Bacagazındaki nem miktarının belirlenmesi için otomatik ölçüm sisteminin geliştirilmesi

Abstract

Bacadan gaz olarak atılan kirleticilerinin konsantrasyon ve kütlesel debideğerlerinin tespit edilebilmesi için bacagazı nem miktarının bilinmesigerekmektedir. Bu çalışmada bacagazındaki nem miktarını tespit edebilmek içinotomatik bir ölçüm sistemi geliştirilmiştir. Bacagazındaki nemi belirlemek içinkullanılan sensörler yüksek sıcaklık ve toz konsantrasyonlarının bulunduğuortamlarda belirli hata oranları ile çalışmaktadır. EPA (Environmental ProtectionAgency) tarafından önerilen ve Metod-4 olarak adlandırılan bacagazında nemölçüm sistemi yüksek sıcaklık ve toz ortamlarında kullanılabilmesine rağmenzahmetli ve kesikli bir ölçüm yöntemidir. EPA Metot 4'te yoğuşma için soğutmaişlemi buz kabında yapılmakta, toplanan nem ise tartılarak tespit edilmektedir. Butezde geliştirilen bacagazı nem ölçüm sisteminde EPA Metot-4'deki ölçüm sistemitemel olarak alınmıştır. Geliştirilen sistemde sıcak bacagazındaki nemin tutulmasıiçin klasik soğutma-yoğunlaştırma ünitesi kullanılmıştır. Bir ölçüm kabına alınannemin (suyun) miktarı ise mikron hassasiyetinde ölçüm yapabilen elektromekanikbir düzenek ile tespit edilmiştir. Geliştirilen ölçüm sistemininde gaz içindeki nemmiktarının ne kadarının tutulduğunu kontrol etmek için laboratuvar ortamındadenenmiştir. Bu amaçla sistemin sonuna silika jel ile doldurulmuş bir kapyerleştirilmiştir. Yapılan denemeler 3 ayrı debide (4-8-12 l/dak) 3 kez tekrarlanarakgerçekleştirilmiştir. En az sistem kaçağı düşük debide (4 l/dak) 12 dakikalıkdeneme sonucunda yapılan ölçümlerde 0.3 gr olarak bulunmuştur. 12 l/dak'lıkyüksek pompa debisinde ise 5 dakikalık çalışma süresi sonunda yoğunlaşmakabında ortalama 178.9 gr nem toplanırken sistemdeki nem kaçağı miktarı ise 3.6gr olarak tespit edilmiştir. Geliştirilen ölçüm sistemi gerçek ortamı olan endüstriyelbir bacada da denenmiştir. Bu denemede sistem bacada izokinetikliği sağlamakamacıyla 12 l/dak pompa debisinde çalıştırılmıştır. 10 dakika çalışma süresiisonunda 9.8 gram nem toplanmış silika jel kutusundaki kaçak miktarı ise 0.6 gramolarak bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Bacagazı, Nem miktarı, Otomatik ölçümDanışman: Dr. Türkay ONACAK, Hacettepe Üniversitesi, Çevre MühendisliğiAnabilim Dalıii

Moisture content in stack gas must be known for determining the concentrationand the mass flow rate of the pollutants which are emitted from the stack. In thisthesis, automatic measurement system was developed for determining moisturecontent in stack gas. The sensors which are using for the measurement of themoisture content in stack gas are working with specific error rate at hightemperature and dust concentration. Environmental Protection Agency (EPA)suggests a moisture measurement system which is named as Method 4. Althoughthis measurement system can be used at high temperature and dustconcentration, it is a difficult and discontinuous measurement system. In EPAMethod 4 cooling for condensation is done in ice vessel and moisture which iscollected is determined by weighting. The moisture measurement system in stackgas which was developed in this thesis was based on EPA Metot-4 measurementsystem. In developed measurement system, classical cooling-condensation wasused for catching moisture in hot stack gas. The amount of moisture (water) whichis taken to the measurement vessel was determined by an electromechanicalsystem which can measure in micron sensitivity. Developed measurement systemwas tested at laboratory conditions for checking how much moisture content instack gas was holded in this system. During the tests an vessel which was filledwith silica gel was attached at the end of the system. The tests was done at threetimes at 3 different flow rate (4-8-12 lt/min). The minimum leakage wasdetermined as 0.3 gr at the minimum flow rate (4 lt/min) in 12 minutes. Theleakage was determined as 3.6 gr at the maximum flow rate 12 lt/min in 5minutes. And during this test, 178.9 gr moisture was collected in condensationvessel. Also, developed measurement system was tested at industrial stack.During this test, the measurement system was operated at 12 l/min flowrate forproviding izokinetic condition at stack. At the end of the 10 minutes operatingiiiperiod, 9.8 gr moisture was collected and leakage amount in silica gel vessel wasdetermined as 0.6 gr.Keywords: Stack gas, moisture content, automatic measurementAdvisor: Dr. Türkay ONACAK, Hacettepe University, Department ofEnvironmental Engineering.iv