Phương pháp đẳng động lực isokinetic

1.Phương pháp đẳng động lực isokinetic      

a, Khái niệm isokinetic

            “iso=same” + “kinetic=movement”                               (1)

Lấy mẫu đẳng động lực (isokinetic) là quá trình lấy mẫu sao cho vận tốc hút tại đầu lấy mẫu (Vn) bằng vận tốc dòng khí (Vs) trong điều kiện không bị xáo trộn (Vn=Vs)

]cols]

b)Đối tượng của phương pháp isokinetic

Sử dụng lấy mẫu các chất ở dạng hạt như bụi, bụi kim loại, dioxin/furan, hợp chất bán bay hơi(SVOC)… trong khí thải.

c, Điều kiện sử dụng của phương pháp đẳng động lực isokinetic

Các ống khói nhà máy (nhiệt điện, xi măng, phân bón, lò đốt chất thải rắn…)

  • Dòng chảy xoáy.
  • Ống khói có đường kình nhỏ hơn 0.3 m.
  • Không thỏa mãn điều kiện: B=2*D và đoạn A=0.5*D.
điểm lấy mẫu trên ống khói
Điểm lấy mẫu trên ống khói
[/cols]

*Note: Lấy mẫu bằng phương pháp đẳng động lực isokinetic (Vn=Vs) lượng bụi thu được sẽ tương đương bụi trong dòng khí =>Điều này sẽ làm tăng độ chính xác và độ tin cậy của kết quả.


 2.Quan trắc khí thải công nghiệp hiện trường bằng phương pháp đẳng động lực isokinetic.

a,Chuẩn bị điều kiện lấy mẫu.

  • Thiết bị lấy mẫu isokinetic  (tổ hợp đầu đo, hệ thống gia nhiệt , bộ ngưng tụ ẩm hệ thống dây cáp nối, bộ điều khiển với bơm)
  • Ống pitot chữ S và đồng hồ đo chênh áp theo EPA2
  • Thiết bị đo trực tiếp thông số O2 điều kiện đo và điều kiện chuẩn và xác định khối lượng mol phân tử khí thô theo EPA 3) truyền hình cáp việt nam, internet vtvcab
  • Cân điện tử chính xác tới 0.1g(để xác định độ ẩm của khí thải theo EPA 4)
  • Máy tính (sử dụng các chương trình tính toán) 
  • Máy tính tay,công cụ trượt quy đổi.
  • Vật liệu, hóa chất (màng lọc bụi, đĩa petri, aceton , silica gel, nước cất).

So sánh giữa các phương pháp lấy mẫu khí phương pháp 5 phương pháp 17

 

Phương pháp 5

Phương pháp 17

Nguyên lý

Isokinetic (Vn=Vs)

Isokinetic (Vn=Vs)

Phương pháp

Bộ lọc bụi bên ngoài ống khói, giấy lọc bụi hình tròn=> yêu cầu hệ thống gia nhiệt tại 106 – 134 oC

=> tránh ngưng tụ, tách ẩm

Bộ lọc bụi đuợc đưa vào bên trong ống khói, giấy lọc bụi hình trụ tròn => không cần gia nhiệt

Ưu, nhược điểm

Sử dụng đo ống khói có độ ẩm cao,dễ tạo thành giọt lỏng hoặc bão hòa hơi nước

-Ưu tiên dùng trong trường hợp nồng độ bụi trong khí thải lớn.

-Không sử dụng đo ống khói có độ ẩm cao, dễ tạo thành giọt lỏng hoặc bão hòa hơi nước.

=>Đặc biệt một số nhà máy sử dụng phương pháp ướt để xử lý khí thải trước khi thải ra ngoài.

c,Chuẩn bị tại hiện trường

*Sơ đồ lắp ráp hệ thống lấy mẫu khí bằng phương pháp đẳng động lực isokinetic

lắp ráp hệ thống lấy mẫu khí isokinetic
lắp ráp hệ thống lấy mẫu khí isokinetic

*Lưu ý trước khi bắt đầu quá trình lấy mẫu bằng phương pháp đẳng động lực isokinetic

  • Vị trí lấy mẫu và số điểm hút mẫu tối thiểu phải đuợc xác định tại nguồn phát thải truớc khi tiến hành lấy mẫu.
  •  Các thông số cần đo đạc tại hiện truờng tại nguồn phát thải là áp suất tinh, nhiệt độ, chênh lệch áp suất giữa áp suất tinh và áp suất dộng (ΔP).
  • Ðộ ẩm đuợc xác định theo phương pháp 4 của US-EPA
  • Ðộ ẩm đuợc xác dịnh theo phương pháp 4 của US-EPA
  • Lựa chọn kích thuớc động học của ống pitot chữ S phù hợp với ΔP nhằm duy trì trạng thái lấy mẫu đẳng động lực.
  • Tráng rửa các bộ phận tiếp xúc với dòng khí bằng các dung môi acetone truớc khi lấy mẫu.

*Vị trí lấy mẫu (xác định theo phương pháp 1 của USEPA )

  • Xác định ví trí dòng chảy xóay bằng đồng hồ đo chênh áp.
  • Xác định vận tốc hút, kích thước động học của đầu lấy mẫu.
  • Nguồn phát thải là áp suất tĩnh , nhiệt độ, chênh lệch áp suất giữa áp suất tĩnh và áp suất động (ΔP).

pitot và đồng hồ đo chênh áp

*Lắp ráp hệ thống cho thiết bị đo isokinetic ESC gồm đầu lấy mẫu, màng lọc bụi, hệ thống ngưng tụ.

