🌿 Chlorowodór (gazowe chlorki) w gazach odlotowych — metoda manualna absorpcyjna
Krótko: o co chodzi
Pobranie znanej objętości gazów odlotowych grzaną sondą przez grzany filtr (≥ 160 °C) i szereg płuczek z wodą wolną od chlorków, oznaczenie jonów chlorkowych w roztworze (chromatografia jonowa lub spektrofotometria z rodankiem rtęci(II)) i obliczenie stężenia masowego gazowych chlorków wyrażonych jako HCl w mg/m³. Badanie wykonuje się według normy PN-EN 1911:2011 (EN 1911:2010); Zakres: 1–5000 mg HCl/m³ (warunki normalne). Procedura obejmuje 6 kroków; stosuje się je m.in. do: Pomiary okresowe emisji HCl ze spalarni i współspalarni odpadów oraz dużych obiektów energetycznego spalania (dyrektywy 2000/76/WE, 2001/80/WE; obecnie 2010/75/UE), Instalacje chemiczne, cementownie, huty szkła, zakłady przetwarzające tworzywa chlorowane, Metoda referencyjna do kalibracji i sprawdzania automatycznych analizatorów HCl (AMS).
W skrócie
- Norma: PN-EN 1911:2011 (EN 1911:2010)
- Kategoria: Środowisko
- Kroków procedury: 6
- Zakres: 1–5000 mg HCl/m³ (warunki normalne)
- Niepewność: całkowita < ±30 % względnie przy dobowej wartości ELV, aby stosować jako SRM
- Temperatura filtracji: ≥ 160 °C i ≥ 20 °C powyżej punktu rosy kwasu; 180 °C przy obecności NH₃ i soli chlorkowych
Przegląd
EN 1911:2010 opisuje standardową metodę referencyjną (SRM) z trzema alternatywnymi technikami analitycznymi do oznaczania zawartości gazowych chlorków emitowanych do atmosfery z kanałów i kominów; zastąpiła trzyczęściową normę EN 1911-1/-2/-3:1998. Podano składniki i wymagania układu pomiarowego oraz charakterystyki użytkowe z minimalnymi kryteriami; norma może być stosowana jako SRM, jeśli całkowita niepewność metody jest mniejsza niż ±30 % względnie przy dobowej wartości dopuszczalnej emisji dla spalarni i dużych obiektów spalania (lub przy wartości dopuszczalnej z przepisów dla innych instalacji). Metoda oznacza stężenie związków chlorowanych, które dają jony Cl⁻ w roztworze absorpcyjnym — czyli lotne nieorganiczne chlorki wyrażone jako HCl; sprawdzono ją w badaniach terenowych na spalarniach odpadów. Stosuje się do gazów o stężeniu chlorków (jako HCl) od 1 do 5000 mg/m³ w warunkach normalnych; wartości dopuszczalne dyrektyw są wyrażone w mg HCl/m³ dla gazu suchego w 273 K i 101,3 kPa przy referencyjnej zawartości O₂. W Polsce rozporządzenie MKiŚ w sprawie pomiarów wielkości emisji wskazuje PN-EN 1911 (lub równoważną metodę instrumentalną) jako metodykę referencyjną dla HCl.
Zasada metody
Znaną objętość gazów odlotowych pobiera się reprezentatywnie z kanału lub komina w określonym czasie z kontrolowanym strumieniem, sondą o regulowanej temperaturze; filtr o regulowanej temperaturze usuwa pył, a strumień gazu z gazowymi chlorkami przepuszcza się przez szereg płuczek z roztworem absorpcyjnym (woda wolna od chlorków). Wszystkie elementy przed płuczkami muszą być z materiałów obojętnych i ogrzewane, by uniknąć zimnych punktów i strat wysoce reaktywnego, rozpuszczalnego HCl; części nieogrzewane płucze się. Filtracja odbywa się w temperaturze co najmniej 160 °C i o 20 °C wyższej od punktu rosy kwasu (przy obecności amoniaku i soli chlorkowych — 180 °C, aby uniknąć tworzenia NH₄Cl na filtrze), bo poniżej 130 °C reakcje z solami wapnia i amoniaku zatrzymują chlorki na filtrze i zaniżają wynik. Gdy w gazach występują krople (np. za mokrą płuczką bez podgrzewu), wymagany jest pobór izokinetyczny z sondą z dyszą i linią boczną o stałym stosunku strumieni; bez kropli dopuszcza się pobór nieizokinetyczny prostą sondą w punktach wynikających z testu jednorodności wg EN 15259. Skuteczność absorpcji ε = q1/(q1 + q2) kontroluje się z udziału drugiej płuczki. Chlorki w roztworze oznacza się jedną z technik normy, m.in. chromatografią jonową (EN ISO 10304-1) lub spektrofotometrycznie z rodankiem rtęci(II); wynik przelicza się na mg HCl/m³ gazu suchego w warunkach odniesienia, z uwzględnieniem ślepej próby chemicznej i terenowej.
