ZMES PLINOV MERJENI PLIN

ZMES PLINOV MERJENI PLIN plinska mešanica (plin) = komponenta 1 + komponenta 2 + skupni tlak = parcialni tlak komp. 1 + parcialni tlak komp.2 + PRIMER: zrak (idealni) p zrak = p O 2 + p N2 100 vol.% (zraka) = 100 % [V/V] = 21 vol.% (O 2 ) + 79 vol.% (N 2 ) 1.284,17 g/m 3 (zraka) = 299,22 g/m 3 (O 2 ) + 984,95 g/m 3 (N 2 ) 1.000 g (zraka) = 233 g (O 2 ) + 767 g (N 2 ) 100 % [m/m] (zraka) = 23,3 % [m/m] (O 2 ) + 76,7 % [m/m] (N 2 ) file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 1

MERSKE ENOTE PLINI med masno koncentracijo C m in volumsko koncentracijo C V posamezne komponente velja naslednja relacija: C = 0,12 * C M p T m V * M * p T [ ] 3 g/m molska masa merjene komponente v g skupni tlak merjenega plina v mbar absolutna temperatura merjenega plina v K * * enačba velja le za idealne pline, vendar je dovolj dober približek za realne pline pri običajnih temperaturah in tlakih PRIMER : C v = 10 vol.% dušik (N 2 ), M = molska masa 28 g/mol p = 1.013 mbar, T = 273 K (0 C) C = 0,12 * 10 * 28 * 1.013 / 273 = 124,68 g/m³ C v =10 vol.% N 2 C M =124,68 g/m³ N 2 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 2

MERSKE ENOTE ZA KONCENTRACIJO TIPIČNE ENOTE ZA KONCENTRACIJO PLINOV g/m 3 (mg/m 3 ) ali vol.% (vpm*) * stara enota = ppm parts per million 1 volumski del 1 000 000 volumskih delov = 1 vpm teža 1 l plina = V [cm 3 ] x ρ [g/cm 3 ] p x V = R x T ρ = molska masa molski volumen molski volumen = R x T p molski volumen = 22,41 l/mol = 22,41 m 3 /kmol R = 8,314 Pa m 3 mol -1 K -1 (plinska konstanta) p = 101.325 Pa = 1013,25 hpa T = 273,15 K = 0 ºC file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 3

MERSKE ENOTE PODAJANJE V vol.% ALI V g/m 3 vol.% kakršen koli je že volumen plinske mešanice v odvisnosti od temperature in tlaka, volumski delež posamezne komponente glede na skupni volumen ostane nespremenjen g/m 3 gostota plina je odvisna od stanja plina, zato je enota g/m 3 definirana le za točno določeno temperaturo in tlak! za primerjavo vrednosti z drugimi merjenimi točkami, je zato nujno potrebno standardizirati rezultat (temperatura, tlak, vlaga, ) file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 4

PRIMER 1: 1 g/m³ CO? vpm CO molska masa: CO = 28 g/mol PRETVARJANJE ENOT g/m 3 v vpm 28 g/mol / 22,4*10 3 cm³/mol = 1,25 x 10-3 g/cm³ 1,25 x 10 3 g/m 3 = 100 vol.% 1 g/m 3 1,25 x 10 3 g/m³ = x 100 vol.% 1 g/m³ ~ x = 0,08 vol.% = 800 vpm file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 5

PRETVARJANJE ENOT mg C 3 v mg C 3 PRIMER 2: 30 mg C 3 /m³? mg C 3 /m 3? molska masa: "C 3 " = 36 g/mol molska masa: C 3 = 44 g/mol 30 mg C 3 /m 3 = x mg C 3 /m 3 36 mg C 3 /m 3 = 44 mg C 3 /m 3 x = 44 mg C 3 /m 3 x 30 mg C 3 /m 3 36 mg C 3 /m 3 = 36,667 mg C 3 /m 3 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 6

PRETVARJANJE ENOT mg C 3 v vpm PRIMER 3: 36,667 mg/m³ C 3? vpm C 3 molska masa: C 3 = 44 g/mol 44 g / 22,4*10 3 cm³ = 1,96 x 10-3 g / cm³ 1,96 x 10 3 g/m 3 = 100 vol.% 1 g / m 3 1,96 x 10 3 g / m³ = x 100 vol.% 1 g/m³ ~ x = 0,0510 vol.% = 510 vpm (C 3 ) 1.000 mg C 3 /m 3 = 510 vpm C 3 36,667 mg C 3 /m 3 = x vpm C 3 x = 36,667 mg C 3 /m 3 x 510 vpm C 3 /m 3 = 18,700 vpm C 3 1.000 mg C 3 /m 3 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 7

