusan zárt öntöttvas házban helyezték el.

A reflektoregység tartalmazza a mérőreflektort, továbbá a 2. változatnál egy forgó tükröt is a szennyeződés-méréshez. Beépített kiegyenlítő berendezés segíti az adó/vevő egység és a reflektor megfelelő helyzetbe állítását. Az optikai felületek pormentesen tartására az adó/vevő egységnél és a reflektor egységnél is tömlővezetéken továbbított öblítőlevegő szolgál.

Az OMD 41 egy precíz optikai rendszeren alapul, mely a transzmissziómérés elvén működik. Az adóból kötegelt fényt bocsátunk át a részecskékkel telt gázon a mérőszakaszban, amely a reflektortól visszatér a vevő egységhez. Eközben, a gázban található részecskék hatására gyengül. A vevő összehasonlítja a mért fényt a kibocsátott referencia fénnyel és megállapítja a transzmissziót, ill. az opacitást. Ebből az extinkció, mint a porkoncentráció lineáris függvénye, kiszámítható. A csatoló egység kijelzőjén választhatóan megjeleníthető a transzmisszió, az opacitás, vagy az extinkció.

Műszaki adatok

Mérési elv

Transzmissziómérés autokollimációban

Mérőszakasz

0,5 –2 m, 2–6 m, 6–10 m, 10–15 m

Analóg kimenet

0,2,4–20 mA, hid. vezeték ellenáll. max 750 W

Megszólalási idő

1–360 s, 1 s lépésenként állítható

Külső fény befolyás nincs

Környezeti hőmérséklet

–20°C-tól + 55 °C-ig

Füstgáz hőmérséklet

max. 600 °C

Áramellátás

90–264 V AC, 48...62 Hz, opció:24 V DC

Védettség

IP 65

Tömeg:

Adó/vevő egység

kb. 11,8 kg

Reflektor egység

kb. 7 kg

Csatoló egység

kb. 3,4 kg

c) FLOWSIC 101/102 sebességmérő

Vezetékekben áramló gázok átfolyási mennyisége pontos meghatározását sokféleképpen meg lehet oldani. Számos folyamat szabályozhatóságának (pl. a vegyiparban) ugyanúgy előfeltétele a mért, ill. számított mennyiség, mint a zavarmentes készüléküzem. Egy megbízható és nagy pontosságú mérés számos folyamat hatékonyságát jelentősen növeli. Az állandóan bővülő folyamat-automatizálás következtében az átfolyás mérés a hőmérséklet-, és nyomás méréshez hasonlóan fontos ismérv lett.

Tüzelőberendezéseknél fokozott mértékben szükség van a füstgáz mennyiségének mérésére.

Gázok, vagy gáz-szilárd elegyek sebességének mérése nehéz mérési feladatot jelent, különösen az 500 mm feletti csatornaátmérőknél. A magas hőmérséklet, a porterhelés, nagy tapadású anyagok vagy a kondenzátum képződési hajlam miatt a mechanikusan vagy termikusan mérő készülékek gyakran csak behatárolt időben és nagy karbantartási ráfordítással működnek. Ennek megfelelően üzemi költségük is magas.

Az ultrahanggal történő mérés érintésmentes, közvetlen és nincs maradó nyomás veszteség. Mivel nincs mérőelem közvetlenül a gázáramban, még nehéz körülmények között is automatikusan meghatározható a sebesség, ill. az átfolyás.

Eddig ezeket az előnyöket–ajó átviteli tulajdonságok miatt – főleg folyékony közegek mérésénél használták.

A gázcsatorna mindkét oldalán a csatorna tengelyéhez meghatározott szögben ultrahang átalakító van beépítve, mely felváltva üzemel adóként és vevőként. A gáz irányától és áramlási sebességétől függően különböző áthaladási időt mérünk. Előre haladva tv idő rövidebb, ellenkező irányban tr idő hosszabb. Az időkülönbségekből kiszámítható a gáz sebessége, függetlenül a nyomás-, és hőmérséklet értékektől.

Ez a mérési eljárás akkor is plauzibilis eredményt ad, amikor a gázáramban por, kondenzátum, vagy más anyag van.

A gázsebességet a hatásos csatorna keresztmetszettel szorozva megkapjuk az átfolyt mennyiséget.

A hőmérséklet mérés fizikai alapja a hullámsebesség meghatározása. A hullámimpulzus közepes áthaladási idejének mérésével meghatározható a gáz hőmérséklete. A hőmérséklet értékből a gáz sebességét, ill. a tömegáramot átszámíthatjuk normál körülményekre.

A mérőrendszer a következő elemekből áll:

  • 2 adó-/vevő egység

  • 2 szerelő karima

  • Kiértékelő egység

  • Öblítőlevegő egység

A FLOWSIC 101-t különösen kis mérőszakaszokhoz tervezték.

Nagy mérőszakaszokhoz, vagy nagy ultrahang csillapítású gázokhoz (pl. nagy porterhelés) a FLOWSIC 102 használható.

Opcionálisan (RCU-MS) távkezelő egység is csatlakoztatható.

Az adó-/vevő egységben található az elektronika egység, a mérőszonda az ultra-hang átalakítóval és az öblítőlevegő csatlakoztatással. Az öblítőlevegő az átalakító hűtésére és tisztán tartására szolgál. Az öblítőlevegő ellátás áramlás-technikailag optimalizált.

A kiértékelő egység tartalmazza a mérési értékek átszámító elektronikáját, a jel be-/kimeneteket, az LC kijelzőt a mennyiségek megjelenítésére és az állapotok LED kijelzésére, valamint billentyűzetet a mennyiségek és készülék üzemmód kiválasztására

Soros csatlakozásként rendelkezésre áll:

  • 2×RS 485 adó / vevőkhöz

  • RS 232 menüvezérelt paraméterezéshez PC-n

  • RS 422 távadat-átvitelhez

Egy készülékhez 8 adó-/vevő egység (azaz max. 4 mérési hely) csatlakoztatható (kérésre). Az a beépítési szög legelőnyösebb értéke 45 °, de a kisebb és nagyobb csatorna átmérőknek megfelelően 30 ° és 60 ° között változtatható.

d) Típus: MEVAS-PC

Az engedélyköteles létesítmények emisszióját az üzemeltetőknek folyamatosan figyelniük kell a környezetvédelmi előírásoknak megfelelően, és az adatokat a felügyeleti hatóság kívánsága szerint rendelkezésre kell bocsátani. A felügyeleti kötelezettség gyorsabb és megbízhatóbb teljesítése érdekében a hatóság megköveteli a közölt emissziós adatok hozzáférhetőségét. Ezen kívül azonnal jelenteni kell a különleges eseményeket is.