Zastosowania
- Pomiary okresowe emisji HCl ze spalarni i współspalarni odpadów oraz dużych obiektów energetycznego spalania (dyrektywy 2000/76/WE, 2001/80/WE; obecnie 2010/75/UE)
- Instalacje chemiczne, cementownie, huty szkła, zakłady przetwarzające tworzywa chlorowane
- Metoda referencyjna do kalibracji i sprawdzania automatycznych analizatorów HCl (AMS)
- Równoległy pobór z HF, SO₂, NH₃ i H₂O w bocznych liniach (bez H₂O przy poborze izokinetycznym) oraz z pyłem przy poborze izokinetycznym
- Pomiary dla pozwoleń zintegrowanych i sprawozdawczości emisyjnej
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Zakres | 1–5000 mg HCl/m³ (warunki normalne) |
| Niepewność | całkowita < ±30 % względnie przy dobowej wartości ELV, aby stosować jako SRM |
| Temperatura filtracji | ≥ 160 °C i ≥ 20 °C powyżej punktu rosy kwasu; 180 °C przy obecności NH₃ i soli chlorkowych |
| Pobór | izokinetyczny (krople; dysza wg EN 13284-1 i EN 15259, linia boczna) lub nieizokinetyczny (prosta sonda grzana) |
| Roztwór absorpcyjny | woda wolna od chlorków (EN ISO 3696); szereg płuczek; skuteczność absorpcji ε = q1/(q1 + q2) |
| Analiza | chromatografia jonowa (EN ISO 10304-1), spektrofotometria z rodankiem rtęci(II) lub trzecia technika normy; granica wykrywalności przy poziomie ufności 95 % |
| Warunki odniesienia | 273 K, 101,3 kPa, gaz suchy, referencyjne O₂ |
Norma
- Numer normy
- PN-EN 1911:2011 (EN 1911:2010)
- Tytuł (PL)
- Emisja ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego chlorków gazowych wyrażonych jako HCl — Standardowa metoda odniesienia
- Title (EN)
- Stationary source emissions — Determination of mass concentration of gaseous chlorides expressed as HCl — Standard reference method
Procedura krok po kroku
-
Strategia poboru
Ustal charakter procesu (ciągły, nieciągły), oczekiwane stężenie i czas uśredniania, potrzebę pomiaru siatkowego (wg EN 13284-1) i jednorodność gazów w przekroju (EN 15259 — test analizatorem HCl lub gazami zastępczymi O₂/CO₂). Sprawdź, czy w gazach są krople — jeśli tak, wybierz pobór izokinetyczny.
-
Zestawienie układu
Zmontuj grzaną sondę (z dyszą przy izokinetyce), filtr o regulowanej temperaturze, grzany trójnik i płuczki z roztworem absorpcyjnym, butlę ochronną, osuszacz, pompę, przepływomierz i gazomierz; przy izokinetyce — linię główną i boczną z własnymi układami pomiaru strumienia. Wygrzej sondę i filtr do ≥ 160 °C (180 °C przy NH₃).
-
Ślepe próby
Przygotuj ślepą próbę chemiczną (nieeksponowany roztwór absorpcyjny z odczynnikami) i ślepą próbę terenową (cały tok bez poboru gazu), aby wykluczyć zanieczyszczenie i potwierdzić poziom oznaczalności.
-
Pobór próbki
Pobieraj znaną objętość gazu przy kontrolowanym strumieniu przez ustalony czas; przy izokinetyce utrzymuj stały stosunek strumieni linii głównej i bocznej. Po zakończeniu wypłucz nieogrzewane części wodą wolną od chlorków i dołącz popłuczyny do próbki; zapisz objętość, temperaturę i ciśnienie gazu.
-
Analiza
Oznacz chlorki w roztworach z każdej płuczki osobno wybraną techniką (chromatografia jonowa wg EN ISO 10304-1 lub spektrofotometria z rodankiem rtęci(II)); oblicz skuteczność absorpcji ε = q1/(q1 + q2) i sprawdź spełnienie wymagań.