MERSKE ENOTE vol.%, vpm, vpb, vpt, vpq 1 % = procent je 1 delež od 100 delov 1 = promila je 1 delež od 1.000 delov 1 vol.% = 1 / 100 volumen = 10.000 vpm = 10 4 vpm 1 vpm = 1 cm 3 / 1.000.000 cm 3 = 10-4 vol.% 10 gram na kilogram 1 gram na kilogram 10 1 g / kg 1 vpm = ppm (part per million) je 1 delež od 1.000.000 delov 1 vpb = ppb ( part per billion ) je 1 delež od 1.000.000.000 delov ( b = billion, ameriški izraz za milijardo) 1 vpt = ppt ( part per trillion ) je 1 delež od 1.000.000.000.000 delov ( t = trillion, ameriški izraz za bilijon) 1 miligram na kilogram 1 mikrogram na kilogram 1 nanogram na kilogram 0,001 0,000 001 ( 10-6 ) 0,000 000 001 ( 10-9 ) 1vpq = qpm ( part per quadrillion ) je 1 delež od 1.000.000.000.000.000 delov ( q = quadrillion, ameriški izraz za bilijardo) 1 picogram na kilogram 0,000 000 000 001 ( 10-12 ) file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 8

TOX=toksičen CAN=karciongen EXP=eksploziven KOR=koroziven = samovžigen PARAMETRI PLINOV lastnosti plinov (realno) 1 TOX=1 MDK SEM ZEM 1 vpm = 1 g/m3 = iden.št. formula opis komp. št. mol G mol V EXP KOR CAN=2 TRK * [vol.%] [vol.%]? mg/m 3? vpm 1 CH3CHO Acetaldehyd 207 44,05 22,40 1 1 0 50 4,0 57,0 1,967 508,51 2 CH3COCH3 Aceton 208 58,08 22,40 1 1 0 1000 2,5 13,0 2,593 385,67 3 C2H2 Acetylen 109 26,04 22,22 0 1 0 2,3 78,0 1,172 853,30 4 C3H3N Acrylnitril 242 53,10 22,40 2 0 0 * 6,0 2,8 28,0 2,371 421,85 5 C3H4O2 Acrylsäure 289 112,14 22,40 2 0 0 * 1,7 5,3 26,0 5,006 199,75 6 CH2O2 Ameisensäure 247 46,03 22,40 1 0 0 5 10,0 45,5 2,055 486,64 7 C3H6O2 Ameisensäureethylester 249 74,08 22,40 1 0 0 100 2,7 16,5 3,307 302,38 8 C2H4O2 Ameisensäuremethylester 291 60,05 22,40 1 0 0 100 5,0 23,0 2,681 373,02 9 NH3 Ammoniak 110 17,03 22,08 1 1 1 50 15,4 33,6 0,771 1296,54 10 C6H7N Anilin 221 93,13 22,40 1 0 0 2 1,2 11,0 4,158 240,52 11 Ar Argon 504 39,94 22,39 0 0 0 1,784 560,59 12 ASH3 Arsenw asserstoff 314 77,95 22,40 1 0 0 0,05 4,5 68,0 3,480 287,36 13 C4H8O2 Äthylacetat 271 88,10 22,40 1 0 0 400 2,1 11,5 3,933 254,26 14 C2H5Cl Äthylchlorid 243 64,52 22,40 1 0 0 1000 3,6 14,8 2,880 347,18 15 C6H6 Benzol 203 78,12 22,00 2 1 0 * 8,0 1,2 8,0 3,551 281,62 16 Br2 Brom 601 79,92 22,40 1 0 0 0,1 3,568 280,28 17 HBr Bromw asserstoff 317 80,92 22,40 1 0 0 5 3,613 276,82 18 C4H6 Butadien 1 3-111 54,09 22,40 1 1 0 * 5,0 1,4 16,3 2,415 414,12 19 C4H10 Butan 106 58,20 21,50 1 1 0 1000 1,4 9,3 2,707 369,42 20 C4H10 Butan ISO- 112 58,12 21,78 1 1 0 1000 1,4 9,3 2,669 374,74 21 C4H10O Butanol ISO- 223 74,12 22,40 1 1 0 100 1,4 11,3 3,309 302,21 22 C4H10O Butanol N- 222 74,12 22,40 1 1 0 100 1,4 11,3 3,309 302,21 23 C4H10S Butanthiol 254 99,19 22,40 1 0 0 0,5 4,428 225,83 24 C4H8 Butylen 2-114 56,11 22,00 0 1 0 1,6 10,0 2,550 392,09 25 C4H8 Butylen 1-113 56,11 22,00 0 1 0 1,6 10,0 2,550 392,09 26 Cl2 Chlor 302 70,90 22,06 1 0 0 0,5 3,214 311,14 27 C6H5Cl Chlorbenzol 224 112,56 22,40 1 1 0 50 1,3 9,3 5,025 199,00 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 9