A MEVAS-PC rendszer lehetővé teszi az analóg és digitális mérőjelek folyamatos gyűjtését. A rendszer moduláris felépítése miatt alkalmas térben távol lévő létesítmények adatgyűjtésére is.

A mért adatok az emissziós számítógépben futnak össze, ott osztályozásra, grafikus feldolgozásra kerülnek. Ezen kívül lehetőség van az emissziós adatok helyi hálózatba történő eltárolására, lehetővé téve az állandó rendelkezésre állást.

A MEVAS-PC-rendszer az üzemeltetői oldalon egy, vagy több üzemeltetői rendszerből (B-rendszer), és opcionálisan egy központi üzemeltetői rendszerből (ZBrendszer) áll, hatósági oldalon pedig egy ipari felügyeleti rendszerből (G-rendszer). A ZB-rendszer „MS-WINDOWS” alatt dolgozik, lehetőség van egy, vagy több B-rend-szer felügyeletére.

Jellemzők:

  • MEVAS–PC megfelel a német szövetségi emissziós előírásoknak, és a táv-adat–átviteli szabályoknak

  • Közvetlenül adhatja az adatokat a hatóságnak

  • A rendszer rendelkezik az emissziós felügyelet, archiválás, és adatszolgáltatás minden funkciójával 13. és 17. BlmSchV és TA-Luft szerint

  • Egyedi rendszerkonfiguráció csatlakoztatás lehetséges

  • Gyors önellenőrzés és meg-bízható emissziós jelentések

  • Gyors bizonyítás az engedélyezési eljárásoknál

A MEVAS Software gyűjti, kiértékeli, osztályozza és archiválja az emissziós számítógép által fogadott mennyiségeket és jelentéseket (állapotjelek).

Ezáltal a Software elkészíti az (kiértékelés TA-Luft, 13. és 17. BlmSchV szerint) emisszió jelentéseket.

Az adatgyűjtő Software MS-WINDOWS alatt fut és a következő előnyöket kínálja:

  • Párbeszéd jellegű, jelszóvédett kezelés és mérési érték paraméterezés

  • Mérési értékek adatátvétele és átadása, állapotjelek rugalmas kialakíthatósága

  • Mért értékek létesítménytől, ill. üzemi módtól függő osztályozása

  • A különböző létesítmény üzemállapotok üzemi idejének felügyelete

  • Beállítható integrációs idő

  • Jelentések Napi-, és Éves jelentések formában

  • Jelzések adása határérték túllépés esetén

  • Átviendő jelentések kommentálási lehetősége

  • Adatok, jelentések, kommentárok archiválása

  • Mért értékek grafikus megjelenítése

  • Pillanatnyi-, és raszter értékek megjelenítése

  • Folyamatábrázolás

  • Távolsági adatátvitel modemen keresztül

  • Emissziós jelentések előállítása dialógusban

  • Közölt értékek átvétele az emissziós jelentésbe

  • Aktív számítógép csatlakozás RS422 vagy CAN-Bus csatlakozással adatátvitelre a folyamatvezérlésre

N) VEREWA

Típus: F 904.

Mérendő komponens:

por

Mérési elv:

radiometrikus

Mérési érték felvevő:

zárt alumíniumlemez ablakkal

Mintavevő rendszer:

mintavevő cső 10×1,5 mm ∅, Prandtl cső 10 mm ∅

Szűrőadapter:

kétrészes, gáztömör, fűtött szűrésszabályozással, szűrőfelület: 2,54 cm2 min., portartalom: 1,5 mg max., portartalom 10 mg

Előkészítés:

szén 14-es izotóp F 18 mm

Összaktivitás:

//<// 3,7x106 Bq (//<// 100 µCi)

Detektor 2 Geiger-Müller számlálócső ∅ 18 mm, erősítő, nagyfeszültségű tápegység, csőfűtés

Szűrőanyag:

üvegszálszűrő csík, 30 m hosszú, 45 mm széles, 700 egyszeri mérésre

Felületi súly:

6 mg/cm2 –10%, max. 170 °C, leválasztási hatásfok: 99,95% 0,3 µm

Részgázáram adó:

Venturi-cső bypass szabályozó

Kijelző:

0–30 mA (főgázáram) 0–30 mA (részgázáram)

Segédenergia:

220 V, 50 Hz, O, 2 A

Megengedett körny. hőmérséklet:

–10 – +40 °C

Tömege:

45 kg

Mérési bizonytalanság:

± 5% (a mindenkori méréstartománynak)

Megszólalási érzékenység:

//<// 1%

Nullponthiba:

//<// ± 2% (a mindenkori méréstartománynak)

Hőmérsékletbefolyás:

//<// ± 2% (10 °C)

A beszívott főgázáramból részgázáramot szívnak le. A leszívás izokinetikusan történik. A portartalmat üvegszál szűrőn fogják fel. Párhuzamosan üzemel a „nullamérés” a „beütés” és a „tömegmegállapítás” a folyamatosan működő pormérőben. A portartalmat a 2 radiometrikus felületi súlymérésből határozzák meg tömegdifferencia figyelembevételével.

P)ThermoElektronInstruments(Ysselbach)

Típus: Model 2000 „Long Path” monitoring rendszer

A Modell 2000 a különféle szennyezőanyag-fajták, pl. az NO, NO2, HONO, NO3, HCHO, SO2,O3, BTX, naftalin, fenol, sztirol és sok más járulékos vegyület koncentrációjának meghatározásához a differenciális optikai abszorpciós spektroszkópia (DOAS) mérési elvét használja fel a 25-1000 méteres mintaszakaszon.

