Stikstofoxiden NO x. Periodieke metingen. Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste

Transcriptie

1 Code van goede meetpraktijk van de VKL (Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen) Wat doet de VKL? De Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen (VKL) heeft ten doel, binnen de kaders van de Europese en Nationale wet- en regelgeving, een concrete bijdrage te leveren aan het waarborgen, ontwikkelen, toepassen en in stand houden van de kwaliteit van luchtmetingen in Nederland. De vereniging behartigt tevens de gemeenschappelijke belangen van haar leden. De vereniging zal zich daarbij in het bijzonder richten op het bevorderen van: Een correcte en integrale toepassing van Europese richtlijnen en Nationale regelgeving op het gebied van luchtmetingen; Maatregelen gericht op het tegengaan van oneerlijke concurrentie als gevolg van het niet toepassen hiervan. Voor verdere informatie kunt u terecht op de VKL-website Stikstofoxiden NO x Periodieke metingen Deze code van goede meetpraktijk beschrijft de toegepaste werkwijze bij de monsterneming en meting van stikstofoxiden in emissies van stationaire bronnen binnen de VKL. Deze werkwijze is na afstemming binnen de technische commissie van de VKL tot stand gekomen. 1 6 CvGM-VKL 001 Versie 2.0 Mei 2009

2 Achtergrond De monstername wordt uitgevoerd conform NEN-EN (2007) - Luchtkwaliteit - Meetmethode emissies van stationaire bronnen - Eisen voor meetvlakken en meetlocaties en voor doelstelling, meetplan en rapportage van de meting. De NO x -meting wordt uitgevoerd conform de onderstaande normen. NEN-ISO (1998) - Emissies van stationaire bronnen - Bepaling van de concentratie aan stikstofoxiden - Prestatiekenmerken van geautomatiseerde meetsystemen. NEN-EN (2005) Emissies van stationaire bronnen - Bepaling van de concentratie aan stikstofoxiden - (NO x ) Referentie methode chemoluminescentie In dit praktijkblad worden de onderstaande zaken nader beschreven: Monstergasconditionering Controle op juiste werking Uitwerking Rapportage Meetprincipe Er zijn naast NO x -metingen op basis van chemoluminescentie ook alternatieve meetmethoden toegestaan. Van deze alternatieve meetmethoden dient wel te worden aangetoond dat de meetresultaten equivalent zijn met de standaard referentiemethode volgens de procedures vastgelegd in prcen/ts (zie verwijzingen in NEN-EN en achtergronddocument 14181). Monsterneming Er kan onderscheid gemaakt worden in droge en natte systemen. De monsterneming voor NO x wordt uitgevoerd conform NEN-EN Monstervoorbehandeling Het gas dient via een sonde met een verwarmd filter te worden onttrokken. Afhankelijk van de temperatuur in het kanaal dient het materiaal van de sonde te worden bepaald. Indien het NO 2 aandeel in NO x bepaald moet worden en er is sprake van een rookgastemperatuur boven de 250 C dient er een lans gebruikt te worden van glas, kwarts, keramiek of titaan. Het filter dient gemaakt te zijn van een inert materiaal en verwarmd te worden tot boven het zuurdauwpunt. Voor de monitor wordt vaak een tweede filter geplaatst om het gas verder te filtreren. De emissiemetingen worden uitgevoerd met een extractief monsternamesysteem, waarmee een representatief monster uit het afgaskanaal wordt genomen. 2 6

3 Code van goede meetpraktijk van de VKL (Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen) Rookgaskoeler Indien gebruik wordt gemaakt van een koeler dient het gas verwarmd te worden tot aan de koeler. De temperatuur dient zodanig te worden ingesteld dat deze ten minste 15 K hoger is dan het zuurdauwpunt. De temperatuur direct na de koeler (uitlaat) mag maximaal 4 C zijn. De monstername pomp dient na de koeler te zijn geplaatst. Indien de NO 2 /NO x verhouding hoger is dan 10% dient aangetoond te worden dat NO 2 niet oplost in de koeler. Dit is voornamelijk afhankelijk van het vochtgehalte van de afgassen. Permeatiedroger Indien gebruik wordt gemaakt van een droger dient het gas verwarmd te worden tot aan de droger. De temperatuur dient zodanig te worden ingesteld dat deze ten minste 15 K hoger is dan het zuurdauwpunt. Het zuurdauwpunt na de droger mag maximaal 4 C zijn. Verdunningssysteem Bij gebruik van een verdunningssysteem wordt het gas gedroogd met doge, schone, omgevingslucht of stikstof. Hierin mag geen NO x in zitten. De verdunningsfactor dient constant te zijn gedurende de meting. Indien gebruik wordt gemaakt van een verdunningssysteem dient het actuele vochtgehalte in het afgas gemeten te worden. De gemeten NO x concentraties moeten hiermee worden herleid. 100 Cn = Ci 100 % H O Cn = NO x concentratie in vppm (273 K, 101,3 kpa en droog) Ci = NO x concentratie in vppm (273 K, 101,3 kpa en nat) %H 2 O = Vochtgehalte in het afgas Verwarmde monitor Indien gebruik wordt gemaakt van een verwarmde monitor dient het gas verwarmd te worden tot aan de monitor. De temperatuur dient zodanig te worden ingesteld dat deze ten minste 15 K hoger is dan het zuurdauwpunt. De temperatuur in de monitor tot aan de meetcel dient gelijk te zijn aan de verwarmde leiding. De resultaten dienen gecorrigeerd te worden voor het vochtgehalte van het gas CvGM-VKL 001 Versie 2.0 Mei 2009