TOX=toksičen CAN=karciongen EXP=eksploziven KOR=koroziven = samovžigen PARAMETRI PLINOV lastnosti plinov (realno) 2 TOX=toksičen CAN=karciongen EXP=eksploziven KOR=koroziven = samovžigen iden.št. formula opis komp. št. mol G mol V TOX=1 CAN=2 EXP KOR MDK TRK * SEM [vol.%] ZEM [vol.%] 1 vpm =? mg/m3 28 ClO2 Chlordioxid 303 67,45 22,40 1 0 0 0,1 3,011 332,10 29 CHCl3 Chloroform 225 118,90 22,40 1 0 0 10 5,308 188,39 30 ClF3 Chlortrifluorid 315 92,46 22,41 1 0 0 0,1 4,126 242,38 31 HCl Chlorwasserstoff 311 36,46 22,45 1 0 0 5 1,624 615,74 32 HCN Cyanw asserstoff 300 27,03 22,07 1 1 0 10 5,4 46,6 1,225 816,50 33 C6H12 Cyclohexan 226 84,16 22,40 1 1 0 300 1,2 8,3 3,757 266,16 34 C6H12O Cyclohexanol 227 100,16 22,40 1 1 0 50 2,0 4,471 223,64 35 C6H10O Cyclohexanon 228 98,15 22,40 1 1 0 50 1,3 9,4 4,382 228,22 36 D2O Deuterium Oxyd 118 20,00 22,40 0 0 0 0,893 1120,00 37 C4H2 Diacetylen 115 50,06 22,40 0 1 0 2,3 78,0 2,235 447,46 38 B2H6 Diboran 316 27,67 22,41 1 0 0 0,1 1,235 809,90 39 C2H4Cl2 Dichloräthan 1,1-229 98,96 22,40 1 1 0 400 5,6 16,0 4,418 226,35 40 C2H4Cl2 Dichloräthan 1,2 230 98,96 22,40 1 1 0 20 6,2 16,0 4,418 226,35 41 CH2Cl2 Dichlormethan 213 84,93 22,40 1 1 0 100 14,0 25,0 3,792 263,75 42 C3H6Cl2 Dichlorpropan 1 2-231 112,99 22,40 1 1 0 75 3,4 14,5 5,044 198,25 43 C4H11N Diethylamin 232 73,14 22,40 1 1 0 10 1,7 10,1 3,265 306,26 44 C4H10O Diethyläther 233 74,12 22,40 1 1 0 400 1,7 48,0 3,309 302,21 45 C2N2O2 Diisocyanat 119 84,00 22,40 1 0 0 3,750 266,67 46 C2H7N Dimethylamin 234 45,08 22,40 1 1 0 10 2,8 14,4 2,013 496,89 47 C2H6O Dimethyläther 235 46,07 22,40 1 1 0? 3,0 18,6 2,057 486,22 48 C3H7ON Dimethylformamid 275 73,09 22,40 1 1 0 20 2,2 16,0 3,263 306,47 49 C7H8N2O4 Dinitrotoluol 276 182,14 22,41 1 0 0 1,5 8,128 123,04 50 C4H8O2 Dioxan 1 4-236 88,11 22,40 1 1 0 180 1,9 22,5 3,933 254,23 51 N2O Distickstoffmonoxid 212 44,02 22,25 1 0 0 1,978 505,45 52 C4H6O Divinyläther 237 70,09 22,40 0 1 0? 1,7 36,5 3,129 319,59 53 C2H4O2 Essigsäure 238 60,05 22,40 1 1 0 10 4,0 17,0 2,681 373,02 54 C4H6O3 Essigsäureanhydrid 239 102,09 22,40 1 1 0 5 2,0 10,2 4,558 219,41 1 g/m3 =? vpm file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 10