Egy xenon ívlámpa szélessávú emissziós kollimált sugárnyalábja a vizsgálni kívánt légkörön hatol át. A Modell 2000 műszerhez koaxiális teleszkóp-berendezés tartozik, melyben az adó és vevő optika ugyanabban a készülékházban van beszerelve és az abszorpciós út távolvégén egy passzív fényvisszavető van elhelyezve. A fény a teleszkóp vevőrészéből egy száloptikai kábelbe van fókuszálva, melyen keresztül eljut az elemzést végző spektrométerbe.

A spektrométer kilépő síkján az intenzitás hullámhosszal történő változtatását a xenon lámpa emissziós spektruma határozza meg. Ez a változás rendszerint egyenletes, a spektrum néhány olyan tartománynak kivételével, ahol a spektrumvonalon viszonylag hirtelen változások láthatók. A DOAS mérési módszerek kihagyják ezeket a tartományokat.

A DOAS technikák alkalmazása során a spektrum egyes részeinek „letapogatása” olyan sebességgel történik, ami a mérési zaj domináns forrásához – ez pedig a légköri turbulencia jelenléte – képest nagy. A Modell 2000 műszerben a 40 nm-es spektrumletapogatás 10 milliszekundumonként történik. A scanner-ből kilépő fény egy detektor, pl. fotóelektron-sokszorozó (PMT) katódjára esik.

A DOAS technikákkal detektálható gázok relatíve keskeny spektrális jellemzőkkel kell rendelkezzenek. Az NO2 pl. az abszorpciós sávok többszörös sorozatait mutatja a látható és az ultraibolya-közeli spektrumban. Sok aromás szerves anyagféleség mutat specifikus keskeny abszorpciós jellemzőket a 200 és 300 nm közé eső spektrumtartományban.

A PMT olyan áramot ad ki, amely – a légkör abszorbeáló anyaféleségeinek hiányában – követi a xenon ívlámpa simán változó emissziós spektrumát. A PMT-ből kilépő analóg jeleket digitalizálás után a rendszer számítógépe tárolja.

Az olyan gázok, mint az NO2,SO2 és számos, keskeny spektrális jellemzőkkel rendelkező aromás anyag jelenik meg a xenon spektrumára szuperponált nagyfrekvenciás modulációként. A nagyfrekvenciás jellemzők a szoftverben végrehajtott frekvenciaszűrés által vannak elválasztva a lámpa háttérfényének alacsonyabb frekvenciájú komponenseitől. A háttérfény eltávolítása után a referenciaspektrumok hozzá vannak illesztve a megmaradó spektrumhoz az abszorbeáló anyagok azonosítása és mennyiségi meghatározása céljából.

2.8.7. A gyakorlatban használt egyéb mérési elvek

2.8.7.1. Spektrofotometria

A) atomabszorpció (AAS)

Az anyag összetételére, valamely alkotójának koncentrációjára, a kémiai struktúrájára vonatkozó ismeretek megszerzése az anyagon áthaladt vagy arról visszavert, ismert spektrális összetételű spektrometriai optikai sugárzás sugárzott teljesítménye spektrális eloszlásnak meghatározásával. Segítségével anyagok összetétele, koncentrációja határozható meg. A koncentrációt a Lambert-Beer-féle törvény alapján határozzák meg. A felületét elérő és a belépő felületen behatolt sugárzott teljesítmények ill. spektrofotometriai fényáramok aránya.

Az abszorbancia A = 1 kg 1/T = –1gT

a= A bc MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaacaWGHbGaeyypa0ZaaSaaaeaacaWGbbaabaGaamOyaiabgwSixlaadogaaaaaaa@3D03@

ahol:

b – optikai sugárzás útja az elnyelő rétegben

C – koncentráció g/l-ben.

A méréstechnika ezen ága egyre nagyobb szerepet tölt be talajvizsgálatokban, fémtartalom laboratóriumi meghatározásában. A bevitt mintát lángban (100–200 mm széles levegő-acetilén égőfej) elégítik, vagy grafit kemencében elpárologtatják. A folyamat során atomok energiaspektruma megváltozik. Az optikai rendszerrel és a nagy érzékenységű fotósokszorozóval a változás mérhető és regisztrálható. A mennyiségi elemzés alapja, hogy a megadott feltételek között valamely anyagban lévő elem színképvonalának intenzitása és az anyag koncentrációja egyenes arányban van.

B) VARIAN atomabszorpciós spektrofotométer

Több típusa használatos.

Spektra AA–10/20.

Egysugaras az AA–10.

Kétsugaras az AA–20.

A rendszerekhez printer/plotter, grafit kemence, és elpárologtató csatlakoztatható.

Spektra AA 30/40.

12 elem egyidejű analízise lehetséges.

Automata mintakezelés.

Nagy gyorsaságú háttérkorrekció.

2.8.7.2. Gázkromatográfia

A környezet analitikus egyik legjobb segítő mérőeszköze a gázkromatográf (GC). Széleskörűen alkalmazható gázok és szerves komponensek meghatározásában. A módszer lényege, hogy egy mindkét végén nyitott csővezetékben folyamatosan áramló inert gázban meghatározott mennyiségű vizsgálandó gázelegyet keverünk. A gázt nagy felületű anyaggal töltött oszlopon (töltött vagy kapilláris kollonán) áthajtva, a mérendő gáz összetevőinek áramlási sebessége a töltettel való kölcsönhatás következtében egymáshoz képest megváltozik. A mérendő gázban lévő komponensek így egymástól jól elkülönülnek. A hordozógáz az alkotókat egymástól elválasztva juttatja az érzékelőbe, és az elválasztás szerinti időrendi sorrendben érzékeli az összetevők mennyiségét. A minta alkotórészei egy adott tölteten rájuk és a töltetre jellemző mértékben fékeződnek. A lassulás oka adszorpció vagy abszorpció lehet. Az oszlopokban elválasztott alkotók egymást követve jutnak az érzékelőbe. A mérést végző detektorokat a mérési feladathoz célszerű kiválasztani.

Hewlett Packard

Típus HP 5980 SERIES II. Jellemzői: Nagy teljesítményű kolonna tér. A kolonna tér maximálisan három lépcsőből álló hőmérséklet program szerint programozható –80 (–450 °C) tartományban 0,1 °C felbontással. A kolonna tér hőmérsékletét a készülék 0,01 °C pontossággal tartja a beállított értéken.