-
Obliczenia i sprawozdanie
Oblicz stężenie masowe jako HCl w mg/m³ dla gazu suchego w 273 K i 101,3 kPa, przelicz na referencyjną zawartość O₂; sporządź budżet niepewności (EN ISO 14956, GUM) i sprawozdanie zgodnie z rozdz. 8 normy.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Grzana sonda poboru (z dyszą przy poborze izokinetycznym) | długość wystarczająca do podgrzania gazu przed filtrem; oznaczona do trafienia w punkty pomiarowe; minimalny czas przebywania | — |
| Filtr cząstek o regulowanej temperaturze | utrzymywany ≥ 160 °C (180 °C przy NH₃) | — |
| Grzany trójnik i grzana linia łącząca (opcjonalnie) | przy poborze izokinetycznym — podział na linię główną i boczną | — |
| Płuczki (absorbery) z roztworem absorpcyjnym | przykłady konstrukcji w załączniku A normy; co najmniej dwie w szeregu | — |
| Butla ochronna, wkład z osuszaczem (opcjonalnie), pompa, przepływomierz, gazomierz | oraz zwężka do pomiaru całkowitego strumienia w linii głównej (izokinetyka) | — |
| Chromatograf jonowy lub spektrofotometr | oznaczanie Cl⁻ w roztworze; woda wg EN ISO 3696 | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Woda wolna od chlorków (EN ISO 3696) | — | |
| Odczynniki do analizy chlorków według wybranej techniki normy (chromatografia jonowa wg EN ISO 10304-1 lub spektrofotometria z rodankiem rtęci(II)) | — | |
| Roztwory wzorcowe chlorków | — | |
| Osuszacz (opcjonalnie) | — |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Roztwory absorpcyjne po poborze zawierają kwas solny — obsługa w rękawicach i okularach; przy spektrofotometrii z rodankiem rtęci(II) odczynniki rtęciowe są toksyczne, odpady zbieraj osobno
- Grzane elementy sondy i filtra (≥ 160 °C) — rękawice termoodporne; praca na platformie kominowej z zabezpieczeniem przed upadkiem
- Gazy odlotowe spalarni mogą zawierać HCl, HF, SO₂ — przy otwieraniu króćców stosuj ochronę dróg oddechowych
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN 1911:2011 (EN 1911:2010) — „Emisja ze źródeł stacjonarnych — Oznaczanie stężenia masowego chlorków gazowych wyrażonych jako HCl — Standardowa metoda odniesienia”. Tytuł angielski: „Stationary source emissions — Determination of mass concentration of gaseous chlorides expressed as HCl — Standard reference method”.
Na czym polega ta metoda?
Znaną objętość gazów odlotowych pobiera się reprezentatywnie z kanału lub komina w określonym czasie z kontrolowanym strumieniem, sondą o regulowanej temperaturze; filtr o regulowanej temperaturze usuwa pył, a strumień gazu z gazowymi chlorkami przepuszcza się przez szereg płuczek z roztworem absorpcyjnym (woda wolna od chlorków). Wszystkie elementy przed płuczkami muszą być z materiałów obojętnych i ogrzewane, by uniknąć zimnych punktów i strat wysoce reaktywnego, rozpuszczalnego HCl; części nieogrzewane płucze się.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Zakres: 1–5000 mg HCl/m³ (warunki normalne); Niepewność: całkowita < ±30 % względnie przy dobowej wartości ELV, aby stosować jako SRM; Temperatura filtracji: ≥ 160 °C i ≥ 20 °C powyżej punktu rosy kwasu; 180 °C przy obecności NH₃ i soli chlorkowych; Pobór: izokinetyczny (krople; dysza wg EN 13284-1 i EN 15259, linia boczna) lub nieizokinetyczny (prosta sonda grzana).
Ile trwa wykonanie badania?
Procedura obejmuje 6 kroków. Norma nie podaje czasu trwania dla wszystkich etapów — decyduje procedura laboratorium.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Grzana sonda poboru (z dyszą przy poborze izokinetycznym), Filtr cząstek o regulowanej temperaturze, Grzany trójnik i grzana linia łącząca (opcjonalnie), Płuczki (absorbery) z roztworem absorpcyjnym, Butla ochronna, wkład z osuszaczem (opcjonalnie), pompa, przepływomierz, gazomierz, Chromatograf jonowy lub spektrofotometr.
Gdzie stosuje się to badanie?
Pomiary okresowe emisji HCl ze spalarni i współspalarni odpadów oraz dużych obiektów energetycznego spalania (dyrektywy 2000/76/WE, 2001/80/WE; obecnie 2010/75/UE); Instalacje chemiczne, cementownie, huty szkła, zakłady przetwarzające tworzywa chlorowane; Metoda referencyjna do kalibracji i sprawdzania automatycznych analizatorów HCl (AMS); Równoległy pobór z HF, SO₂, NH₃ i H₂O w bocznych liniach (bez H₂O przy poborze izokinetycznym) oraz z pyłem przy poborze izokinetycznym; Pomiary dla pozwoleń zintegrowanych i sprawozdawczości emisyjnej.
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Roztwory absorpcyjne po poborze zawierają kwas solny — obsługa w rękawicach i okularach; przy spektrofotometrii z rodankiem rtęci(II) odczynniki rtęciowe są toksyczne, odpady zbieraj osobno; Grzane elementy sondy i filtra (≥ 160 °C) — rękawice termoodporne; praca na platformie kominowej z zabezpieczeniem przed upadkiem; Gazy odlotowe spalarni mogą zawierać HCl, HF, SO₂ — przy otwieraniu króćców stosuj ochronę dróg oddechowych.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN 1911.