TOX=toksičen CAN=karciongen EXP=eksploziven KOR=koroziven = samovžigen PARAMETRI PLINOV lastnosti plinov (realno) 3 iden.št. formula opis komp. št. mol G mol V TOX=1 CAN=2 EXP KOR MDK TRK * SEM [vol.%] ZEM [vol.%] 1 vpm =? mg/m3 55 C2H6 Ethan 104 30,07 22,16 0 1 0 2,7 14,7 1,357 736,95 56 C2H5OH Ethanol 206 46,07 22,40 1 1 0 1000 3,5 15,0 2,057 486,22 57 C2H6S Ethanthiol 255 62,13 22,40 0 0 0 2,774 360,53 58 C2H4 Ethen 107 28,05 22,24 0 1 0 2,3 32,4 1,261 792,87 59 C2H4Cl2 Ethylenchlorid 117 98,97 22,40 1 1 0 20 6,2 16,0 4,418 226,33 60 C2H4O Ethylenoxid 246 44,05 22,40 2 1 0 * 2,6 100,0 1,967 508,51 61 F2 Fluor 600 38,00 22,40 1 0 0 0,1 1,696 589,47 62 HF Fluorwasserstoff 305 20,01 22,40 1 0 0 3 0,893 1119,44 63 CH2O Formaldehyd 240 30,04 22,40 1 1 0 1 7,0 73,0 1,341 745,67 64 F Frigen 209 0,00 0,00 1 0 0 1000 65 F11 Frigen 11 215 137,38 22,40 1 0 0 1000 6,133 163,05 66 F113 Frigen 113 219 187,39 22,40 1 0 0 1000 8,366 119,54 67 F114 Frigen 114 250 170,93 22,40 1 0 0 1000 7,631 131,05 68 F115 Frigen 115 251 154,48 22,40 0 0 0 6,896 145,00 69 F12 Frigen 12 216 120,92 22,40 1 0 0 1000 5,398 185,25 70 F12B1 Frigen 12 B1 244 165,40 22,40 1 0 0 1000 7,384 135,43 71 F13 Frigen 13 245 104,47 22,40 0 0 0 4,664 214,42 72 F13B1 Frigen 13 B1 217 148,93 22,40 1 0 0 1000 6,649 150,41 73 CHFCl2 Frigen 21 277 122,00 22,40 1 0 0 10 5,446 183,61 74 F22 Frigen 22 218 86,48 22,40 1 0 0 500 3,861 259,02 75 F23 Frigen 23 248 70,01 22,40 0 0 0 3,125 319,95 76 F502 Frigen 502 220 121,29 22,40 1 0 0 1000 5,415 184,68 77 C4H8O Furan 280 72,00 22,40 2 1 0 * 0,2 2,3 14,3 3,214 311,11 78 C5H4O2 Furylmethanol 241 96,10 22,40 1 1 0 50 1,8 16,3 4,290 233,09 79 He Helium 500 4,00 22,42 0 0 0 0,178 5605,00 80 C7H16 Heptan N- 201 100,21 22,40 1 1 0 500 1,1 6,7 4,474 223,53 81 C6H14 Hexan N- 200 86,18 22,40 1 1 0 50 1,0 8,1 3,847 259,92 1 g/m3 =? vpm file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 11

TOX=toksičen CAN=karciongen EXP=eksploziven KOR=koroziven = samovžigen PARAMETRI PLINOV lastnosti plinov (realno) 4 iden.št. formula opis komp. št. mol G mol V TOX=1 CAN=2 EXP KOR MDK TRK * SEM [vol.%] ZEM [vol.%] 1 vpm =? mg/m3 82 N2H4 Hydrazin 252 32,05 22,40 2 1 0 * 0,1 4,7 100,0 1,431 698,91 83 CO2 Kohlendioxid 101 44,01 22,26 1 0 0 5000 1,977 505,79 84 CO Kohlenmonoxid 100 28,01 22,40 1 1 0 30 10,9 76,0 1,250 799,71 85 COS Kohlenoxidsulfid 313 60,07 22,41 1 1 0 10 11,9 29,0 2,680 373,06 86 C7H8O Kresol O- N- P- 253 108,14 22,40 1 1 0 5 1,0? 4,828 207,14 87 Kr Krypton 501 83,70 22,40 0 0 0 3,737 267,62 88 C4H2O3 Maleinsäureanhydrid 288 98,06 22,40 1 1 0 0,2 1,4 7,1 4,378 228,43 89 CH4 Methan 102 16,04 22,36 0 1 0 4,4 16,5 0,717 1394,01 90 CH3OH Methanol 205 32,04 22,40 1 1 0 200 5,5 44,0 1,430 699,13 91 CH4S Methanthiol 256 48,11 22,40 1 1 0 0,5 3,8 21,8 2,148 465,60 92 C3H6O2 Methylacetat 257 74,08 22,40 1 1 0 200 3,1 16,0 3,307 302,38 93 CH3Br Methylbromid 258 94,94 22,40 1 1 0 5 8,6 20,0 4,238 235,94 94 CH2Br2 Methylenbromid 286 173,86 22,40 0 0 0 7,762 128,84 95 CH3Cl Monochlormethan 287 50,49 22,40 1 1 0 50 7,1 18,5 2,254 443,65 96 Ne Neon 502 20,18 22,43 0 0 0 0,900 1111,50 97 O3 Ozon 503 48,00 22,40 1 0 0 0,1 2,143 466,67 98 C5H12 Pentan N- 260 72,15 22,40 1 1 0 1000 1,4 7,8 3,221 310,46 99 COCl2 Phosgen 306 98,92 22,40 1 0 0 0,1 4,416 226,45 100 PH3 Phosphorw asserstoff 307 34,00 22,40 1 0 0 0,1 **) 1,518 658,82 101 C3H4 Popadien 116 40,06 22,40 0 0 0 1,788 559,16 102 C3H8 Propan 105 44,10 22,00 1 1 0 1000 1,7 10,9 2,005 498,87 103 C3H8O Propanol 2-261 60,10 22,40 1 1 0 400 2,0 12,0 2,683 372,71 104 C3H6 Propen 108 42,08 21,96 0 1 0 2,0 11,1 1,916 521,86 105 C3H40 Propylenoxid 259 56,07 22,40 2 1 0 * 50 1,9 24,0 2,503 399,50 106 O2 Sauerstoff 509 31,99 22,39 0 0 0 1,429 699,91 107 O2BK Sauerstoff Bk 400 31,99 22,39 0 0 0 1,429 699,91 108 O2MK Sauerstoff Mk 214 31,99 22,39 0 0 0 1,429 699,91 1 g/m3 =? vpm file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 12