A mintabevitel lehetőségei: Számos injektor konfigurációra van lehetőség: elektronikusan nyomásvezérelt oncolumn, kapilláris split/spitles, öblítéses töltött kolonnás, töltött kolonnás, és szelepes.

A detektor skálája: lángionizációs (FID), hővezetőképességi (TCD), elektronbefogadás (ECD), nitrogén foszfor szelektív (NPD), lángfotometriás (FPD), atomemiszsziós (AED), infravörös (IRD), és tömegszelektív (MSD) detektorok.

A készülék billentyűzete: A készülék billentyűzete lehetővé teszi az összes elemzési paraméter gyors elérését és beállítását, a paraméterek elemzési idő szerinti programozását. A paraméterek aktuális értékeit a készülék kijelzi, azok bármikor leolvashatók. Áramkimaradás esetén a paraméterek beállított értékei védettek, azokat a készülék 10 évig megőrzi.

Kommunikáció: Néhány opció, melyek között a soros (RS–232–C), HPIB (IEEE–488), a Hewlett-Packard készülék-hálózat (INET) található, lehetőséget biztosít mintaváltóval, adatrendszerekkel, laboratóriumi információs rendszerekkel történő kommunikációra.

Egykolonnás alapvonal kompenzáció: A készülék tárolhatja két különböző kolonnára vonatkozó üres elemzés alapvonalát, melyet a későbbi elemzések esetén kompenzációra fel lehet használni, megnövelve ezzel a mennyiségi kiértékelés pontosságát.

Áramlásérzékelő: A kétcsatornás, közvetlenül leolvasható áramlásérzékelő héliumra, hidrogénre, nitrogénre, argon-metánra van kalibrálva.

Analóg, vagy digitális jelkimenet: Két független analóg vagy digitális jel vihető ki.

Analóg bemenet: Lehetővé teszi egy külső detektor analóg jele bevitelét.

Öt standard független fűtött zóna: További fűtött egységek (pl. szelepek) állíthatók be. Önellenőrző diagnosztika: Minden kromatográfban a memóriát, az elektronikát és a jelutak megbízható működését ellenőrzi.

2.8.7.3. Ionkromatográfia

Az ion-kromatográfia, amint neve is mutatja, minőségi és egyúttal mennyiségi analitikai módszere az ionok meghatározásának. Mivel a vizsgálat folyadékfázisban történik, az ionkromatográf fő része egy elválasztó oszlop. Az elválasztás az eluens és a mozgó fázisban lévő minta ionoknak az álló fázisban található ellenkező töltésű csoportokkal való kölcsönhatása révén történik. A mintában lévő különféle ionok eltérő elúciós idővel rendelkeznek, ami elsősorban a következő paraméterektől függ: vegyérték, ionsugár és disszociáció fok. Az eluens ionjai a detektálást megnehezítik, mivel hasonlóak a minta ionjaihoz. Az elválasztó anyagoknak kis eluens ionkoncentráció mellett erős specifikus kölcsönhatásban kell lépnie a minta ionjaival. Ennek megvalósítására olyan inert anyagot használnak, amely a felületén koncentráltan tartalmazza a kicserélő csoportokat. A cserefolyamatot ezeken a műgyanta részecskéken nem akadályozza az abszorbció vagy diffúzió: a minta komponensei élesen frakciókra különültek. Az ilyen gyanta kapacitása (az 1g gyantára jutó kicserélő csoportok száma) százszor kisebb, mint a standard ioncserélő gyantáké.

Az eluens ionkoncentrációja – hatékony elúciót feltételezve – arányos az ioncserélő kapacitással. Néhány évvel ezelőtt csupán egyetlen módszer volt ismeretes ilyen kiskapacitású gyanták előállítására: kationcserélő gyantát mikroméretű anioncserélő részecskékkel vontak be a felületén. Új módszerek segítségével új műgyanta generációt állítottak elő kopolimer bázison, amely kizárólag a felületén tartalmaz amincsoportokat. A gyanta megnövekedett mechanikai és kémiai stabilitása előnyösen befolyásolja az elválasztó oszlop élettartamát. Anionok meghatározására a legérzékenyebb és univerzális módszer a vezetőképesség mérése. Mivel azonban a mozgó fázis maga is elektrolit, pl. nátri-um-hidroxid, a hidroxid nagy vezetőképessége megnehezíti a kis koncentrációban jelenlévő anionok közvetlen mérését. Ezért a kationokat egy másik oszlopban hidroniumionokra cserélik ki. Az anionok reakcióterméke ásványi sav, amely nagy érzékenységgel mérhető az ionmentes víz háttérrel szemben. (A nátrium-hidroxid reakcióterméke az ion-mentes víz). Az ioncsere folyamat végrehajtható ioncserélő oszlopon szakaszos regenerálással vagy pedig ioncserélő membrántechnológiával folytonos regenerálással. Lehetőség van az utána kapcsolt oszlopban reakciók végrehajtására, az ionokkal színes komplexeket képező reagensek hozzáadása esetén fotometriás mérés, vagy pedig komplexképzők hozzáadása után elektrokémiai detektálással az oxidációs állapotot lehet mérni.

BIOTRONIK IC 1000 anionok és kationok vizsgálatára

Mintainjektáló rendszer:

Inert műanyagból készült holttérfogatmentes szelep kézi injektáláshoz. Jó reprodukálhatóságot biztosító hurokinjektor. Cserélhető minta hurkok, a kalibráció a mintahurok túltöltésével történik.

Elúciós szivattyú

Kettős piszton szivattyú korrózióálló, passzivált felületű rozsdamentes acélból készült fejekkel 4–120 bar. közötti üzemi nyomáshoz. A folyadék pulzálása csekély. Robusztus kivitelű analóg nyomáskijelzés. Az áramlási sebesség 0,1–9,9 ml/perc között számjegyesen állítható be.

Oszlopválasztó szelep

Holttérfogatmentes kétutas szelep amely kézzel működtethető és egyik oszlopról a másikra történő átváltásra szolgál.

