Quá trình quan trắc

Một phần của tài liệu Nghiên cứu xác định phát thải một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức độ phát (Trang 35 - 41)

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2. Quá trình quan trắc

2.2.2. Quá trình quan trắc

Quá trình quan trắc bụi trong khí thải lò hơi của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đƣợc thực hiện theo quy định của US EPA từ Method 1 đến Method 5. Trong thời gian quan trắc, ba mẫu mẫu bụi (ký hiệu M1, M2, M3) đã đƣợc lấy với thời gian lấy mẫu là 72 phút/mẫu. Các thao tác trong quá trình lấy mẫu bụi bao gồm:

Xác định hàm ẩm

Trong thời gian lấy mẫu bụi, hàm ẩm đƣợc xác định 3 lần. Hàm ẩm đƣợc xác định theo US EPA Method 4 nhờ hệ thống Impinger. Hệ thống đo hàm ẩm đƣợc lắp đặt theo Hình 2.4.

Hình 2.4. Sơ đồ lắp đặt hệ thống đo hàm ẩm Nguồn: [16]

Hệ thống đo hàm ẩm bao gồm hệ thống ống 4 impinger đặt trong thùng chứa nước đá và một số các thiết bị phụ khác nhƣ đồng hồ treo, cân treo, van điều chỉnh,... Trong 4 ống impinger có hai ống đầu tiên chứa 100 ml nước cất, ống thứ ba để rỗng, ống thứ tư chưa silicagel. Lượng ẩm được giữ lại trong các ống impinger được xác định bằng phương pháp khối lƣợng hoặc thể tích và đƣợc hiển thị trên cân treo.

Thể tích hơi nước bị ngưng tụ quy về điều kiện chuẩn (ở 250C và 1 atm) được xác định theo công thức:

Vwc(std) = (Vf - Vi)rw R Tstd / ( Pstd Mw ) = K1 (Vf - Vi) [16]

Trong đó: K1 = 0,001356 m3/ml

Thể tích hơi nước được giữ trong silicagel quy về điều kiện chuẩn (ở 250C và 1 atm) đƣợc xác định theo công thức:

Vwsg(std) = (Wf - Wi) R Tstd / (Pstd Mw) = K3 (Wf - Wi) [16]

Trong đó: K3 = 0,001358 m3/g

Thể tích mẫu khí quy về điều kiện chuẩn (ở 250C và 1 atm) đƣợc xác định theo công thức:

=

[16]

Hàm ẩm đƣợc xác định theo công thức:

Bws =

[16]

Trong đó:

Mw : Khối lượng mol phân tử của nước, 18 g/g.mol

Pm : Áp suất tuyệt đối (trong phương pháp này thì Pm tương đương áp suất khí quyển), mmHg

Pstd : Áp suất tuyệt đối tại điều kiện tiêu chuẩn 760 mmHg R : Hằng số khí lý tưởng, 0,06236 (mm Hg) (m3)/(g-mole).(°K) Tm : Nhiệt độ tuyệt đối đo đƣợc trên đồng hồ

Tstd : Nhiệt độ chuẩn tuyệt đối, 298°K Vf : Thể tích của hơi nước ngưng tụ, ml Vi : Thể tích ban đầu của nước ngưng, ml Vm : Thể tích khí khô, m3

VWC(std): Thể tích hơi nước ngưng tụ, quy đổi ra điều kiện chuẩn, Nm3 vm(std) : Thể tích khí khô quy đổi ra điều kiện chuẩn, m3

Vwsg(std): Thể tích hơi nước thu được trong silicagel quy đổi ra điều kiện chuẩn, m3 Wf : Khối lƣợng cuối của silicagel và ống impinger, g

Wi : Khối lƣợng ban đầu của silicagel và ống impinger, g Y : Hệ số hiệu chỉnh của đồng hồ đo khí

DVm : gia tăng thể tích khí đƣợc xác định bằng chỉ số của đồng hồ tại mỗi điểm lấy mẫu, m3

rw : Khối lượng riêng của nước, 0,9982 g/ml

H : Áp suất trung bình khác nhau đo bằng đồng hồ tại mỗi điểm lấy mẫu, mmH2O Xác định khối lƣợng mol phân tử khí khô

Khối lƣợng mol phân tử khí khô đƣợc xác định thông qua phần trăm thể tích khí theo quy định của US EPA Method 3. Trong thời gian xác định một mẫu bụi, khối lƣợng mol phân tử khí khô đƣợc xác định qua 3 lần.