TOX=toksičen CAN=karciongen EXP=eksploziven KOR=koroziven = samovžigen PARAMETRI PLINOV lastnosti plinov (realno) 5 iden.št. formula opis komp. št. mol G mol V TOX=1 CAN=2 EXP KOR MDK TRK * SEM [vol.%] ZEM [vol.%] 1 vpm =? mg/m3 109 SO2 Schwefeldioxid 103 64,06 21,89 1 0 1 2 2,926 341,71 110 SF6 Schw efelhexafluorid 262 146,05 22,40 0 0 0 6,520 153,37 111 CS2 Schw efelkohlenstoff 301 76,14 21,91 1 1 0 10 1,0 60,0 3,475 287,76 112 H2SO4 Schw efelsäure 309 98,07 22,40 0 0 0 4,378 228,41 113 SO3 Schwefeltrioxid 310 80,06 22,40 1 0 0 1 3,574 279,79 114 H2S Schw efelw asserstoff 304 34,08 22,14 1 1 0 10 4,3 45,5 1,539 649,65 115 H2SO3 Schweflige Säure 312 82,08 22,40 1 0 0 2 3,664 272,90 116 D20 Schw eres Wasser 274 20,03 22,41 0 0 0 0,894 1118,82 117 N2 Stickstoff 506 28,03 22,40 0 0 0 1,251 799,14 118 NO2 Stickstoffdioxid 308 46,01 22,40 1 0 0 5 2,054 486,85 119 NO Stickstoffmonoxid 211 30,01 22,39 1 0 0 5 1,340 746,08 120 C2Cl4 Tetrachloräthylen 452 121,14 22,41 1 0 0 50 5,406 184,99 121 CCl4 Tetrachlormethan 264 153,82 22,40 1 0 0 10 6,867 145,62 122 C4H8O Tetrahydrofuran 285 72,10 22,40 1 1 0 200 1,5 12,0 3,219 310,68 123 C7H10N2 Toluendiamine 281 122,00 22,40 0 0 0 5,446 183,61 124 C7H8 Toluol 204 92,14 22,00 1 1 0 100 1,2 7,8 4,188 238,77 125 C2HCl3 Trichloräthylen 451 131,39 22,40 1 1 0 50 7,9 90,0 5,866 170,48 126 C4H6O2 Vinylacetat 265 86,10 22,40 1 1 0 10 2,6 13,4 3,844 260,16 127 C2H3Cl Vinylchlorid 266 62,50 22,40 2 1 0 * 2 3,8 31,0 2,790 358,40 128 C2H2Cl2 Vinylidenchlorid 267 96,94 22,40 1 1 0 2 8,4 16,5 4,328 231,07 129 H2O Wasserdampf 210 18,01 22,00 0 0 0 0,819 1221,54 130 H2 Wasserstoff 507 2,02 22,43 0 1 0 4,0 75,6 0,090 11103,96 131 H2O2 Wasserstoffperoxid 268 34,01 22,40 1 0 0 1 1,518 658,63 132 C8H10 Xylol M- P- 270 106,00 22,00 1 1 0 100 1,0 7,0 4,818 207,55 133 C8H10 Xylol O- 269 106,17 22,00 1 1 0 100 1,0 7,0 4,826 207,21 TOX=toksičen CAN=karciongen * = samovžigen 1 g/m3 =? vpm file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 13

