Hidrokarbon(HC) Emisyonlarının Ölçüm Yöntemleri

... konulu sunumlar: "Hidrokarbon(HC) Emisyonlarının Ölçüm Yöntemleri"— Sunum transkripti:

1 Hidrokarbon(HC) Emisyonlarının Ölçüm Yöntemleri
Burcu Aydınlar G Laçin Haktanır G Çevre mühendisliği

2 Hidrokarbon Nedir? Karbon ve hidrojen atomları ihtiva eden organik bileşiklerdir. Hidrokarbonlar çok çeşitlidir. Benzin hidrokarbonlar karışımı olduğu gibi benzen, naftalin ve asetilen de birer hidrokarbondur.

3 Hidrokarbon Emisyonu Kaynakları
Petrol Benzin Dizel yakıt Doğal gaz Kömür Bazı plastikler

4 Hidrokarbonun Zararları
Yakıtın tam yanmaması ve benzinin (yakıt deposundan veya dolum sırasında) buharlaşması neticesinde ortaya çıkar. Bazı hidrokarbonlar mukozada tahrişe yol açar, bazıları ise kansorejendir(katran zift gibi). Hidrokarbonlar, azot oksit ve güneş ışığı etkisi ile ozon meydana getirir. Bitki büyümesini durdurduğu bilinen, doğrudan etkisi olan tek organik gaz kirleticidir.

5 Hidrokarbon Ölçüm Yöntemleri
UV_ spektrofotometri (flüoresans absorbsiyon) Alev iyonizasyon detektörü(FID) Gaz kramotografı (GC) Kütle seçmeli detektör (MSD) Lazer Oluşturmalı Plazma Spektrometri (LIBS) A relaxed eddy accumulation (REA) Bir kuvvetin uygulandığı kütleyi bir eksen etrafında döndürme eğilimi.

6 FLORESANS ABSORBSİYON GÖRÜNÜMÜ

7 Figure 2: Absorbance spectra of 20-ppm samples.
4 kimyasalın her biri 20 ppm lik konsantrasyonda UV spektrumu ile farklı absorban değerlerine sahip oldu.

8 Figure 3: Absorbance spectra first derivative (top tracing) and second derivative (bottom tracing) of 0.2-ppm samples.

9 Figure 4: Absorbance spectra first derivative (top tracing) and second derivative (bottom tracing) of 0.2-ppm samples. Figür3-4 0,2ppm’lik konsantrasyonun da 3 tane olan PAH’ın absorbans değerlerinde biraz farklılık arz ettiğinin görülmektedir. Fakat stilbene’nin ve hatta bunun 1. ve 2. türevleri spectrada göz önüne alınmadı.

10 FLORESANSLI SPEKTROFOTOMETRİ İLE ÖLÇÜMÜ
2ppmlik konsantrasyonda floresans ölçümü ile anthracene için hangi değerlerde excitation ve emisyon(nm) değerlerinin oluştuğunu göstermektedir.

11 FLORESANSLI SPEKTROFOTOMETRİ İLE ÖLÇÜMÜ
2ppmlik konsantrasyonda floresans ölçümü ile stilbene için hangi değerlerde excitation ve emisyon(nm) değerlerinin oluştuğunu göstermektedir.

12 FLORESANSLI SPEKTROFOTOMETRİ İLE ÖLÇÜM
2ppmlik konsantrasyonda floresans ölçümü ile Naphthalene için hangi değerlerde excitation ve emisyon(nm) değerlerinin oluştuğunu göstermektedir.

13 FLORESANSLI SPEKTROFOTOMETRİ İLE ÖLÇÜM
2ppmlik konsantrasyonda floresans ölçümü ile pyrene için hangi değerlerde excitation ve emisyon(nm) değerlerinin oluştuğunu göstermektedir.

14 FLORESANSLI SPEKTROFOTOMETRİ İLE ÖLÇÜM
0,2ppm de 4 kimyasal için emisyon ve excitation değerlerini bir arada 3 boyutlu göstermektedir.