4 Lektest Tijdens iedere meetsessie dient aangetoond te kunnen worden dat het systeem lek dicht is. De lektest van het gehele monsternemingssysteem (zover als mogelijk tot aan de sonde) geschiedt door het vrij aanzuigen van stikstof direct uit een gasfles en het meten van de zuurstofconcentratie na het gehele monsternemingssysteem. Let op dat er tijdens het aanbieden van stikstof geen overdruk in het systeem wordt gecreëerd! Wanneer het gemeten zuurstof gehalte kleiner is als 0,2 vol % wordt het systeem als lekdicht gekwalificeerd. Als alternatief kan zoals beschreven in de NEN-ISO een lektest worden uitgevoerd d.m.v. een vacuümtest. Meetvlakbeoordeling Voor beoordeling van een meetvlak wordt verwezen naar de code van goede meetpraktijk van de VKL getiteld Meetvlakbeoordeling. Controle op juiste werking Om de juiste werking van de monitor te kunnen waarborgen dienen de onderstaande handelingen te worden uitgevoerd. Controle droogmiddel Indien de NO x -monitor gebruik maakt van droge lucht, wordt voorafgaand aan een meting gecontroleerd of het gebruikte droogmiddel of droogsysteem voldoende functioneert om nulpuntafwijkingen te voorkomen. Convertor efficiency De convertor van de monitor dient over een rendement van > 75% te beschikken. Hiervoor dient een periodieke controle van de convertor efficiency (CE) plaats te vinden. Deze controle vindt plaats met behulp van een NO 2 kalibratiegas of gas fase titratie. Hiertoe wordt er een concentratie NO 2 aan de monitor aangeboden en met behulp van onderstaande formule wordt het rendement berekend. conv. eff. = (NO x ) - (NO) (NO 2 ) Controlefrequentie Voor iedere monitor dient een grafiek bij gehouden te worden met daarin het verloop van de CE. CE> 95% De CE dient ten minste 2 keer per jaar te worden gecontroleerd. CE tussen 95% en 85% De CE dient ten minste 4 keer per jaar te worden gecontroleerd. CE tussen 85% en 75% Bij CE < 85% dient per meting de CE bepaald te worden tenzij kan worden aangetoond dat het type convertor geleidelijk slechter gaat functioneren, tot een CE van 75%, en niet in één keer zijn werking verliest. Dit dient aangetoond te worden door grafieken waarbij het verloop van de CE is vastgesteld (tot een CE van 75%). Indien aantoonbaar is dat een convertor geleidelijk zijn werking verliest mag de frequentie van 4 keer per jaar gehanteerd worden. Het blijft de verantwoordelijkheid van de meetinstantie om ervoor te zorgen dat metingen worden uitgevoerd met een convertor die een CE heeft > 75%. 4 6

