Bảng A.2 - Thông tin về khả năng áp dụng đã được chứng minh của phương pháp lấy mẫu

Các đặc tính quá trình

Phương pháp lấy mẫu

Nồng độ PAH

Nhiệt độ khí ống khói

Các ví dụ nguồn

Phương pháp

Chú thích

170 ng/nm³ đến 440 ng/nm³

...

...

...

AFBA đốt than

A

-

57 mg/nm³ đến 700 mg/nm³

270 đến 350

Hệ thống đốt gỗ

A

-

260 mg/m³

...

...

...

lò đốt dầu thải

B

ống thủy tinh trong đầu lấy mẫu

7 mg/m³

875

lò đốt khí bãi chôn lấp

B

ống thủy tinh trong đầu lấy mẫu

4 mg/m³

...

...

...

nhà máy nhiệt điện chạy bằng than

B

ống thủy tinh trong đầu lấy mẫu

0,2 mg/m³

200

Nồi hơi nhà máy giấy và bột giấy

B

ống thủy tinh trong đầu lấy mẫu

70 mg/nm³ đến 360 mg/nm³

...

...

...

Động cơ diezen hằng hải

B

XAD-2 cartridge

40 mg/nm³

50 đến 80

Nồi hơi thí nghiệm

B

XAD-2 cartridge, 45 % H₂O

10 mg/nm³ đến 6 000 mg/nm³

...

...

...

nồi hơi

B

XAD-2 cartridge, thành phần hạt cao

< 0,5 mg/nm³

100 đến 150

Lò nung vôi

B

XAD-2 cartridge, thành phần hạt cao

< 0,1 mg/nm³ đến 380 mg/nm³

...

...

...

Lò hơi thu hồi

B

XAD-2 cartridge, 25 % H­₂O

1 đến 6 600 mg/nm³

100 đến 200

Lò đốt chất thải

B

XAD-2 cartridge

< 0,01 mg/nm³

...

...

...

Khí sạch của MSWI

C

0 03 mg/nm³ đến 0 3 mg/nm³

200 đến 300

Khí thô của MSWI

C

50 mg/nm³ đến 500 mg/nm³

...

...

...

Ống xả động cơ diezen

C

Đường ống thủy tinh phải bao gồm trong giai đoạn chuẩn bị

200 mg/nm³ đến 2 000 mg/nm³

Lò luyện than cốc

C

Đường ống thủy tinh phải bao gồm trong giai đoạn chuẩn bị

0,2 mg/nm³ đến 2 mg/nm³

...

...

...

Lò hồ quang điện khí thô

C

Trên 30 000 mg/nm³

Nguồn nhiệt

C

Đường ống thủy tinh phải bao gồm trong giai đoạn chuẩn bị

0,2 mg/nm³ đến 2 mg/nm³

...

...

...

Động cơ chạy bằng khí bãi chôn lấp

C

Phụ lục B

(Tham khảo)

Sơ đồ đại diện, kích thước và vật liệu của một số thiết bị lấy mẫu

B.1. Thiết bị lấy mẫu

B.1.1. Khái quát

...

...

...

a) Ống S hoặc Prandti có van điều chỉnh chệnh áp để đo áp suất tĩnh và áp suất động trong đường dẫn khí ống khói (để tính lưu lượng khí)

hoặc

Đồng hồ để xác định áp suất trong ống khói, và

b) Thiết bị đo độ ẩm để xác định độ ẩm trong khí ống khói, và

c) Hệ thống đo oxy tự động để xác định liên tục hàm lượng oxy, nếu yêu cầu hiệu chính oyx, và

d) Xylanh để bơm chuẩn nội.

Vật liệu làm thiết bị lấy mẫu phải trơ với PAH và dễ làm sạch. Tránh sử dụng nhựa vì PAH có thể bị hấp phụ, và ở nhiệt độ cao các chất như là các cản trở với phân tích bị phát thải ra.

Nếu thiết bị lấy mẫu là thiết bị toàn làm bằng thủy tinh, khuỷu nối thủy tinh có thể được làm kín phù hợp bằng một ít nước sạch. Mỡ bôi trơn không bao giờ được sử dụng cho mục đích này. Thiết bị lấy mẫu cho Phương pháp A, B và C được mô tả trong B.1.2, B.1.3 và B.1.4, tương ứng.

B.1.2. Thiết bị lấy mẫu cho Phương pháp A: Phương pháp pha loãng

...

...

...