Vezetőképesség detektor

Méréstartomány 1–10 000 mikrosiemens között. Egyszeres vagy kétszeres mérés. A kimenő jel invertálható. A háttér 6000 mikrosiemensig elektronikusan kompenzálható. Digitális és analóg kijelzés. Digitális és analóg kimenet. Szigetelt mérő cella konstans hőmérsékleten történő méréshez.

Utána kapcsolt oszlopban végrehajtható reakciók Anion vagy kation csere nyomás-független oszlopokon. Szakaszos regenerálás egy külön szivattyú segítségével. A regeneráló szivattyú automatikus ellenőrzése.

TARTOZÉKOK

Elválasztó oszlop: Előtöltött üvegoszlop referencia kromatogrammal, 120 bar. nyomásig. Különféle

műgyanták anionok, kationok, szerves savak, nehézfém-ionok stb. elválasztására. Automata mintainjektáló rendszer Külön egységben helyet foglaló mikroprocesszoros vezérlésű programozó, amely

100 mintát tartalmaz végtelen láncon. Egyszeres minta hurok kalibráció nagy pontosságot és reprodukálhatóságot biztosít. Mosó és szárító ciklusok küszöbölik ki a memóriaeffektust. A minták zárt kónikus műanyag kapszulákban kerülnek tárolásra egy hűtött kabinetben. Vezetőképességi kontaktusok ellenőrzik a hurok buborékmentes töltését.

Folyamatos anionvizsgálathoz való készlet Folyamatosan regenerálható ioncserélő membránnal. Komplett reakcióegység. Kémiai reakciódetektor Nehézfém-ionok vagy más ionok kolorimetriás meghatározására. Inert teflon reak

ció egység holttérfogatmentes keverő blokkal. A reagens hozzáadást külön szivattyú

végzi. Csak fotometriás detektorral együtt működtethető. Detektorok Vezetőképességű detektor. UV detektor. Elektrokémiai detektor. Törésmutató detektor. Fluoreszcenciás detektor. Elektromos csatlakozás: 230 V/50 Hz,

2.8.7.4. Tömegspektrometria

A tömegspektroszkópiás mérésben a készülékbe adagolt anyag atomjait molekuláit tömegtöltés szerint szétválasztják. Az anyag alkotóinak minősége és az alkotók egymáshoz viszonyított mennyisége meghatározó. A szétválasztás dinamikus. A mozgó tömegekre mágneses vagy villamos tér hat. A mozgó részecskék a hatás következtében elkülönülnek. A szabad akadálynélküli mozgás és a megfelelően hosszú úthossz érdekében a készülék belsejében vákuumot létesítenek. Környezeti hőmérsékleten gáznemű, cseppfolyós és szilárd anyagok egyaránt elemezhetők.

Főbb részei: minta beviteli rendszer a minta vákuum alatti térbe juttatásához, ionforrás, analizátor a részecskék tömegtöltés szerinti szétválasztásához, detektor a tömegrészek felismerésére, vákuumrendszer. A tömegspektrometer több különböző típusú elemző része a tömegek idő szerinti elválasztásán, a mágneses elválasztáson, a

villamos és mágneses tér, valamint a gyorsan változó villamos tér (kvadrupól) együttes felhasználásán alapszik. A felhasználás célja lehet vegyületek azonosítása, gázkeverékek mennyisége és minőségi elemzése, a levegőszennyezők vizsgálata.

VG Anatech Ltd:

SURVEY típusú környezetvédelmi mobil, monitor tömegspektrométer A készülék jellemzői:

  1. Illékony szerves vegyületek (légszennyezők)

  • minőségi kimutatása (ismeretlen vegyületek azonosítása) és ezzel egyidejűleg:

  • mennyiségi meghatározása (tipikusan 1 ppb–1 ppm közötti szinten).

  • tömegspektrumok alapján.

  1. Monitor jellegű, mobil műszer, tehát bármilyen helyszínen képes a levegőben lévő szerves szennyezők minőségi és mennyiségi változását az időben követni:

  2. Szállítható (terepjáró, vagy bármilyen személygépkocsiban), mérete: átlagos kofferméretnek megfelelő, súlya 25 kg. Tápfeszültség: 230 V vagy akkumulátor.

  3. A mérés helyszínére szállítva azonnal mérés kész.

  4. Működtetése egyszerű, tipikusan nem tömegspektrometriás szakemberek használatára tervezték. Megjegyzés: A modern tömegspektrometria az összes ma ismert minőségi és mennyiségi analitikai módszerek közül az egyik legteljesítőképesebb. Felépítése Alapkészülék.

A készülék 2 mm ∅ tefloncsövön szívja be a levegőmintát. A mintabeviteli rend

szer szilikonmembránján keresztül jutnak az illékony szerves komponensek az elektronütközéses ionforrásba. A keletkezett ionokat kvadrupól tömegspektrométerrel analizáljuk, (Tömegszám-tartomány: 1–200 dalton) és detektáljuk. A jeleket erősítés és digitalizálás után az adatelemző rendszerhez továbbítjuk.

Adatelemző rendszer a) Hardware: computer, printer. A computer ellátja a mérést (készülék) vezérlést, adatgyűjtést és értékelést. b) Sofware: az előírások szerinti protokollt készít

  • automatikus könyvtárkereső program.

  • mennyiségi elemzéshez kiértékelő program (kalibrációval együtt).

Szivattyú-kitt

Alkalmazási területek

  • Havária esetek

  • Vegyipari gyártelepek (hatósági, vagy saját célú) környezetvédelmi gyors, helyszíni ellenőrzése.

  • Munkahelyek, gyártócsarnokok, gépek-gépsorok környezetének, (gáz)-légteré-nek monitorozása.

  • Munkavédelmi célú helyszíni mérések.

  • Helyszíni környezetvédelmi gyorsmérések.

  • Oldószerek (tankolás) átfejtésének ellenőrzése.

  • Tartályok, vezetékrendszerek tömítettségének, ill. szivárgásának vizsgálata.