Xác định phần trăm theo thể tích khí khô của một số chất khí cơ bản nhƣ O2, CO, CO2, N2 (các chất khí còn lại có thành phần phần trăm theo thể tích nhỏ nên đƣợc bỏ qua)

có trong khí thải nhờ thiết bị Orsat-Fischer. Cách xác định: Dùng quả bóp cầm tay hút mẫu khí thải vào một dung dịch bên trong thiết bị. Khi đó, xảy ra phản ứng hoá học giữa khí thải đƣợc hút vào và dung dịch bên trong thiết bị làm thay đổi lƣợng dung dịch. Sự thay đổi này cho biết thành phần khí trong khí thải. Đọc số liệu phần trăm O2 và CO2 trên vạch thiết bị.

Trên thực tế %CO thường rất nhỏ (cỡ ppm) nên có thể bỏ qua hoặc sử dụng %O2 và

%CO2 hiệu chỉnh trong các công thức tính toán. %O2 và %CO2 hiệu chỉnh đƣợc xác định theo công thức:

%O2 (hiệu chỉnh) = %O2 - 0,5.%CO [17]

%CO2 (hiệu chỉnh) = %CO2 + %CO [17]

Khối lƣợng mol phân tử khí khô đƣợc xác định theo công thức:

Md = 0,44.(%CO2) + 0,32.(%O2) + 0,28.(100% - %O2 - %CO2) [17]

Xác định vận tốc và lưu lượng khí thải

Vận tốc và lưu lượng khí thải được xác định theo US EPA Method 2. Vận tốc khí thải đƣợc xác định thông qua hàm ẩm, khối lƣợng mol phân tử khí khô và độ chênh áp giữa áp suất động và áp suất tĩnh [18]. Độ chênh áp giữa áp suất động và áp suất tĩnh đƣợc xác định nhờ ống Pitot chữ S. Sơ đồ nguyên lý ống pitot đƣợc thể hiện trong Hình 2.5.

Hình 2.5. Ống Pitot hình chữ S Nguồn: [18]

Vận tốc khí trung bình của dòng khí đƣợc xác định theo công thức:

s s

abs s avg p p

s P M

P T C K

v  . . . .( ) [18]

Lưu lượng khí khô trung bình của dòng khí được xác định thông qua tốc độ dòng khí và diện tích tiết diện ống khói, đƣợc xác định theo công thức:



 





 

std s avg s

std s

ws std

s s

s P

P T

A T v B Q

A v

Q 3600 . 3600.(1 ). . . .

) (

[18]

Trong đó

As : Tiết diện ống khói, m2

Bws: Hàm ẩm khí thải, theo tỷ lệ thể tích Cp : Hệ số Pitot, không thứ nguyên (Cp = 0,84) Kp : Hằng số Pitot, Kp =34,97

Ms : Khối lƣợng mol phân tử khí thải, khí ẩm, g/mol Ps : Áp suất tác động của khí thải, mm Hg

Pstd : Áp suất ở điều kiện chuẩn, 760 mm Hg

Qstd: Lưu lượng khí thải, khô và ở điều kiện chuẩn, Nm3/h ts : Nhiệt độ khí thải °C

Ts : Nhiệt độ tuyệt đối khí thải, °K, Ts = 273 + ts Tstd : Nhiệt độ tuyệt đối tại điều kiện chuẩn, 298 °K vs : Vận tốc khí thải trung bình, m/s

Pavg: Áp suất trung bình của dòng khí, mmH2O.

Điều chỉnh tốc độ hút sao cho đảm bảo điều kiện đẳng tốc:

Quá trình điều chỉnh tốc độ hút đƣợc thực hiện theo quy định của US EPA Method 5. Quá trình điều chỉnh tốc độ hút sao cho đảm bảo đẳng tốc đƣợc thực hiện liên tục và tại tất cả các điểm lấy mẫu thông qua việc điều chỉnh ∆H [19]. Thời gian lấy mẫu tại mỗi điểm là 6 phút, sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển đầu lấy mẫu tới vị trí điểm lấy mẫu tiếp theo. Chi tiết quá trình lấy mẫu và điều chỉnh tốc độ hút của quá trình lấy mẫu cho 3 mẫu bụi đƣợc thể hiện chi tiết trong Phụ lục 6.