Thiết bị lấy mẫu gồm:

B.1.2.1. Lỗ lấy mẫu, đường kính trong từ 8 mm đến 30 mm tùy thuộc vào đầu ra của phần hút; làm bằng vật liệu chống chịu ăn mòn, ví dụ thủy tinh borosilicat hoặc thủy tinh thạch anh và thép không gỉ No. 14571, titan không luyện.

B.1.2.2. Khuỷu nối, làm bằng vật liệu chống chịu ăn mòn, ví dụ thép không gỉ, titan không luyện

B.1.2.3. Đầu lấy mẫu, có ống trong làm bằng vật liệu chống chịu ăn mòn (ví dụ titan), nhiệt đầu ra từ 250W đến 1000 W trên mét dài ống, cách nhiệt mặt ngoài, có thể kiểm soát nhiệt.

B.1.2.4. Hai hộp lọc để đỡ màng lọc sợi thủy tinh, một vỏ bọc để màng lọc lấy mẫu PAH và một cái để lọc không khí pha loãng, làm bằng vật liệu chống chịu ăn mòn, ví dụ thép không gỉ. (Đối với PAH ít bay hơi, màng lọc kết hợp có thể là lựa chọn để gắn lớp chất hấp phụ rắn).

B.1.2.5. Ống trộn, có lối vào khí thải vuông góc và đồng trục với ống đưa không khí pha loãng.

B.1.2.6. Hai đồng hồ đồng trục, để đo dòng không khí pha loãng và dòng khí tổng (khí thải và không khí pha loãng). Để hiệu chuẩn hai kênh đo dòng, dòng khí đi qua một đồng hồ trước tiên được so sánh với số đọc của đồng hồ khí đã hiệu chuẩn (độ đúng 2 %). Trong bước thứ hai, hai kênh đo dòng khí được nối với nhau trong dãy đo sao cho chúng có thể mang cả hai dòng khí. Đồng hồ không đổi được so sánh với nhau. Phép đo chênh lệch dòng khí thiết lập mục tiêu độ đúng 2 % hoặc tốt hơn, dựa trên dòng khí thải được hút.

B.1.2.7. Bốn nhiệt kế, để đo nhiệt độ của ống hút, nhiệt độ của màng lọc và của không khí pha loãng, khí thải.

B.1.2.8. Hai cảm biến đo PT-100, để đo nhiệt độ tại đồng hồ.

...

...

...

B.1.2.10. Hai bộ đo chênh lệch áp suất, để đo áp suất chênh lệch tại đồng hồ.

B.1.2.11. Bộ trao đổi nhiệt, để làm mát không khí pha loãng (đối với không khí có lưu lượng từ 40 m³/h đến 70 m³/h) cần nhiệt độ bên ngoài > 25 ^oC.

B.1.2.12. Tháp sấy, nhồi silicagel, để làm khô không khí pha loãng (đối với không khí đi qua từ 40 m³/h đến 70 m³/h).

B.1.2.13. Hai van kiểm soát tự động, chạy bằng mô tơ có đặc tính chịu dòng khí thải phù hợp.

B.1.2.14. Thiết bị hút (bơm phun), hoặc có thể dùng bơm chân không hoặc thiết bị thổi Root.

B.1.2.15. Không khí nén, để chạy bơm phun hoặc thiết bị thổi hút.

B.1.2.16. Khớp nối điện một chiều, để làm nóng ống hút và thiết bị đo, cầu chì 2 x 20V, 16 A.

CHÚ DẪN

...

...

...

2 Đầu lấy mẫu

3 Khuỷu nối

4 Ống hút được gia nhiệt

5 Ống trộn

6 Cái lọc lấy mẫu

7 Ngăn A

8 Hấp thụ rắn

9 Ngăn B

10 Đồng hồ đo khí

...

...

...

12 Tháp sấy

13 Đồng hồ đo khí

14 Hấp thụ rắn

15 Cái lọc không khí lạnh

Hình B.1 - Sơ đồ điển hình về thiết bị lấy mẫu theo Phương pháp A

B.1.3. Thiết bị lấy mẫu theo Phương pháp B: Phương pháp màng lọc/bộ ngưng/bộ hấp phụ (được gia nhiệt)

Trong Hình B.2 và B.3, sơ đồ điển hình nêu các thiết bị lấy mẫu cho Phương pháp B (có và không có bộ chia dòng). Hình B.4 chỉ ra một số kiểu màng lọc bụi. Trong Hình B.5 và B.6, nêu ra hai loại hệ thống ngưng và hộp hấp phụ, tương ứng.

