Instrumentalizace stanovení kyselých složek ve spalinách

Marek Milák

Bachelor's thesis

Instrumental (analytical) methods for determination of acid(ic) gases in flue gas

Anotácia:

Spalovací procesy jsou jedním z největších antropogenních zdrojů znečištění ovzduší. Polutantů, které jsou do ovzduší vypouštěny je velká řada. Aby bylo možné environmentální dopady spalovacích procesů postupně snižovat, je nezbytně nutné, aby byla technologicky i ekonomicky dostupná řešení pro měření koncentrací jednotlivých polutantů v plynech. Chlorovodík, jehož měření je předmětem této práce, je jedním z kyselých plynů, který může být ve spalinách přítomen. Vzniká mimo jiné při spalování biomasy a odpadů. Pro měření chlorovodíku je možno využít přístrojů, které jsou ovšem velmi drahé a v některých případech vyžadují speciálně školený personál. Norma pro stanovování chlorovodíku ČSN EN 1911 (Stanovení hmotnostní koncentrace plynných chloridů vyjádřených jako HCI - Normovaná referenční metoda) doporučuje pouze metody, u kterých je online měření velice složité nebo finančně náročné. Práce si kladla za cíl vytvořit metodiku pro levnou a uspokojivou metodu pro kontinuální měření chlorovodíku ve spalinách nebo jiných plynech obsahujících chlorovodík. Byly nalezeny vhodné absorpční roztoky a alternativní metody stanovení chlorovodíku v plynu. Norma ČSN EN 1911 doporučuje pro záchyt chlorovodíku destilovanou vodu. Na základě měření bylo zjištěno, že využití destilované vody pro záchyt chlorovodíku je málo účinné a pro dlouhodobý odběr nevhodné. Byla vyvinuta metoda na principu záchytu chlorovodíku do suspenze vápence a měření zachyceného chlorovodíku pomocí chloridové iontově selektivní elektrody. U této metody byly zjištěny parametry, které nejvíce ovlivňují přesnost měření a na základě těchto parametrů byla vytvořena rovnice lineární regrese pro výpočet skutečné koncentrace HCl. Tento vztah snižuje možnou chybu měření celého systému pro stanovení chlorovodíku v plynu.

Abstract:

Combustion processes belong to the largest anthropogenic sources of air pollution. There are a large number of pollutants that are released into the air. In order to gradually reduce the environmental impacts of combustion processes, solutions for the measurements of concentrations of individual pollutants in gaseous streams must be technologically and economically available. Hydrogen chloride, the measurement of which is the subject of this work, is one of the acid gases that may be present in the flue gas. Its formation can occur for example during the combustion of biomass and waste. Different types of devices can be used for the measurement of hydrogen. These are, however, very expensive and, in some cases, require specially trained staff. The standard for the determination of hydrogen chloride ČSN EN 1911 (Determination of the mass concentration of gaseous chlorides expressed as HCl – Standard reference method) recommends only methods for which online measurement is very complex or costly. The bachelor thesis aims to create a methodology for a cheap and satisfactory method for continuous measurement of hydrogen chloride in flue gases or other gases containing hydrogen chloride. Suitable absorbent solutions for quantitative hydrogen chloride capture and alternative methods for the determination of hydrogen chloride gas were found. The ČSN EN 1911 standard recommends distilled water for the capture of hydrogen chloride. Based on measurements, it was found that the use of distilled water to capture hydrogen chloride is inefficient and unsuitable for long-term absorption. A method was developed that is based on the absorption of hydrogen chloride in a limestone suspension and subsequent determination of the captured hydrogen chloride using a chloride ion-selective electrode. Parameters that affect the accuracy of the measurement were identified and a linear regression equation was created to calculate the actual HCl concentration. This relation reduces the error of the determination of hydrogen chloride concentration in measured gas.

Kľúčové slová

kontinuální stanovení, čištění spalin, zpětná titrace, spalovna odpadu, emise, analýza HCl

Keywords

HCl analysis, flue continula measurment, gas cleaning, incineration plant

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 3. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Mgr. Marek Vach, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / odbor:
Landscaping / Landscape Technical and Administration Services