Baca gazında toplam organik karbon (TOC) ölçümü, alev iyonizasyon dedektörü (FID) ile yapılır. Cihazın doğru okuması tek başına yeterli değildir; TS EN 12619, ölçümün geçerli sayılabilmesi için hangi kontrollerin, hangi sıklıkla yapılacağını açıkça tanımlar. Bu yazıda o kontrolleri, akredite bir laboratuvarın saha ve yıllık takvimine göre sıraladık.
Kontroller ve sıklıkları
Standardın Tablo 1’i kontrolleri üç gruba ayırır: her ölçüm serisinde yapılacaklar, günlük yapılacaklar ve yılda bir yapılacaklar.
Her ölçüm serisinde
| Kontrol | Kriter | Madde |
|---|---|---|
| Yanıt süresi (T90) | ≤ 200 s | A.2 |
| Örnekleme sistemi kontrolü | span değerinin %2’sinden küçük | 6.2.2 |
| Sızdırmazlık kontrolü | — | 6.2.2 |
| Numune hattı ve partikül filtresi temizliği | gerektiğinde | — |
Ölçüm döneminin başında ve sonunda, günde en az bir kez
| Kontrol | Kriter | Madde |
|---|---|---|
| Sıfır sapması | < %5 (span değerinin) | 6.2.3 |
| Span sapması | < %5 (span değerinin) | 6.2.3 |
Yılda en az bir kez (ve onarım sonrası)
| Kontrol | Kriter | Madde |
|---|---|---|
| Sıfır noktasında tekrarlanabilirlik standart sapması | ≤ %2 | A.4 |
| Span noktasında tekrarlanabilirlik standart sapması | ≤ %2 | A.5 |
| Doğrusallık (lack of fit) | ≤ %2 | A.3 |
| Oksijen etkisi | ≤ %2 | A.6 |
| Diğer girişim kontrolleri | ≤ %2 | A.7 |
| Yanıt faktörü tayini | üretici tarafından belirtilen sıklıkta | A.8 / Ek B |
Önemli bir kolaylık: Oksijen etkisi ve girişim kontrolleri standardın kendi ifadesiyle üretici tarafından gerçekleştirilebilir. Yani cihazı satın alırken bu testlerin raporlarını üreticiden talep etmek, laboratuvarın kendi imkânlarıyla yapmasından hem daha pratik hem de genellikle daha güvenilirdir.
Ölçüm öncesi: cihaz ayarı
Madde 6.2.1, ölçüm döneminin başında sıfır ve span gazlarının doğrudan analizöre, örnekleme sisteminden geçirilmeden verilmesini şart koşar. Sırasıyla:
- Sıfır değeri ayarlanır
- Span ayarlanır
- Sıfır yeniden kontrol edilir; sapma, sıfır noktasındaki tekrarlanabilirliğin iki katından küçük olmalıdır
Bu koşul sağlanana kadar ayar prosedürü tekrarlanır.
Ölçüm öncesi: örnekleme sistemi kontrolü
Bu, uygulamada en sık atlanan ve denetimde en sık sorulan kontroldür. Madde 6.2.2 şunu ister:
Sıfır ve span gazı, örnekleme sistemi üzerinden, prob girişine mümkün olduğunca yakın bir noktadan (filtrenin önünden) analizöre verilir. Analizörün ayarı sırasında elde edilen okumalar ile örnekleme sistemi kontrolü sırasında elde edilen okumalar arasındaki fark, span değerinin %2’sinden küçük olmalıdır.
Amaç nedir? Analizör doğru okuyor olabilir, ancak numune prob ve ısıtmalı hat boyunca kayba uğruyorsa sonuç yanlış çıkar. Fark iki sebepten doğar:
- Sızıntı — hattaki bir kaçak numuneyi seyreltir, okuma düşük çıkar
- Hafıza etkisi — hat yüzeylerinde adsorpsiyon veya desorpsiyon; önceki ölçümden kalan organik bileşikler sonraki okumayı yükseltir ya da yeni numunenin bir kısmı yüzeye tutunur
Bu kontrolün yapılabilmesi için cihazın prob girişinde, filtrenin öncesinde bir kalibrasyon gazı girişi bulunması gerekir. Standardın madde 5.1’i bunu donanım şartı olarak sayar. Cihaz seçerken bakılması gereken ilk özelliklerden biridir.
Aynı adımda sistemin yanıt süresi de kontrol edilir.
Ölçüm sonrası: sıfır ve span kontrolü
Ölçüm döneminin sonunda ve günde en az bir kez, sıfır ve span kontrolleri örnekleme sisteminin girişinden test gazı verilerek yapılır. Burada iki ayrı eşik vardır ve karıştırılmamalıdır:
- %2’yi aşarsa: hem sıfır hem span sapması için düzeltme yapılması gerekir. Düzeltmeden önceki değerler kaydedilmelidir — bu kayıtlar belirsizlik hesabında kullanılır.
- %5’i aşarsa: sonuçlar geçersizdir.