PRETVARJANJE ENOT pri standardiziranih pogojih: 0 C [273 K] 1.013 mbar [1.013 hpa] v = c M * 2,241 [ vol.% ] Faktorji pretvorbe: c = v * M * 0,446 [ g/m 3 ] Faktorji za pretvorbo iz mg/m 3 v vpm in iz vpm v mg/m3 so podani v tebelah. Podani faktorji so definirani za : p = 1.013 hpa in T = 273 K (273,4 K). Molarna masa in molarna teža sta podani v tabelah. 1. PRIMER: g / m³ v vpm. vpm = koncentracija [ g/m³ ] * molski volumen * 1.000 molska masa Pozor: Pri pretvorbi iz mg/m 3 v vpm, je potrebno vrednosti iz tabel deliti s 1.000 2. PRIMER: vpm v g/m 3 Pozor: Pri pretvorbi iz vpm v g/ m 3, je mg/m³ = koncentracija [ vpm ] * molska masa molski volumen potrebno vrednosti iz tabel deliti s 1.000. file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 14

PRETVARJANJE ENOT iz % [m/m] v mol.% in vol.% za plinske mešanice sestava mešanice: molska masa plina molska masa [ g ] komponente plinske mešanice rezultat [ mol. % ] 10 % [m/m] H 2 2 g 60 % [m/m] N 2 30 % [m/m] SO 2 28 g 64 g povprečna molska 10 : 2 60 : 28 30 : 64 masa 5 2,14 + 0,47 7,61 g + 65,7 28,12 6,18 1 mol 22,4 l skupni volumen volumen [ l ] komponente 112 47,94 + 10,53 170,47 l + plinske mešanice + rezultat [ vol.% ] 65,7 28,12 6,18 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 15

SLO PRAVILNIK O OBRATOVALNEM MONITORINGU IDEALNE GOSTOTE NEKATERIH PLINOV zap. plin oznaka molekularna masa v g/mol idealna gostota v kg/m 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ogljikov monoksid CO 28,01 1,250 ogljikov dioksid CO 2 44,01 1,965 žveplov dioksid SO 2 64,06 2,860 dušikov oksid NO 30,01 1,340 dušikov dioksid NO 2 46,01 2,054 dušik N 2 28,01 1,250 kisik O 2 32,00 1,429 vodik O 2 2,02 0,090 voda (tehnična) H 2 O 18,02 0,804 vodikov sulfid H 2 S 34,08 1,521 vodikov fluorid HF 20,01 0,893 vodikov klorid HCl 36,46 1,628 amoniak NH 3 17,03 0,760 metan CH 4 16,04 0,716 propan C 3 44,10 1,969 organske spojine (TOC) izražene na osnovi metana C 1 12,01 0,536 organske spojine (TOC) izražene na osnovi propana C 3 36,03 1,608 zrak, suh - 28,97 1,293 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 16

PRETVARJANJE ENOT z uporabo tabel 1. PRIMER: SO 2 1 mg / m³ =? vpm. koncentracija [ mg/m³ ] * molski volumen vpm = molska masa? vpm = 1 mg/m 3 *(22,4 m 3 /64 kg) = 1*0,35 = 1*1/2,86 = 0,35 vpm 2. PRIMER: SO 2 1 vpm =? g/m 3 mg/m³ = koncentracija [ vpm ] * molska masa molski volumen? mg/m 3 = 1 vpm* (64/22,4) = 1 *2,86 = 2,86 mg/m 3 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 17

ENOTE KONCENTRACIJE V POVEZAVI Z FID enote koncentracije, ki jih srečujemo pri FID Flame Ion Detector plinska ionska detekcija mg org.c/m 3 = mg C 1 /m 3 ( t.j. 17. BImschV ) mg C n H m /m 3 vpm C n H m ( TA- Luft ) % LEL ( t.j. meritev SEM) file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 18

TOC- Total Organic Carbon SKUPNI ORGANSKI OGLJIK - org.c/m 3 = C 1 /m 3 REZULTAT ( teoretično) = število C-atomov = C 1 CH-spojine benzen C6H6 butan C4H10 aceton C3H6O propan C3H8 triklor... C2HCl3 metan CH4 0 1 2 3 4 5 6 7 število C atomov file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 19

PRETVARJANJE ENOT vpm v mg org.c/m 3 oz. vpm v mg/c n H m PRIMER : 100 vpm (propan) C 3 =? mg org.c/m 3 molska masa C 3 c = v * M * 0,446 [ g/m 3 ] c = 0,01 * 36 * 0,446 c = 161 mg org.c/m 3 C 3 = 3 *12 = 36 = 8 * 1 = 8 44 org. C molska masa PRIMER : 100 vpm (propan) C 3 =? mg C n H m /m 3 c = 0,01 * 44 * 0,446 c = 196 mg C 3 /m 3 file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 20