Thiết bị lấy mẫu gồm các phần sau:

B.1.3.1. Mũi lấy mẫu, làm bằng titan, thạch anh hoặc thủy tinh, đường kính trong 5 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm hoặc 16 mm tùy thuộc vào phép đo.

...

...

...

B.1.3.3. Đầu lấy mẫu, làm bằng titan, thạch anh hoặc thủy tinh, được gia nhiệt kèm bộ kiểm soát nhiệt độ điện tử.

B.1.3.4. Bọc màng lọc, để thu gom bụi; làm bằng titan, thạch anh hoặc thủy tinh. Đối với một số loại màng lọc, xem Hình B.4.

B.1.3.5. Lò, kiểm soát nhiệt độ điện tử.

B.1.3.6. Hộp bông thạch anh (tùy chọn), làm bằng thủy tinh hoặc thạch anh.

B.1.3.7. Màng lọc quay (tùy chọn), làm bằng thủy tinh, để dùng nếu hàm lượng bụi trong khí mẫu cao (> 100 mg/m³).

B.1.3.8. Bộ chia dòng (tùy chọn), để giữ tỉ lệ dòng chính với dòng nhánh.

B.1.3.9. Ống thủy tinh, để nối màng lọc và bộ ngưng, ví dụ được kèm các khớp nối saphia và kẹp.

B.1.3.10. Bộ ngưng, để giảm nhiệt độ khí mẫu dưới 20 ^oC.

B.1.3.11. Bộ làm mát toàn bộ, điện áp ít nhất 500 W, hoặc nước làm mát.

...

...

...

B.1.3.13. Bình rửa khí hoặc bình rửa (có thể thay bằng bình ngưng có thêm thiết bị làm mát).

Bình rửa khí hoặc bình rửa được gắn với ống lối vào khí tại nơi bắt đầu và kết thúc của hệ thống lấy mẫu, để phòng ngừa chất lỏng bị hút vào thiết bị.

B.1.3.14. Bộ hấp phụ rắn, để bẫy các khí PAH, có chứa bọt polyuretan (PUF) và/hoặc XAD-2.

Để ngăn ngừa sol khí qua bộ hấp phụ, nó có thể lắp sau màng lọc. Nhiệt độ của bộ hấp phụ được giữ < 20 ^oC. Để đảm bảo hấp phụ đầy đủ, bộ hấp phụ phải được gắn theo chiều thẳng đứng.

B.1.3.15. Tháp làm khô, để làm khô thể tích khí ống khói đã đo bằng đồng đồ khí.

Đối với mục đích này, cột silica gel cho kết quả tốt.

B.1.3.16. Hai nhiệt kế, để đo nhiệt độ khí mẫu, một phía sau màng lọc bụi và một ở bộ hấp phụ rắn.

B.1.3.17. Thiết bị hút có đồng hồ đo khí, bơm và van, để xác định thể tích mẫu và để điều chỉnh lưu lượng dòng, duy trì điều kiện đẳng tốc.

B.1.3.18. Khuỷu nối, làm bằng thủy tinh, thạch anh hoặc titan; phía sau giai đoạn hấp phụ.

...

...

...

CHÚ DẪN

1 Khí ra

2 Đầu lấy mẫu

3 Khuỷu nối

4 Khuỷu nối (thủy tinh)

5 Kiểm soát nhiệt độ

6 Bộ ngưng tụ

7 Bình ngưng tụ

...

...

...

9 Máy sục khí

10 Tháp sấy

11 Thiết bị hút (bơm, van, đồng hồ đo khí)

Hình B.2 - Sơ đồ đại diện của thiết bị lấy mẫu cho Phương pháp B (không có bộ chia dòng)

CHÚ DẪN

1 Mũi lấy mẫu

2 Đầu lấy mẫu (đã gia nhiệt)

3 Bộ quy định nhiệt (hộp) (T < 125 ^oC)

...

...

...

5 Cái lọc (đường kính 125 mm)

6 Kiểm soát nhiệt độ

7 Bộ chia lưu lượng

8 Bộ ngưng tụ

9 Bình ngưng (1 lít)

10 Hấp thụ rắn và/hoặc bộ bình rửa

11 Thiết bị hút, dòng nhánh tối đa. 15 l/min

12 Thiết bị hút, dòng chính tối đa. 120 l/min

13 Vận tốc khí và đồng hồ đo áp suất

...

...

...