Thu và bảo quản mẫu

Đƣa đầu lấy mẫu ra khỏi dòng khí, để một thời gian cho đầu lấy mẫu nguội bớt và bắt đầu thu mẫu. Sử dụng giấy bạc bịt kín đầu lấy mẫu nhằm tránh bị mất hoặc thêm bụi trước khi tháo rời các thiết bị. Lau sạch tất cả bụi bên ngoài cần lấy mẫu và bộ phận xung quanh. Tháo bộ phận chứa giấy lọc, lấy giấy lọc cho vào đĩa petri, bịt kín bằng băng paraphin. Lƣợng bụi đọng phía trong đầu lấy mẫu đƣợc thu bằng aceton và dùng chổi chuyên dụng chải sạch. Toàn bộ mẫu thu đƣợc sẽ đƣợc bảo quản và phân tích.

b) Quá trình quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí

Quá trình quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí đƣợc thực hiện song song với quá trình lấy mẫu bụi. Xác định nồng độ các chất ô nhiễm dạng khí bằng phương pháp đo nhanh với thiết bị đo khí thải Testo 350. Trong thời gian lấy mẫu bụi, 9 mẫu khí (ký hiệu KT1, KT2, ..., KT9) cũng đã đƣợc tiến hành với thời gian lấy mẫu là 5 phút/mẫu. Các thao tác quan trắc các chất ô nhiễm dạng khí bao gồm:

- Cài đặt thiết bị, lựa chọn các thông số quan trắc (CO, CO2, SO2, NO2 và NO).

- Đƣa đầu dò vào trong ống khói, chờ cho dòng khí bên trong ống khói ổn định; khởi động thiết bị đo.

- Lưu và in kết quả trong 1 file.

- Sau khi đo xong, bảo dƣỡng thiết bị theo yêu cầu của nhà sản xuất.

c) Công tác đảm bảo chất lƣợng/kiểm soát chất lƣợng (QA/QC) trong quá trình quan trắc

- Thời điểm quan trắc đã đƣợc thực hiện vào thời điểm công ty đang hoạt động bình thường với hiệu suất sản xuất hơi đạt 96%.

- Phương pháp quan trắc đã thực hiện theo quy định của Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ US EPA (từ Method 1 đến Method 5). Trong quá trình thiết kế chương trình quan trắc đã xác định đúng vị trí và thông số cần quan trắc đảm bảo yêu cầu và mục tiêu nghiên cứu.

Mặc dù, chỉ lấy mẫu tại 12 điểm thay vì là 24 điểm (theo US EPA Method 1), tuy nhiên, vẫn đảm bảo chia tiết diện ống khói thành 6 hình tròn như trong trường hợp lấy mẫu tại 24 điểm.

- Trang thiết bị sử dụng trong quá trình quan trắc bao gồm thiết bị lấy mẫu bụi C5000 (hãng ESC, Mỹ), thiết bị Orsat - Fischer (Đức) và Testo 350 XL đều phù hợp với phương pháp đo, đáp ứng yêu cầu của phương pháp về kỹ thuật về đo lường và được kiểm tra, hiệu chỉnh theo ISO IEC 17025:2005, định kỳ 12 tháng/lần.

- Quá trình quan trắc đã đảm bảo isokinetic (Chi tiết xem Phụ lục 6)

- Trong quá trình lấy mẫu đã tiến hành xác định hệ số nhiên liệu nhằm đánh giá mức độ tin cậy của kết quả quan trắc. Hệ số nhiên liệu đƣợc xác định thông qua %O2 và %CO2 và đƣợc xác định theo công thức:

F0 = (20,9 - %O2)/(%CO2) [17]

So sánh hệ số nhiên liệu tính toán đƣợc với giá trị hệ số nhiên liệu cho loại nhiên liệu là củi và vỏ cây, nếu giá trị F0 nằm ngoài khoảng 1 ÷ 1,12 thì cần phải xem xét lại trước khi công nhận kết quả đo [5].

- Vận chuyển mẫu: Ba mẫu bụi sau khi lấy đƣợc vận chuyển về phòng thí nghiệm ngay trong ngày 22/6/2017 và đƣợc phân tích vào ngày 23/6/2017. Các thông số đo nhanh hiện trường được thực hiện ngay tại địa điểm lấy mẫu.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu xác định phát thải một số chất ô nhiễm không khí của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và đánh giá mức độ phát (Trang 35 - 41)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(99 trang)