2.8.7.5. Dioxinokmérése

A dioxinok méréstechnikájának fejlődése gázemissziókban nagyon szorosan összekapcsolódik a szemétégető berendezések működésével. A dioxin egy vegyületcsalád neve, a poliklórozott dioxinok csoportja 210 vegyületből, ill. izomerből áll. A 210 vegyület közül 17-ből már bebizonyosodott, hogy toxikus. Dioxint szándékosan nem állítanak elő, néhány kémiai folyamat nem kívánatos melléktermékeként keletkezik nagyon kis mennyiségben. Ilyen folyamatok a különböző égések pl. a szemétégetés, a szénégetés vagy az erdőtűz.

A dioxin emisszió meghatározásának legfontosabb lépései a következők:

  • mintavétel

  • extrakció, tisztítás, elemzés

  • kvantifikálás

  • eredmények megadása

A füstgázokból a dioxinmintákat a legtöbb esetben a gázelvezető csatornából veszik. A füstgázok dioxin koncentrációjának meghatározása iránti egyre növekvő igény az elmúlt években több mintavételi technika kifejlesztését előmozdította. Ezek mindegyike azonos elven a részgázáram mintavételezésen alapul. A dioxinok mintavétele a mintavételező berendezésekkel szemben nagy technikai követelményeket állít. A mintavételi technikák különböző változatait folyamatosan fejlesztették. Jelenleg 3 változata használatos:

  • szűrő/hűtő módszer

  • hígításos módszer

  • hűtött szondás módszer

A szűrő/hűtő módszer elvét a 2.48. ábra mutatja.

2-48. ábra - Dioxin mintavevő szűrő hűtő módszer elvi rajza

Dioxin mintavevő szűrő hűtő módszer elvi rajza


A módszer előnye, ha a füstgáznak nagy a porterhelése, akkor az a hűtőben kiválik, így a porrészecskék a berendezés további részében már nem hatnak zavaróan.

A hígításos módszer elvét a 2.49.ábra mutatja.

2-49. ábra - Dioxin mintavevő hígításos módszer elvi rajza

Dioxin mintavevő hígításos módszer elvi rajza


A gázmintát fűtött szondaszálon kell leszívatni, a gázminta 40 ° körüli keverőcsőben szűrt levegő hozzáadásával hőn tartott, így ez a hígítás megakadályozza, hogy a gázminta hőmérséklete vízharmat pont alá csökkenjen.

Az abszorpciós eljárás elvét a 2.50. ábra mutatja.

2-50. ábra - Dioxin mintavevő apszorpciós módszer elvi rajza

Dioxin mintavevő apszorpciós módszer elvi rajza


Ebben az esetben a részgázáramot szűrőn vezetik keresztül, a szűrő abszorbensén a

mérendő anyag leválasztódik. Mivel a dioxin kibocsátás folyamatos monitorozásának kifejlesztése a közeljövőben nem várható, ezért hosszú ideig tartó koncepciót dolgoztak ki. Olyan mintavevő berendezést alakítottak ki, amellyel akár 30 napos minta is vehető.

A dioxinok meghatározása gázkromatográfiás elválasztás után tömegspektrometriásan történik. A végeredményt a mért koncentráció nemzetileg toxicitási egyenértékre (TEQ) átszámításával kapjuk. Ami a mennyiségi meghatározást illeti jelenleg a nagy felbontóképességű GC–MS az egyetlen technika, amely elég érzékeny és elég fajlagos a dioxinvegyületek meghatározásához. A pontosságot a certifikált referencia anyagokkal való időszakos vizsgálattal, míg a precizitást a laboratóriumi referencia anyagokkal összehasonlító vizsgálatokkal kell ellenőrizni, illetve biztosítani.

2.8.7.6. Plazma spektrometria

A jogszabályok változása és a fém meghatározás minőségi-mennyiségi igénye a fémanalitika fejlesztését, ill. sokoldalú alkalmazását tette szükségessé. Míg az atomabszorpciós fotométerekkel egy-egy minta elemzése volt lehetséges, úgy az ICP-kel (induktiv csatolt plazma spektrométer) egyidőben az elemek igen nagy száma mennyiségi-minőségi szempontból megismerhetővé válik. Ma többféle ICP készülék kapható és ezek többféleképpen csoportosíthatóak, de a legáltalánosabban használt kategória szimultán illetve szekvenciális.

Az a mód azonban ahogy a szimultán és a szekvenciális ICP-t értelmezik, sokat változott az évek során. A közvetlen leolvasású echelle szekvenciális rendszerek gyorsabbak sok szimultán rendszernél és további figyelembe veendő tényezőként szerepel a detektor típusa és az elemzés során alkalmazott integrálási módszer. Több féle szimultán ICP létezik. A két legelterjedtebb a Paschen-Runge és az Echelle rendszer.

A Paschen-Runge spektrométerekben konkáv mechanikus vagy holografikus rácsot alkalmaznak egy Rowland-körnek nevezett optikai elrendezést beépítve. Ez az elrendezés közvetlen leolvasású rendszer, ami azt jelenti, hogy az ICP forrásból származó teljes fénymennyiség hullámhossz csúcson közvetlenül kerül leolvasásra, nincs szükség az optikai elemek mozgatására a csúcs meghatározásához.

Az Echelle spektrométerek nemcsak az echelle-rácsot alkalmazzák, hanem rendtartó eszközt (prizmát vagy más keresztdiszperzálót) is alkalmaznak, hogy a szétválasztást hullámhossz és rend szerint is biztosítsák. Az echelle rendszerek geometriája és konfigurációja sokkal jobb felbontást és diszperziót biztosít mint a konkáv ill. holografikus rácsok, legalább olyan jó, vagy jobb érzékenység mellett.

A szekvenciális ICP spektrometriában két módszer van, a csúcskeresés és a közvetlen leolvasás. Általában a szekvenciális spektrométereket fix forrással (plazma) belépő és kilépő réssel ill. detektorral tervezik, következésképpen mozgatható ráccsal vannak felszerelve, annak érdekében, hogy a kívánt hullámhosszúságú fényt megfelelően irányíthassák a kilépőrésre (és a detektorra).