15 Bộ đếm thời gian

16 Bộ cảm ứng áp suất khí quyển

17 Dòng chính

18 Dòng nhánh

Hình B.3 - Sơ đồ đại diện của thiết bị lấy mẫu cho Phương pháp B (có bộ chia dòng)

CHÚ DẪN

1 Cái lọc (giấy)

2 Nguyên liệu thủy tinh 60

...

...

...

Hình B.4 - Hai loại màng lọc bụi

CHÚ DẪN

1 Bộ ngưng tụ

Hình B.5 - Hai loại hệ thống ngưng

Hình B.6 - Hai loại hộp hấp phụ

B.1.4. Thiết bị lấy mẫu dùng cho Phương pháp C: phương pháp đầu lấy mẫu/bộ hấp phụ được làm mát

Trong Hình B.7 sơ đồ điển hình nêu ra các thiết bị lấy mẫu dùng cho phương pháp C. Trong Hình B.8 nêu đầu lấy mẫu được làm mát.

...

...

...

B.1.4.1. Đầu lấy mẫu, làm bằng titan, thạch anh, thủy tinh hoặc PTFE, đường kính trong 5 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm, 12 mm hoặc 16 mm theo phép đo.

B.1.4.2. Khuỷu nối, làm bằng titan, thạch anh, thủy tinh.

B.1.4.3. Ống hút, ống bọc kép làm mát bằng nước.

Mặt trong của ống làm bằng titan, thạch anh, thủy tinh. Nếu mặt trong ống bị cắt thành nhiều mảnh sau khi lấy mẫu để làm sạch trong phòng thí nghiệm, ống này phải được làm kín bằng nắp vít (hộp nhồi).

B.1.4.4. Bộ đỡ, để cố định ống hút trong ống khói bằng khóa nhanh để có thể di chuyển thiết bị lấy mẫu hoàn chỉnh trong đo mặt cắt ngang.

B.1.4.5. Hộp bông thạch anh hoặc xylon, để lọc bụi.

B.1.4.6. Nhiệt kế, để đo nhiệt độ của khí mẫu phía sau ống hút.

B.1.4.7. Bình ngưng, làm bằng thủy tinh nâu (ví dụ có khớp nối nhám, ba cổ) có thể tích đủ lớn để chứa chất ngưng từ giai đoạn lấy mẫu.

B.1.4.8. Hộp hấp phụ rắn, lắp sau, có frit thủy tinh xốp P250 theo ISO 4793.

...

...

...

B.1.4.10. Tháp làm khô nạp vật liệu hấp phụ ẩm, ví dụ silica.

B.1.4.11. Thiết bị hút có đồng hồ đo khí, bơm và van, để xác định thể tích mẫu và để điều chỉnh lưu lượng dòng, duy trì điều kiện đẳng tốc.

B.1.4.12. Bộ va chạm được lồng vào bình ngưng, tùy chọn có thể thay thế cho ống hút được làm mát và bình ngưng

CHÚ DẪN

1 Mũi lấy mẫu

2 Khuỷu

3 Ống thủy tinh

4 Ống hút được làm mát

...

...

...

6 Bình ngưng tụ

7 Màng lọc bông thạch anh

8 Nhựa XAD-2

 Bộ hấp thụ

9 Bộ làm mát khí đo

10 Van điều chỉnh

11 Bơm

12 Tháp làm khô silica gel

13 Đồng hồ đo khí

...

...

...

TS Đo nhiệt độ bên trong ống khói

PS Đo áp suất bên trong ống khói

∆PS Áp suất cân bằng bên trong ống khói

GA Bộ phân tích khí ống khói (CO₂ + O₂)

Hình B.7 - Sơ đồ điển hình của thiết bị lấy mẫu theo phương pháp C.

CHÚ DẪN

1 Hộp nhồi

2 Titan

...

...

...

4 Khí mẫu

5 Lối ra, dung dịch làm mát

6 Lối vào, dung dịch làm mát

Hình B.8 - Ví dụ đầu lấy mẫu được làm mát

B.2. Thuốc thử và vật liệu

Do các chất cản trở trong phân tích, ngoại trừ có các quy định riêng, chỉ sử dụng thuốc thử cấp độ phân tích có độ tinh khiết như yêu cầu, và chỉ sử dụng nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.

Dung môi sử dụng phải không có hóa chất.

B.2.1. Dung dịch làm mát, để làm mát bộ ngưng hoặc ống hút làm mát.