15 FLORESANSLI SPEKTROFOTOMETRİ İLE ÖLÇÜM
0,05ppm konsantrasyonda 4 kimyasal iyice karıştırılmış ve karışımın emisyon ve excitation değerleri figürde gösterilmiştir. Pyrene dışında hepsi 0,05ppm de 2 acton150 cihazı kullanımında floresans metodu ile kolayca farkedilebilir.

16 Ulaşımdan Kaynaklanan Kirleticilerin Ölçülmesi

17 Ulaşımdan Kaynaklanan Kirleticilerin Ölçülmesi
Bu sistemde; CO Saçınımsız kızılötesi ışıma yöntemi (NDIR - Non dispersive infrared) ile, HC alev iyonizasyon yöntemi ile (FID), NOx kimyasal ışıma yöntemi ile (CLD) PM ve PAHs teflon kaplamalı cam elyaf filtreler üstünde toplanarak ölçülmektedir.(Pallfex filtreleri)

18 PAHs Örnek Alımı Ve Ölçülmesi
Öncelikle filtreler, organik bileşiklerin giderilmesi için 8 saat 450oC de bir fırına yerleştirilir. Temizlenmiş filtreler, tartımdan önce nemin dengelenmesi için en az 8 saat bir desikatörde bekletilir. Net ağırlığın hesaplanması için tartılır. Son tartımdan sonra(sadece filtre örnekleri), PAHs içeren örnekler karışım halindeki bir çözücü(n_heksan ve diklorometan 500ml/L) ile ekstraksiyon işlemi için 24 saat boyunca bekletilir. Ekstrakt daha sonra temizleme prosedürü için 2ml’lik ultra saf nitrojen ile temizlenerek konsantre hala getirilir. Daha sonra 0,5ml’lik ultra saf nitrojen ile tekrar konsantre edilir.

19 PAHs Analizleri PAHs analizleri için, gaz kromotografı(GC) ile kütle seçmeli detektör(MSD) ve bir bilgisayar çalışma merkezi kullanılır. GC/MSD sistemi bir Agilent marka çok ince direk, Agilent 7673A marka otomatik örnekleyiciden meydana gelmektedir. PAHs birincil ve ikincil iyonlarının kütleleri, saf PAH standartları için tarama yöntemi kullanılarak hesaplanır. PAHs nitelikleri, seçilmiş iyon gözlenmesi (SIM) yöntemi kullanılarak gözlemlenir.

20 PAH ve CO arasında ki ilişki

21 Lazer Oluşmalı Plazma Spektrometrisi

22 A relaxed eddy accumulation (REA)
VOC, metan, hidrokarbon ve bazı halojen hidrokarbon ölçümlerinde kullanılan bir sistemdir. Bu sistemde gaz kromotografı ile FID ve elektron yakalatıcı (ECD energy citations database) kullanılır.

23 A relaxed eddy accumulation (REA)

24 Hidrokarbon Ölçüm Aletleri
MEXA-1170HFID MEXA-7000 Version 3 MEXA-6000FT Series

25 MEXA-1170HFID Isıtılmış toplam hidrokarbon ölçüm sistemidir.
Bu mekanizmada ısıtılmış alev iyonizasyon yöntemş kullanılmaktadır.(HFID) Mekanizmada 1 detektör,1 örnekleyici ve 1 kontrol sistemi bulunmaktadır.

26 Uygulama Alanı Aşağıdaki örneklerin hepsini ölçebilmektedir;
Direkt (ham) Seyreltilmiş (CVS) Buharlaşmış emisyon (SHED) Testin yapılabileceği motor türleri; Benzinli Dizel Metanol LPG,CNG 2 ve 4 devirli motorlar Küçük kullanışlı motorlar(çim biçme makinaları gibi)

27 Özellikleri HFID detektörünün bulunduğu narin kompakt kutu bölümü, örnekleyici ve kontrol ünitesinden oluşmaktadır. Çeşitli örneklemelerde yalnız kullanımına olanak sağlar. Son derece büyük oranda konsantrasyonların ölçüm olanağı bulunmaktadır. Nakli, kurulumu ve uygulanması son derece kolaydır. Dijital göstergeler bulunmaktadır.

