Cách Đo Nồng Độ Khí Thải O2, CO, CO2

2407 Lượt xem - Update nội dung: 28-02-2024 11:34

Đã kiểm duyệt nội dung

Nắm rõ cách đo nồng độ khí thải O2, CO, CO2 là phương pháp hữu hiệu để thực hiện việc kiểm soát khí thải ra môi trường từ các quá trình đốt cháy nhiên liệu tại các nhà máy sản xuất. Cùng Môi trường Hợp Nhất tìm hiểu phương pháp đo qua nội dung bên dưới.

Cách đo nồng độ khí thải O2, CO, CO2

1. Phương pháp hóa học

Thông thường khí thải được lấy mẫu bằng cách sử dụng các phương pháp sau: hấp thụ, hấp phụ, ngưng tụ hoặc lấy một thể tích khí nhất định. Trong đó phương pháp hấp thụ được sử dụng lâu đời nhất.

Chẳng hạn khi đo nồng độ các chất O2, CO, CO2 trong khí thải phương pháp thường được sử dụng là phương pháp Orat được thể hiện trên hình 1.

Theo đó, các khí CO2, O2, CO được hấp thụ trong các ống chứa dung dịch tương ứng đựng trong các bình phản ứng C, D và E.

Bình C chứa dung dịch CO2 từ việc hòa tan 60g KOH trong 200ml nước cất (a).
Bình D chứa dung dịch hấp thụ O2 được hòa trộn bằng cách: hòa tan 12g pyrogallol trong 100ml nước cất (b) sau đó trộn cùng một thể tích dung dịch (a) với dung dịch (b).
Bình E chứa dung dịch hấp thụ CO được hòa trộn bằng cách: hòa tan 33g NH4Cl và 27g CuCl2 trong 100ml nước cất và sau đó trộn cùng ống U, sử dụng các van để điều chỉnh lưu lượng khí vào các bình C, D và E và các khí tương ứng lần lượt được hấp thụ.
Mức độ tăng khối lượng chứa trong mỗi bình được xác định là khối lượng khí được giữ lại tương ứng.

Phương pháp này được sử dụng từ rất sớm trong kỹ thuật quan trắc, tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là không thể đo các khí thải một cách trực tiếp hoặc đo liên tục.

*Hình 1: Sơ đồ nguyên lý phương pháp Orsat (Ảnh minh họa)*

A: Thang chia vạch
B: Bình chứa nước
C: Ống pipet hấp thụ CO2
D: Ống hấp thụ O2
E: Ống hấp thụ CO
F: Cột nước
G: Ống cao su
P: Ống xả
R: Túi cao su
S: Ống nhánh (ống mao dẫn 1 – 2mm)
c,d,e: Các van 2 ngả;
f: Van 3 ngả

2. Phương pháp vật lý và hóa lý

Có 2 cách để thực hiện việc đo nồng độ O2, CO, CO2 bằng phương pháp vật lý và hóa lý:

Cách 1: Hút mẫu khí và xác định nồng độ các chất khí trên thiết bị đo;
Cách 2: Đo trực tiếp trên ống hút khí;

Ngày nay, có nhiều thiết bị đo được nồng độ các chất O2, CO, CO2. Nguyên lý họa động các máy này được thể hiện trong bảng 5.1.

Bảng 1 Trang 128: Một số phương pháp đo O2, CO, CO2

Phương pháp đo	Loại khí đo	Nguyên lý hoạt động
1. Đo mẫu khí được hút từ ống khói
Phương pháp thuận từ	O2	Đồng hồ đo oxy kiểu điện từ là đồng hồ đo liên tục nồng độ O2 sử dụng lực hút sinh ra khi phân tử O2 là chất thuận từ bị từ hóa trong từ trường.
Phương pháp điện hóa	O2, CO	Phương pháp ZrO2 được dùng đo oxy dư trong khói thải bằng sensor ZrO2. Sensor này bao gồm một miếng ZrO2 có trộn thêm vi lượng Y. Hai mặt ZrO2 được phủ bởi lớp platin mỏng và rỗng. Lúc này sensor này là 1 pin điện với ZrO2 là chất điện ly rắn, điện áp của nó phụ thuộc vào nồng độ oxy trong khói thải. Phương pháp pin điện hóa: quá trình oxy hóa hoặc khử các phân tử của một chất khí trên điện cực sẽ tạo ra dòng điện có cường độ tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của khí đó.
Phương pháp phổ hồng ngoại không phân tán	CO, CO2	Phương pháp này dựa trên nguyên lý các khí khác nhau sẽ hấp thụ bức xạ hồng ngoại tại các bước sóng khác nhau. Vận hành đơn giản nên phương pháp này được sử dụng khá phổ biến.
Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier	CO, CO2	Bức xạ hồng ngoại từ thiết bị tạo giao thoa được chiếu vào buồng đo. Phổ hấp thụ hồng ngoại của CO, CO2 được phân tích thành chuỗi Fourier sau đó được chuẩn hóa thành giá trị nồng độ. Phương pháp này hiện nay được dùng rất phổ biến.
3. Đo trực tiếp tại ống khói
Phân tích laser có thể điều chỉnh	O2, CO, CO2	Tia UV hoặc IR được chiếu quá ống dẫn khí và xảy ra quá trình hấp thụ ở bước sóng ứng với chất khí cân đo.

Nồng độ khí O2 có trong thành phần khói thải được quy định tùy thuộc vào tiêu chuẩn khác nhau của mỗi nước, lãnh thổ. Với khối EU thì dựa vào loại nhiên liệu đốt, với Nhật Bản thì dựa vào cả loại nhiên liệu và công nghệ đốt. Ở Việt Nam, nồng độ O2 được quy định trong QCVN cho khí thải trong nhà máy nhiệt điện (nhiên liệu than và khí) và công nghiệp luyện thép (nhiên liệu than). Chi tiết yêu cầu nồng độ O2 trong khói thải được thể hiện trong bảng 5.2 trang 129.

Bảng 2: Nồng độ O2 trong khói thải theo các quy chuẩn

Khối EU			QCVN 22:2009/BTNMT			QCVN 51:2013/BT	Các QCVN khác cho khí thải (QCVN 19,21, 23)
Các nhà máy sử dụng lò đốt			Nhà máy nhiệt điện			Công nghiệp thép	Các ngành công nghiệp khác
Nhiên liệu rắn	Nhiên liệu lỏng và khí	Động cơ/tua bin khí	Than	Nhiên liệu lỏng	Tua bin khí	Than	Không quy định
6%	3%	15%	6%	Không quy định	15%	7%	Không quy định

Với những thông tin vừa cung cấp, hy vọng các bạn đã hiểu rõ hơn về cách đo nồng độ khí thải O2, CO, CO2 và có thể ứng dụng để đo mẫu khí chuẩn xác tại đơn vị của mình.

Nếu bạn đang có nhu cầu tìm đơn vị đo mẫu và lập báo cáo quan trắc môi trường, bạn có thể liên hệ Môi trường Hợp Nhất qua Hotline: 0938.857.768 để được tư vấn cụ thể hơn!

Bộ phận Truyền Thông & Marketing

Tags: Chủ đề về xử lý khí thải