B.2.2. Bể điều nhiệt bằng đá, để làm mát bộ impinger.

...

...

...

B.2.4. Nước làm mát, để làm mát không khí pha loãng (tại nhiệt độ > 25 ^oC) (Phương pháp A)

B.2.5. Axeton, để làm sạch thiết bị lấy mẫu.

B.2.6. Metanol, để làm sạch thiết bị lấy mẫu.

B.2.7. Toluen, để làm sạch thiết bị lấy mẫu.

B.2.8. (M)ethoxyetanol, như dung dịch bình rửa khí.

B.2.9. Nước cất

B.2.10. Màng lọc sợi thủy tinh (Phương pháp A), ví dụ màng lọc vì sợi WB 50 như là màng lọc thay thế không có vòng gia cố.

Màng lọc được thấm 5 g parafin lỏng: hiệu suất tách 99,98 % đối với bụi kích thước 0,3 mm đến 0,5 mm; phạm vi lọc khoảng 1 m².

B.2.11. Màng lọc sợi thủy tinh (Phương pháp B hoặc C), vạch PTFE, xốp 0,3 mm (đường kính ngang; hiệu suất 99,9 %); kích thước theo kích thước của lớp bọc màng lọc.

...

...

...

Màng lọc bông thạch anh, nếu dùng, phải được chiết bằng toluen và phải được làm khô trước khi sử dụng.

B.2.13. Bộ hấp phụ rắn (nếu dùng)

B.2.13.1. Bọt polyuretan (PUF) (với ngăn mở) có tỉ trọng nằm trong khoảng từ 20 kg/m³ đến 25 kg/m³ và độ xốp tương đương với áp suất 20 kPa.

Nút PUF được cắt từ đĩa bọt để tạo thành một xylanh có kích thước phù hợp và được làm tinh khiết như sau:

Đun sôi trong 2 h đến 3 h trong các dung môi theo tuần tự như sau: metanol, metylen clorua, toluen, axeton. Vắt hết axeton, trải lên tấm nhôm và để khô, nên để qua đêm trong lò sấy chân không ở 40 ^oC.

Bảo quản nút PUF đã làm tinh khiết, không nén, trong chai thủy tinh nâu.

B.2.13.2. Polyme xốp XAD-2

Làm tinh khiết XAD-2 (cỡ hạt 0,3 mm đến 1 mm) bằng cách trước tiên rửa vài lần với nước, metanol và metylen clorua cho đến khi dịch lọc không còn đục. Sau đó chiết XAD-2 trong thiết bị chiết Soxhlet (hoặc bộ chiết dung môi tăng tốc) với toluen trong ít nhất 48 h, dịch chiết được tái tạo vài lần. Sau đó rửa XAD-2 bằng metylen clorua và loại bỏ phần dư metylen clorua trong máy hút chân không ở điều kiện kiểm soát chân không (500 hPa, nhiệt độ 40 ^oC).

Bảo quản polyme XAD-2 đã được làm tinh khiết theo cách trên trong bình thủy tinh có nút kín khí.

...

...

...

Chiết Porapak PS (50 mesh đến 80 mesh) trong thiết bị chiết Soxhlet trước tiên bằng axetonitril trong 8 h, sau đó bằng benzen trong 4 h và cuối cùng bằng metylen clorua trong 4 h. Sau đó làm khô trong 3 h ở 80 ^oC.

Bảo quản vật liệu đã được làm khô trong bình thủy tinh có nút nhám. Chưng cất hai lần trước khi sử dụng dung môi cho quá trình chiết.

B.3. Chuẩn nội

Trước khi lấy mẫu, thêm chuẩn vào mẫu với một lượng nội chuẩn đã biết. Đối với các giai đoạn khác nhau trong thiết bị lấy mẫu (màng lọc, bộ hấp phụ, bộ loại ẩm) có thể dùng nội chuẩn khác nhau.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 5967:1995 (ISO 4226:1993), Chất lượng không khí - Những vấn đề chung - Các đơn vị đo

[2] ISO 4793, Laboratory sintered (fritted) filters - Porosity grading, classification and designation

[3] TCVN 6500 (ISO 6879), Chất lượng không khí. Những đặc tính và khái niệm liên quan đến các phương pháp đo chất lượng không khí.

...

...

...

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9237-1:2012 (ISO 11338-1:2003) về Phát thải nguồn tĩnh - Xác định Hydrocacbon thơm đa vòng pha khí và pha hạt - Phần 1: Lấy mẫu