RESPONSE FAKTOR (RF) CH-spojine rezultat = f (števila C atomov) benzen C6H6 butan C4H10 propan C3H8 aceton C3H6O triklor... C2HCl3 rezultat z "response" faktorjem teoretični rezultat metan CH4 0 1 2 3 4 5 6 7 število C atomov rezultat = ( response faktor) x (število C-atomov) file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 21

PRETVARJANJE ENOT vpm v mg org.c/m 3 oz. v mg/c n H m z upoštevanjem response faktorja (RF) PRIMER : kakšna je pravilna koncentracija FID analizatorja v mg org.c/m 3 ali mg CnHm/m 3, če naj analizator meri benzen (C 6 H 6 ) in imate na razpolago testni plin s 100 vpm propana (C 3 ) za justiranje. Response faktor RF za benzen je 1,06. testni plin : 100 vpm (propana) C 3 vn 2 procesni plin: benzen C 6 H 6 RF benzen : 1,06 (relativno na propana) mg org.c/m 3 c = 0,01 * 36 * 0,446 = 161 mg org.c/m 3 brez RF c = ( 0,01 * 36 * 0,446 ) / 1,06 = 152 mg org.c/m3 z RF mg CnHm/m 3 c = 0,01 * 44 * 0,446 = 196 mg C 3 /m 3 brez RF c = ( 0,01 * 44 * 0,446 ) / 1,06 = 185 mg C n H m /m 3 z RF file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 22

RESPONSE FAKTOR (RF) Response faktor upošteva različno občutljivost detektorja za različne ogljikovodike. Za propan je definirana občutljivost 1 in služi za primerjavo nastavitve za druge ogljikovodike. Konstrukcija merilne komore ima največji vpliv na response faktor. Zato ima vsak proizvajalec FID analizatorjev svoje response faktorje. Idealno je RF 1 za vse ogljikovodike. OPOMBE: Upoštevajte response faktorje iz TÜV poročil za posamezen analizator. Upoštevajte tudi, da je RF aproksimacijska vrednost, ki lahko malo odstopa v odvisnosti od tipa analizatorja in obratovalnih pogojev. Metodologija je uporabna le za binarne mešanice, na primer za meritve v povezavi s TA-Luft zahtevami (emisija). Samo enojne komponente obstajajo v izpušnem plinu (primer benzen v zraku). file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 23

brez upoštevanja RF PRIMER 1: kakšna je pravilna izmerjena vrednost v % SEM z FID analizatorjem, če je testni (justirni) plin 0,8 vol.% propana? z upoštevanjem RF kakšna je pravilna izmerjena vrednost % SEM z FID analizatorjem, če je testni (justirni) plin 0,8 vol.% propana? PRETVARJANJE vpm v % SEM (% LEL) testni (justirni) plin : 0,8 vol.% propana (C 3 ) v dušiku (N 2 ) merjeni plin: = testni plin SEM merjeni plin : 1,7 vol.% 0 0 100 % SEM 1,7 vol.% 100 % SEM / 1,7 vol.% = x % SEM / 0,8 vol % x = 47 % SEM relativno na propan PRIMER 2: testni plin: 0,8 vol.% propana (C 3 ) v dušiku (N 2 ) merjeni plin: toluen ( C 7 ) SEM-RF merjeni plin : 1,74 relativno na propan ( 100 % SEM / 1,7 vol.% ) / 1,74 = x % SEM / 0,8 vol.% x = 27,0 % SEM relativno na toluen file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 24

EKSPLOZIJSKO OBMOČJE PLINA SEM (LEL) in ZEM (HEL) vol % metana 70 PLINSKA MEŠANICA JE V DOLOČENEM OBMOČJU KONCENTRACIJ EKSPLOZIVNA! ZEM SEM 60 50 40 30 20 10 Ex - območje file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 25

VLAGA V SISTEMU VODNI IN KISLINSKI KONDENZAT pri vseh merilnih sistemih je zelo pomembno vprašanje, kje je točka rosišča merjenega plina oz. sistema Kje je točka rosišča vode ( C)? Kaj moramo narediti, da odstranimo kondenzat? Ali je potrebno uporabiti ogrevan vod? Kje je točka rosišča kislin ( C)? file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 26