Gazlar
Sıfır gazı
TOC derişimi 0,2 mg/m³ karbondan düşük olmalı ya da %99,998 saflıkta olmalıdır. Sentetik hava veya temizlenmiş ortam havası kullanılabilir.
Sıfır noktasında negatif değerler görülüyorsa bu, oksijen etkisinin bir işareti olabilir. Bu durumda sıfır gazının, prosestekine benzer oksijen derişimi içeren bir karışımla (azot/oksijen veya sentetik hava) değiştirilmesi önerilir.
Span gazı
Sentetik hava veya azot/oksijen karışımı içinde propan olmalıdır. Analiz sertifikasındaki genişletilmiş belirsizlik TOC için ≤ %2 olmalıdır.
Mevzuat amaçlı ölçümlerde span gazı derişimi, yarım saatlik emisyon sınır değerine yakın ya da seçilen ölçüm aralığının %50–90’ı olmalıdır.
Kritik nokta: sıfır ve span gazındaki tamamlayıcı gazın oksijen derişimi aynı olmalıdır. Böylece ayar sırasında sıfır ve span noktalarında aynı düzeyde etki hesaba katılmış olur.
Yakıt gazı ve yanma havası
TOC derişimi 0,2 mg/m³ karbondan düşük veya %99,998 saflıkta. Yakıt gazı olarak hidrojen, hidrojen/helyum veya hidrojen/azot karışımı kullanılır.
Oksijen etkisi — neden ayrı bir başlık
FID’in alevi yanma için oksijene ihtiyaç duyar. Numune gazındaki oksijen derişimi değiştiğinde alevin karakteri değişir ve cihazın yanıtı sapar. Standardın madde 6.2.4’ü önemli bir uyarı içerir:
Oksijen sinerjisinin etkisi yaklaşık %10 oksijen seviyesinde tepe yapar. Oksijen seviyesi bu değerden uzaklaştıkça (azalarak veya artarak) etki küçülür.
Bu, Türkiye’deki birçok baca için doğrudan geçerli bir durumdur — atık yakma, kurutma ve birçok yanma prosesi %10 civarında artık oksijenle çalışır.
Etkiyi azaltmanın yolu basittir: sıfır ve span gazlarını baca gazındakine benzer oksijen derişiminde seçmek. Baca gazındaki oksijen %10 civarındaysa bu özellikle önerilir. EN 14181 kapsamında sürekli ölçüm sistemi kalibre edilirken de aynı yaklaşım kuvvetle tavsiye edilir.
Test prosedürü Ek A.6’da tanımlıdır ve EN 15267-3 madde 10.19’a atıf yapar. Dört gaz gerekir: %10 ve %20 oksijen içeren sıfır gazları ile aynı iki oksijen seviyesinde span gazları. Kabul kriteri ≤ %2’dir.
Örnekleme sistemi için donanım şartları
Madde 5.1, örnekleme sisteminin karşılaması gereken özellikleri sayar:
- Malzeme: paslanmaz çelik, PTFE veya polipropilen florür. Alternatif malzeme kullanılacaksa, baca gazı bileşenlerine karşı kimyasal ve fiziksel olarak inert olduğu kanıtlanmalıdır.
- Isıtma: sistem boyunca en az 180 °C. Sertifikalı tüm cihazlar bu sıcaklıkta test edilir.
- Kalma süresi: numune gazının sistem içindeki kalma süresi 60 saniyenin altında olacak şekilde tasarlanmalıdır. Uzun hatlarda veya yüksek akış direncinde by-pass’lı harici pompa önerilir.
- Filtre: numune hattının öncesinde ısıtmalı filtreleme düzeneği.
- Kalibrasyon gazı girişi: prob girişinde veya yakınında, filtrenin öncesinde.
Sonuç hesabı
Propan hacim derişimi, karbon cinsinden kütle derişimine şu formülle çevrilir:
Cm = Cv,C3H8 × 3 × 12 / 22,4
Burada Cm karbon cinsinden mg/m³ (273 K ve 101,3 kPa), Cv,C3H8 ppm cinsinden propan hacim derişimidir. Çarpan 3, propan molekülündeki karbon sayısıdır.
Uygulamada özet takvim
Her sahaya çıkışta: cihaz ayarı (doğrudan analizöre) → örnekleme sistemi kontrolü (prob girişinden) → yanıt süresi → ölçüm → ölçüm sonrası sıfır ve span kontrolü.
Yılda bir: tekrarlanabilirlik (sıfır ve span), doğrusallık, oksijen etkisi, girişim testleri. Bu dördü için üretici raporu kabul edilebilir.
Onarım sonrası: doğrusallık, oksijen etkisi ve girişim kontrolleri tekrarlanır.
Dectra Mühendislik, Qingdao Junray Intelligent Instrument Co. firmasının Türkiye münhasır distribütörüdür. TS EN 12619, EPA Method 25A ve EN 13526 uyumlu taşınabilir H-FID TOC ölçüm cihazı Junray ZR-7221 hakkında bilgi ve teklif için bize ulaşın.