A szekvenciális ICP-k előnyei kézenfekvők, bármely használható ICP hullámhossz bármikor rendelkezésre áll. A gyakran felmerülő kérdés, hogy a kiválasztott ICP axiális vagy radiális elrendezésű legyen. Az axiális (vízszintes elrendezésű ill. tengelyirányú megfigyelésű) ICP készülékek rendkívül alacsony kimutatási határérték miatt kedveltek. Ezzel az elrendezéssel többszörösen jobb érzékenység érhető el, mint radiális megfelelőjével. Az axiális megtekintésnél csak a plazma középső (analitikai jelet tartalmazó) csatornát figyeljük kiküszöbölve a külső régiót, amelyben sokkal magasabb az alapzaj. Egyszerűen összegezve az axiális megtekintéssel többet látunk a kívánt analitikai jelből és kevesebbet a nem kívánatos háttér jelből mint a radiális megtekintés esetén. Fontos része az ICP-nek a detektor, amely egy olyan eszköz, amely a fényenergiának elektromos jellé alakításával méri a ráeső fény mennyiségét. A legáltalánosabban használt detektor a fotoelektron sokszorozó (PMT). A detektorok egy másik típusa a töltéscsatolt, szegmentált töltéscsatolt, ill. töltésinjektáló rendszerek. (CCD, SCCD, CID). Egyszerűség kedvéért ezeket együttesen töltésátviteli eszközöknek (CTD) nevezzük. A CTD-k olyan egy ill. kétdimenziós detektorok, amelyek egyforma kicsiny négyszögek (pixelek) százaiból állnak, amelyek a teljes használható ICP spektrum szimultán érzékenységére használatosak.

2.8.8. Emisszió meghatározása műszaki számításokkal

A levegőtisztaság-védelmi gyakorlatban kialakultak egyszerűbb és természetesen a méréseknél pontatlanabb emissziómeg határozási módszerek, az ún. műszaki számításokkal történő emisszió meghatározási módszerek. Ennek a módszernek három fajtáját lehet megkülönböztetni:

  • anyagmérlegek,

  • fajlagos, tapasztalati adatok alapján.

2.8.8.1. Emisszió meghatározása anyagmérleg alapján

Anyagmérleg segítségével nagyságrendileg helyes, tájékoztató adatokat nyerhetünk a szennyező technológiák kibocsátott anyagairól, azok mennyiségéről.

Egy-egy gyártási folyamat anyagmérlegét a különböző folyamatok egyenlegének vizsgálatával, a kölcsönhatások és átalakulások feltárásával komplex módon kell kezelni. A vizsgálat eredményei akkor tekinthetők elfogadhatónak, ha az elméleti alapösszefüggésekből és a technikai összefüggésekből számított emisszió adatok összes szennyező anyagnál arányaiban megegyeznek egymással, vagy a jellemzőkből egyértelműen magyarázhatók.

A vizsgálatok lebonyolítása során ajánlatos a következő lépésekből álló tevékenységi sort alkalmazni:

  • A vizsgált technológia alapos megismerése,

  • A vizsgált technológiánál alkalmazott jellemző fizikai és kémiai összefüggések meghatározása és értékelése,

  • A vizsgált technológia helyszíni tanulmányozása, adatgyűjtés,

  • Az információk, adatok alapján a környezetszennyező anyagok mennyiségének meghatározása és értékelése.

Anyagmérleg alapján jó közelítéssel határozhatók meg azon festési eljárások, amelyeknél az alkalmazott festékek, lakkok felhordását követően kémiai reakciók nem játszódnak le.

„Hagyományos” festékek alkalmazása esetén a festékek, lakkok oldószertartalma, valamint a hígítók – amelyek általában szintén szerves anyagok –, vagy felhordás, vagy a száradás során távoznak a környezetbe.

Fűtési technológiáknál az emisszió az alábbi összefüggés segítségével határozható meg:

E 0 = M x 100 +m t [ kg /h ] MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaacaWGfbWaaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaWGnbWaaSaaaeaacaWG4baabaGaaGymaiaaicdacaaIWaaaaiabgUcaRiaad2gaaeaacaWG0baaamaadmaabaWaaSGbaeaacaWGRbGaam4zaaqaaiaadIgaaaaacaGLBbGaayzxaaaaaa@44A4@

ahol:

E0 – az oldószer-emisszió,

M – az éves festékfelhasználás [kg/év],

x – a festék oldószertartalma [s%],

m – az éves hígítófelhasználás [kg/év],

t – az éves üzemórák száma [h/év].

A számításokat természetesen minden egyes festékfajtára külön-külön kell kiszámítani. Jó eredményt adnak az illékony savakkal (sósav, salétromsav) történő pácolási és maratási műveleteknél végezhető számítások. Ugyanis a fürdők elkészítéséhez bevitt savak és az elhasználódott fürdők HCL, Cl, HNO3 és nitrát tartalmának különbsége a környezetbe kerül légszennyező anyagként.

Szerves, illékony folyadékokkal történő zsírtalanításnál is hasonló a helyzet, mert a pótlásként beadagolt anyagmennyiségek nagy része szintén levegőszennyező anyaggá válik. Az emisszió mértéke természetesen a fürdők üzemideje alapján határozható meg.

Fafeldolgozásnál szintén meghatározhatók anyagmérlegek. Ugyanis a termelés során feldolgozásra kerülő fa mennyisége mérhető, vagy a térfogatsúlyukból számítható.

Rönkök feldolgozása: A feldolgozásra került anyagból készáru 75%

darabos hulladék

22,5%

fűrészelési veszteség

2,5%.

Fűrészáru feldolgozása: összes veszteség

11,9%.

ebből

– gyalulás, marás

70%

– fűrészelés

20%

– csiszoás

10%.

2.8.8.2. Emissziószámítás fajlagos és tapasztalati adatok alapján

Tüzelés

A szennyező források közül a tüzelő-, illetve hőtermelő berendezések kéményei adják a legnagyobb hányadot. A hőtermelésnél külön kell vizsgálni a szén-, olaj-és gáztüzelést, mert a kibocsátások és így a számítások is eltérőek. Légfelesleggel történő tökéletes égésnél keletkező füstgázmennyiség az alábbi képlettel határozható meg:

V = Vn0 + L0 (m–1) (Nm3/kg, ill. Nm3/Nm3)

ahol

V – a füstgáz mennyisége fizikai normál állapotban,

Vn0 – az elméleti füstgázmennyiség fizikai normál állapotban,

L0 – elméleti levegőszükséglet fizikai normál állapotban,

m – légfeleslegtényező.