TOČKA ROSIŠČA VSEBNOST VLAGE V vsaki plinski mešanici se vedno nahaja več ali manj vodne pare (H 2 O) oz. vlage. Pri tem se srečujemo z naslednjimi pojmi: nasičena vlažnost f max absolutlna vlažnost f je največja količina vodne pare (H 2 O), ki jo sprejme 1 m 3 zraka pri določeni temperaturi količina nasičenja [g/m³] je količina vodne pare (H 2 O), ki je v 1 m 3 zraka [g/m³] relativna vlažnost n je procentualna nasičenost, ki podana kot kvocient: n= absolutna vlažnost količina nasičenja n = f f max 100 % file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 27

TOČKA ROSIŠČA - DEWPOINT VSEBNOST VLAGE OPOMBA: Temperaturno spremenljiv rezultat v odvisnosti od vlažnosti zraka, neodvisen od absolutne vlažnosti zraka. TOČKA ROSIŠČA Če temperatura pada, relativna vlaga narašča. Točka (temperatura), kjer relativna vlaga doseže 100 % oziroma doseže nasičeno vlažnost, je točka rosišča. Pri nižjih temperaturah imamo pojav kondenzata. V sistemih kontinuirnega vzorčevanja plina mora biti poznana točka rosišča. Kondenzat lahko zamaši cev in lahko povzroči izgubo oz. potvorbo plina file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 28

VLAGA VSEBNOST VODE = f (TEMPERATURE) temperatura hladilnika v sistemu priprave plina povprečna točka rosišča za premogove kurjave t C ps mbar f s g/m 3 V D / V vol.% t = točka rosišča [ C ] p s = parcialni tlak [ mbar ] f s = nasičena vlažnost [g/m 3 ] V D / V = koncentracija vlage [vol.%] -20 1,03 0,88 0,10-10 2,60 2,14 0,26 0 6,11 4,85 0,60 količina kondenzata na dan? 1 0,65 5,20 0,65 2 7,05 5,56 0,70 pretok: 60 l/h 3 7,59 5,96 0,75 točka rosišča: 60 C 4 8,13 6,36 0,80 temperatura hladilnika: 3 C 5 8,72 6,80 0,86 10 12,28 9,40 1,21 130,2-5,96 = 124,24 g/m 3 20 23,38 17,29 2,31 30 42,42 30,36 4,19 24 h x 60 l/h = 1.440 l 40 73,74 51,14 7,28 1.000 1,440 50 123,32 82,98 12,20 = 124,24 x 60 199,20 130,20 19,70 70 311,50 198,10 30,70 1,440 x 124,24 80 473,40 293,30 46,80 x = 1.000 90 700,90 423,50 69,20 100 1.013,30 597,70 100,00 x = 179 cm 3 H 2 O / dan file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 29

VLAGA DIAGRAM TOČKE ROSIŠČA SDM ( g / m3 ) 600 količina nasičene vodne pare (SDM) = f (temperature) fs g / m VD / V vol.% 100 relativni delež vlage v vol.% 500 90 80 400 70 60 300 50 200 40 30 100 20 10 0 0-20 -10 0 1 2 3 4 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 tem peratura ( C ) file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 30

TOČKA ROSIŠČA KISLIN Acid - Dewpoint krivulja točke rosišča dimni plini kurilnega olja z 2 % vsebnosti žvepla (S) v gorivu 2 0 1 4 3 O 2 - koncentracija [vol.%] file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 31

NORMIRANJE EMISIJSKIH KONCENTRACIJ ZAKONSKA ZAHTEVA Zakonodaja zahteva, da se emisijske koncentracije normira na referenčno (računsko, ozirno) veličino. To pomeni, da je potrebno veličine, ki jih dobimo pri meritvah, korigirati! ozirna veličina REFERENČNA (RAČUNSKA, OZIRNA, NORMIRNA) VELIČINA: ENAČBA ZA KOREKCIJO : koncentracija kisika temperatura tlak vlaga vol.% O 2 odvisna od goriva, naprave 0 C 1.013 mbar vlaga ( f ) vol.% "suhi plin" 21 - O 2Reference C Corrected = C Raw value x x 21 - O 2measured T measured + 273 T Reference + 273 x p Reference p measured x 100 - f Reference 100 - f measured file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 32

IZRAČUN EMISIJSKIH VREDNOSTI Emission Value Evaluation (SLO) temperatura 400 K ½ h prah ELV mg/m 3 15 vol.% 1 16 30 2 17 30 O 2 prah 3 mg/m 3 21 O2N C = 3 * 21 15 * 400 273 7 mg/m 3 3 16 30 4 31 L 30 5 7 30 6 7 8 9 povprečenje normiranje izračun vrednotenje 1 n n 1 C val 47 48 dnevna 10 vrednotenje file: 3 TEORIJA.PPT Folije slovenska verzija 12-2004 Folija 33