28 MEXA-6000FT Serileri Benzin, dizel, LPG ve methanol motorlarından kaynaklanan egzoz gazı ölçümlerinde kullanılır. Fourier Transform Infrared(dörtlü kızıl ötesi transferi) (FTIR) spektrometresi kullanır. NO2, N2O, NH3, H2O, HCHO, ve CH3OH ölçülebilmektedir. Bunun yanında ulaşımdan kaynaklanan standart hava kirleticilerini ölçmek için bu sisteme ek olarak Horiba´s FMA kullanılır.

29 Özellikleri Kullanımı ve sürdürülebilirliği kolaydır.
Doğrudan montaj ve kullanımına izin verilir. Zaman kayıplarının bertaraf etme olanağı sağlar. 1 dakika içinde emisyon sonuçları hesaplanır. Birçok fonksiyonda parmak ucu kontrolüne olanak sağlar. Saf ve seyreltik örnekleme kabiliyeti bulunur. Örnekleme sıklığı 1 dakikadır. Hareketli gaz hücresi ve örnekleme hattı numunedeki su buharının yoğunlaşmasını önler.

30 Özellikleri Kullanıcının seçebileceği 3 örnekleme modeli bulunur.
Her dakikada anlık değerler elde edilebilmektedir. Kullanıcının belirlediği aralıklarda ortalama değerler elde edilebilir. Değişken ortalama her dakika da güncellenir ve ölçüm değerlerinin çıktısı alınabilir. Sonuç integrallemeden sonra değerlerin çıktısı alınır

31 Ayrıntıların Belirtilmesi
MEXA: 6000FT 6000FT-FC TEMEL FTIR ANA ELEMAN Main unit -- CPU, CRT and FTIR. Sampling unit UYGULAMA Engine exhaust gas analysis Fuel Cell process gas analysis Measurement Modes a) Real-time b) Moving Average, and c) Integration Sampling Method Direct & Dilute (via CVS connection) -- both heated Direct Sample Flow Rate 20 L/min 7 L/min option 20 L/min Ambient Conditions Analyzer Unit: 25oC ± 5oC Sampling Unit: 25 oC ± 10OC

32 MEXA-7000 Version 3 EPA standartlarına uygundur.
Yüksek ve düşük ölçüm kapasitesine sahiptir. Anlık ölçüm sonuçları monitörden takip edilebilmektedir. Elektronik belgeleme olanağı sağlar. MEXA-1170 serilerinde olduğu gibi ekstra analizlerde integralleme olanağı sağlar. Ham ve seyreltik numuneler ölçülebilmektedir.

33 MEXA-7000 Version 3 Ana kontrol ünitesi(MCU); ölçüm sonuçları, kalibrasyonlar, ayarlama ve düzeltme,ekran, alarm ve bilgilerin gösterildiği bölümdür. Arayüzey kontrolleri(IFC); modüller ve ana kontrol ünitesi arasında ki iletişimi sağlar.

34 MEXA-7000 Version 3 Analizör bölümü(ANR); 5 analizör modülü içerir, bir veya iki bileşenli ölçümlerin olduğu yerdir. Isıtılmış analizör bölümü; THC, THC/CH4, NOx, ve NO/NOx ölçümü için ısıtılmış analizörleri içerir.

35 MEXA-7000 Version 3 Enerji kaynağı ünitesi(PSU); çeşitli modüller için gücü sağlar. Solenoit supap ayırıcı(SVS)

36 MEXA-7000 Version 3 Örnek dağıtım sistemi(SHS)
Isıtılmış fırın(OVN); ısıtma hattı, pompa ve solenoit supap ile 3 ısıtılmış analizör(THC, NOx, CH4 ) içermektedir.

37 Kaynaklar www.sciencedirect.com www.HORIBA.com www.piacton.com