Különböző tüzelőanyagok elméleti levegőszükséglete, illetve a füstgázmennyisége a fűtőértékek alapján a következő képletek segítségével is meghatározható:

0 – elméleti levegőszükséglet Nm3/kg,

Vn0 – elméleti nedves füstgázmennyiség Nm3/kg,

Ha – alsó fűtőérték kJ/kg,

h – hamutartalom s%.

Koksz-és antracittüzelés esetén:

L 0 = 1,01 H a 1000 +0,5 V 0 n = 0,89 H a 1000 +1,65 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaacaWGmbWaaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIXaGaaiilaiaaicdacaaIXaGaamisamaaBaaaleaacaWGHbaabeaaaOqaaiaaigdacaaIWaGaaGimaiaaicdaaaGaey4kaSIaaGimaiaacYcacaaI1aGaaGjbVlaaysW7caaMe8UaaGjbVlaaysW7caWGwbWaa0baaSqaaiaaicdaaeaacaWGUbaaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIWaGaaiilaiaaiIdacaaI5aGaamisamaaBaaaleaacaWGHbaabeaaaOqaaiaaigdacaaIWaGaaGimaiaaicdaaaGaey4kaSIaaGymaiaacYcacaaI2aGaaGynaaaa@5ADF@

Hazai és nagy hamutartalmú szenek tüzelése esetén:

L 0 = 1,01 H a 1000 +0,5( 1,06 h 100 ) V 0 n = 0,85 H a 1000 +1,65( 1,065 h 100 ) MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=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@6E35@

Olajtüzelésnél:

L 0 = 0,85 H a 1000 +2,0 V 0 n = 1,11 H a 1000 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaacaWGmbWaaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIWaGaaiilaiaaiIdacaaI1aGaamisamaaBaaaleaacaWGHbaabeaaaOqaaiaaigdacaaIWaGaaGimaiaaicdaaaGaey4kaSIaaGOmaiaacYcacaaIWaGaaGjbVlaaysW7caaMe8UaaGjbVlaaysW7caaMe8UaamOvamaaDaaaleaacaaIWaaabaGaamOBaaaakiabg2da9maalaaabaGaaGymaiaacYcacaaIXaGaaGymaiaadIeadaWgaaWcbaGaamyyaaqabaaakeaacaaIXaGaaGimaiaaicdacaaIWaaaaaaa@589A@

Földgáztüzelés esetén:

L 0 = 1,09 H a 1000 0,25 V 0 n = 1,14 H a 1000 +0,25 MathType@MTEF@5@5@+=feaafiart1ev1aqatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqik8vrps0lbbf9q8WrFfeuY=Hhbbf9v8qqaqFr0xc9pk0xbba9q8WqFfea0=yr0RYxir=Jbba9q8aq0=yq=He9q8qqQ8frFve9Fve9Ff0dmeaabaqaciGacaGaaeqabaWaaeaaeaaakeaacaWGmbWaaSbaaSqaaiaaicdaaeqaaOGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIXaGaaiilaiaaicdacaaI5aGaamisamaaBaaaleaacaWGHbaabeaaaOqaaiaaigdacaaIWaGaaGimaiaaicdaaaGaeyOeI0IaaGimaiaacYcacaaIYaGaaGynaiaaysW7caaMe8UaaGjbVlaaysW7caaMe8UaaGjbVlaadAfadaqhaaWcbaGaaGimaaqaaiaad6gaaaGccqGH9aqpdaWcaaqaaiaaigdacaGGSaGaaGymaiaaisdacaWGibWaaSbaaSqaaiaadggaaeqaaaGcbaGaaGymaiaaicdacaaIWaGaaGimaaaacqGHRaWkcaaIWaGaaiilaiaaikdacaaI1aaaaa@5D2B@

A légfeleslegtényező szokásos értékei:

Fa-és növényi anyagok tüzelésénél:

2,00–3,50

Széntüzelésnél (kézi kiszolgálásnál)

1,60–2,00

(gépi kiszolgálásnál)

1,30–1,60

Szénportüzelésnél

1,05–1,15

Olajtüzelésnél

1,20–1,40

Gáztüzelésnél

1,10–1,25

Szilárd anyagok kibocsátásának kiszámítására használatos összefüggések:

s = 1 tonna elégetésnél keletkező hamu és pernye mennyisége [kg/t],

h = a tüzelőanyag hamutartalma [s%],

f = a tüzelés módjától függő szorzófaktor.

Széntüzelés esetén:

s = f · h [kg/t]

ahol:

kézi adagolású rostélytüzelésnél

f = 2,0

gépi adagolású rostélytüzelésnél

f = 2,3

szénportüzelésnél

f = 7,3

salakolvasztó tüzelésnél

f = 4,9

hűtött falzatú kazánnál

f = 8,4

ciklonos leválasztó alkalmazása esetén

f = 0,9

Olajtüzelés esetén:

s = f · h [kg/t]

ahol:

f értéke 10,0

Növényi hulladéktüzelés (fűrészpor, maghéj) esetén:

s=f · h [kg/t]

ahol:

f értéke 9,0.

Kén-dioxid kibocsátásának számítása:

ESO2 = 2O S · Q [kg/h]

ahol:

S – a tüzelőanyag éghető kéntartalma [s%]

(ugyanis széntüzelésnél csak az éghető kéntartalom távozik el SO2 formájában), Q – óránkénti eltüzelt tüzelőanyag mennyisége [t/h].

Nitrogén-oxidok kibocsátásának számítása: A tüzelésnél függetlenül a tüzelőanyag fajtájától nitrogén-oxidok (NO, NO2, stb) keletkeznek. Szén és olaj esetében a tüzelőanyag nitrogéntartalmú vegyületeinek elégetéséből, illetve oxidációjából keletkeznek. Gáztüzelésnél az égéshez bevitt levegő nit-rogén-és oxigéntartalmából képződnek nitrogén-oxidok a magas hőmérséklet hatására, tehát mennyiségét a kazán konstrukciója és a légfelesleg befolyásolja. Tehát a tüzelés megfelelő beszabályozásával a szén-monoxid és a nitrogén-oxidok emissziója optimálissá tehető.