5 Code van goede meetpraktijk van de VKL (Vereniging Kwaliteit Luchtmetingen) CE< 75% Metingen uitgevoerd met een CE die lager is dan 75% moeten worden afgekeurd. Kalibratie Voordat de monitor gebruikt kan worden voor de meting moet deze gekalibreerd zijn. Dit dient te gebeuren met een gas dat herleidbaar is naar (inter) nationale standaarden. De kalibratie dient eerst plaats te vinden op het nulpunt en vervolgens op een span waarde die gelijk is aan de emissie grens waarde (EGW) of gelijk is aan 50 tot 90% van de geselecteerde range. Tijdens de kalibratie dienen 3 waarden te worden vastgelegd (om de minuut) om vast te stellen dat het meetsignaal stabiel is. Het verschil tussen deze waarden dient kleiner te zijn dan 1% van de meetrange. Let op De NEa gebruikt de jaargemiddelde concentratie voor NO x als EGW. Justeren Indien de zero en span afwijking kleiner of gelijk is aan 5% van de aangeboden spanwaarde, hoeft er niet gejusteerd te worden. Bij afwijkingen groter dan 5% moet er gejusteerd worden. 2 e Lijnscontrole Voorafgaand aan de metingen dient er een 2 e lijnscontrole uitgevoerd te worden. Dit betekent dat er met een onafhankelijk controlegas (hoeft geen gecertificeerd kalibratiegas te zijn) een check op het gekalibreerde meetsysteem plaatsvindt. Deze check dient over het gehele meetsysteem te worden uitgevoerd. Indien de zero en span afwijking kleiner of gelijk aan 5% van de aangeboden spanwaarde kan de meting met de monitor worden uitgevoerd. Bij het verwerken van de resultaten mag hiervoor worden gecorrigeerd. Bij afwijkingen groter dan 5% moet er opnieuw gekalibreerd worden conform de kalibratie procedure. De gegevens van de controle dienen te worden vastgelegd in bijvoorkeur een controlekaart zodat het mogelijk is om statistiek te bedrijven op de resultaten. Stabiliteitscontrole Na afloop van een meting wordt er een controle uitgevoerd op de stabiliteit (drift) van de monitor. Indien de zero en spandrift groter is dan 2% van de aangeboden spanwaarde dient hiervoor bij het uitwerken van de gegevens gecorrigeerd te worden. Indien de zero en spandrift groter is dan 5% van de aangeboden spanwaarde dient de meting te worden afgekeurd. Lineariteitscontrole De lineariteit van de monitor dient minimaal jaarlijks gecontroleerd te worden. Hiertoe dient nulgas en minimaal 4 verschillende concentraties kalibratiegas aan de monitor te worden aangeboden. De afwijking tussen de ingestelde en gemeten waarden dient kleiner te zijn als 2% van de range waarin gemeten is. Interferentie Mogelijke interferenten voor de metingen zijn ammoniak en CO 2. De invloed van de interferentie dient kleiner of gelijk te zijn aan 4% van de range waarin is gemeten. 5 6 CvGM-VKL 001 Versie 2.0 Mei 2009

6 Indien de afwijking groter is dan 4% dient hiervoor gecorrigeerd te worden bij de uitwerking. Indien de afwijking kleiner is dan 4% mag er rekenkundig worden gecorrigeerd. Detectielimiet In de norm is aangegeven dat de detectielimiet 2% dient te zijn van de meetrange. Binnen de VKL is afgesproken dat er een rapportagegrens gehanteerd mag worden gelijk aan 10% van de EGW. Meetwaarden die onder deze grens liggen zijn zeer moeilijk te bepalen en de meetonnauwkeurigheid is zeer waarschijnlijk hoger. Responstijd De responstijd van het meetsysteem dient lager te zijn dan 200 seconden. De responstijd wordt bepaald over het gehele systeem en wordt bepaald totdat de monitor meer dan 90% van de aangeboden concentratie aangeeft. Uitwerking Bij het uitwerken van de gegevens dienen de resultaten omgerekend te worden naar de juiste eenheden. Hierbij dient er rekening gehouden te worden dat de omrekening naar standaardcondities dient te geschieden op basis van individuele gemiddelden van NO x en O 2 (bijvoorbeeld minuutgemiddelde waarden). Indien noodzakelijk dient er gecorrigeerd te worden voor de uitgevoerde controles (zero, span, drift en interferentie). Convertor efficiency De correctie van de CE dient als volgt te worden uitgevoerd: 1. Indien in de monitor een correctie wordt uitgevoerd is geen verdere berekening noodzakelijk. 2. In een spreadsheet dienen de resultaten van de NO 2 metingen op ppm niveau en per minuut te worden gecorrigeerd voor de CE. Vervolgens wordt de NO x concentratie berekend in mg/nm3 waarna gecorrigeerd wordt voor bijvoorbeeld zuurstof. Na de correcties worden pas de gemiddelden bepaald. De spreadsheets die gebruikt worden voor de berekeningen dienen gevalideerd te zijn en te zijn voorzien van een versienummer. Rapportage Voor de rapportage wordt verwezen naar de code van goede meetpraktijk van de VKL getiteld Rapportage van emissiemetingen. 6 6