*Kiểm tra lại hệ thống

  • Sau khi đã lắp ráp thiết bị theo sơ đồ
  • Bịt dầu Pitot chữ S
  • Bật bơm, chỉnh đồng hồ đo áp khoảng -10kpa
  • Kiểm tra đồng hồ lưu luợng, nếu đồng hồ đứng yên, không di chuyển trong 10- 20s và nuớc trong các ống ngưng tụ không sủi bọt khí thì hệ thống kín bọt khí thì hệ thống kín.
  • Bắt dầu thả tay khỏi đầu Pitot
  • Tắt bơm và lắp thiết bị vào ống khói chuẩn bị lấy mẫu.

* Truớc và sau khi tiến hành lấy mẫu cần phải kiểm tra độ kín của thiết bị hút mẫu

*Vận hành các thiết bị lấy mẫu

  • Sau khi xác định các vị trí hút mẫu và đánh dấu các vị trí trên cần hút mẫu bằng bút chịu nhiệt và băng tan.
  • Di chuyển cần lấy mẫu vào lỗ lấy mẫu theo vị trí đã vạch sẵn.
  • Khởi động bơm, diều chỉnh bảng diều khiển và tiến hành ghi chép các thông tin nhiệt độ ống khói, nhiệt độ khí vào, khí ra khỏi hệ thống lấy mẫu trên bảng diều khiển. Ghi chép các thông số này hệ thống lấy mẫu trên bảng điều khiển. Ghi chép các thông số này với tần suất từ 5 phút/lần.
  • Mỗi điểm lấy mẫu bằng phương pháp đẳng động lực isokinetic, hút mẫu trong 5 phút.
  • Sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển ống lấy mẫu tới vị trí tiếp theo và tiến hành ghi chép tương tự dối với điểm lấy mẫu truớc.
  • Ðảm bảo nhiệt độ buồng gia nhiệt 120 oC ±14oC, đầu ra <20oC
  • Lấy mẫu bụi: với số luợng ít nhất 2 mẫu/1 lần đo.
  • Thời gian tối thiểu mỗi mẫu 1 giờ và 1,5m3 khí.

*Thu mẫu

  • Dùng nhíp để chuyển màng lọc vào trong đĩa petri sạch đã dán nhãn .băng kín đĩa petri bằng băng paraffin.
  • Rửa mặt trong pitot chữ S, ống hút mẫu và các khớp nối với buồng đựng cái lọc bụi, tráng rửa 3 lần bằng acetone( để lấy mẫu bụi dính trong lòng ống).

*Phương pháp tính toán

      Giấy lọc đuợc sấy ở 104oC trong 2-3 giờ, để ở bình hút ẩm ít nhất 6 giờ và sau đó cân đến một khối luợng không đổi (kết quả giữa các lần cân không quá 0.1mg).

  • Acetone đã rửa thiết bị để bay hơi tự nhiên đến khô, sau đó cân đến trọng luợng không đổi => xác định trọng luợng của mẫu.

      => Tổng trọng luợng của các mẫu trên giấy lọc và rửa acetone.

thu mẫu trong lòng ống
thu mẫu trong lòng ống
thu mẫu bụi trong màng lọc
thu mẫu bụi trong màng lọc

*Tính toán và xử lý số liệu đo được

      Ðơn vị đo: Khi chuyển đổi đơn vị từ ppm sang mg/m3 cần phải lưu ý diều kiện tiêu chuẩn của khí.

  • Truờng hợp điều kiện tiêu chuẩn là 25oC, 760 mmHg
  • Truờng hợp điều kiện tiêu chuẩn là 0oC, 760 mmHg

      Kết quả thực đuợc xác định theo nồng độ oxy tham chiếu

Công thức quy đổi tham chiếu
Công thức quy đổi tham chiếu

*Hoạt động QA/QC trong lấy mẫu

  • Thiết bị phải được hiệu chuẩn hàng năm theo Thông tư 23/2013/TT-BKHCN ngày 26 tháng 9 năm 2013 của Bộ trưởng Bộ Khoa học và Công nghệ quy định về đo lường đối với phương tiện đo nhóm 2;
  • Tỷ lệ phần trăm lấy mẫu đẳng động học (I) phải đặt trong khoảng 90%< I <110%.
  • Thu thập mẫu trắng dụng cụ tại hiện trường.

* Điều lưu ý trước khi lấy mẫu.

  • Truớc khi tiến hành đo phương pháp đẳng động lực isokinetic
  1. Phải có kế hoạch quan trắc (cho từng nguồn thải cụ thể)
  2. Hiệu chuẩn: đảm bảo độ tin cậy
  3. Thiết bị: vệ sinh sạch sẽ, đầy đủ, có thiết bị dự phòng.
  4. Phối hợp với nhà máy (doanh nghiệp) để lựa chọn diểm lấy mẫu đại điện, vận chuyển thiết bị, sàn thao tác, nguồn điện.
  • Trong quá trình do
  1. Ðiều kiện lấy mẫu đảm bảo khi cơ sở hoạt động trong điều kiện đại diện nhất
  2. Lấy mẫu lâu hơn (TB là 01 giờ)
  3. Lấy lặp lại 02 lần (các nuớc khác 03 lần)
  • Sau khi do
  1. QA/QC
  2. Thống nhất các don vị do về diều kiện (25oC, 760 mmHg và trạng thái khí khô)
  3. Xử lý số liệu, kiểm tra dộ tin cậy của dữ liệu.
  4. Báo cáo

Tài liệu tham khảo chi tiết download: Phương pháp đẳng động lực isokinetic