Raf De Fré – Wendy Swaans – Frederick Maes

Presentatie over: "Raf De Fré – Wendy Swaans – Frederick Maes"— Transcript van de presentatie:

1 Equivalentieproeven bij de nieuwe EN-normen voor meting van SO2, NOx , CO en water in emissies
Raf De Fré – Wendy Swaans – Frederick Maes medewerkers: Rob Brabers – Eddy Damen – et al.

2 Nieuwe EN normen voor emissie
werden gepubliceerd als NBN-EN in 2006: O2 NBN-EN 14789 H2O NBN-EN 14790 SO2 NBN-EN 14791 NOx NBN-EN 14792 in 2006 door CEN formeel goedgekeurd CO EN (publ. april 2006?) binnen de 6 maanden om te zetten in NBN realisatie in praktijk: via wetgeving lidstaten

3 Toepassing EN normen voor emissie
Volgens EU Richtlijnen zijn EN-normmethodes verplicht voor: grote stookinstallaties (LCP) afvalverbrandingsinstallaties (WI) niet voor andere of ‘’ IPPC’’ installaties Beide richtlijnen zijn ouder dan nieuwe ENs dus geen vermelding bij naam van recente normen

4 Toepassing EN normen voor emissie
Erkenningspakketten met LCP of WI Twee situaties bij erkende labo’s: REFERENTIEMETHODE ‘’SRM’’: zie EN-norm Conformiteit aantonen via validatiedossier hier demo voor H2O, CO ALTERNATIEVE METHODE ‘’AM’’ Equivalentie SRM aantonen via TS 14793 hier voor NOx en SO2

5 Door VITO uitgevoerde conformiteits- en equivalentietesten in 2005
CO: conformiteitstesten met EN15058 Performantiekarakteristieken, Meetonzekerheid Watergehalte: conformiteit EN14790 validatie van absorptie-condensatiemethode silicagel validatie van dauwpuntsmonitor (voor ref. labo) NOx Equivalentie met Referentiemethode Chemiluminescentie Alternatieve methode = NO + NO2 (NDIR + NDUV) Performantiekarakteristieken, Meetonzekerheid beide SO2 Equivalentie met natchemische SRM EN 14791 Alternatieve methode = NDUV

6 Equivalentie-oefening
CEN/TS Intralaboratory validation procedure for an alternative method compared to a reference method Inhoud CEN/TS 14793 Beschrijving methode – aflijnen equivalentiedomein Bepalen performantiekarakteristieken alternatieve methode Bewijzen dat totale meetonzekerheid voldoet aan referentiemethode Vergelijkende veldtesten (30) - statistische evaluatie - equivalentiebewijs

7 Beperkingen van equivalentietesten
Geen echte veldtesten, testgascircuit Beperkt toepassingsdomein qua concentratie-gebied Beperkt tot geteste technieken en toestellen Beperkte hoeveelheid parallelmetingen per techniek nodig voor herhaalbaarbaarheid en reproduceerbaarheid 4 labo’s en veldtest vereist om een techniek als alternatieve RM te aanvaarden Voorstel om met erkende labo’s equivalentietesten uit te voeren werd niet in programma Referentielabo 2006 weerhouden

8 EN 15058 voor CO - kort overzicht
Twee meetprincipes beschreven Niet-dispersief infrarood NDIR, dubbelcels GFC, gasfiltercorrelatie 30-minuutsgemiddelden, mg/m³ gevalideerd Meetonzekerheid moet < 6 % dag-EGW Meetbereik 200 % van 30-minuuts-EGW moet groter zijn dan piek-emissies

9 CO-meting volgens EN 15058 PTFE sample leidingen verwarmde filter vent
verwarmde leiding pomp Schouw NDIR of GFC gasverdeler Analyser gasconditionering ijkgassen config. 1 = condensor - koeler config. 2 = permeatiedroger

10 Performantiekarakteristieken CO uit EN 15058

11 Specificaties van leverancier CO analyser

12 EN15058 karakteristieken CO – experimenteel bepaald

13 EN15058 karakteristieken CO - gegevens toestel
MB= meetbereik, MW = meetwaarde

14 Performantiekarakteristieken CO Conclusies uit oefening met EN15058
Bestaande toestellen: niet alle nodige informatie beschikbaar Sommige specificaties zijn niet uitgedrukt zoals in de norm EN15058 In toekomst: nieuwe “EN-conforme” toestellen? “Lab Test” parameters volledig bij keuring bepaald? EN (Certification of AMS – QAL1) EN/ISO (Procedure Evaluation compared to required measurement uncertainty)

15 Meetonzekerheid CO volgens EN15058
CCO ppm = CCO,read+ corrfit+ corr0,dr+ corrs,dr+ corrrep+ corradj+ Σcorrinvlf + corrint

16 Voorbeeld meetonzekerheid CO, 200 ppm (1)

17 Rechthoekige distributies en standaardonzekerheid u(x)
Δxmin Δxmax u(x) xmin xmax xn assymmetrische distributie veel bij invloedsfactoren bv. Temp +10 /-15 °C zie EN/ISO 14956 let op: negatieve Δ.Δ term symmetrische distributies bv. tolerantie ± a

18 Voorbeeld meetonzekerheid CO, 200 ppm (2)

19 Meetonzekerheid CO meting

20 Waterbepaling EN 14790 - overzicht
Twee bemonsteringsprincipes condensatie + absorptie absorptie Meetbereik % H2O Uitgebreide meetonzekerheid moet < 20 % 30-minuutsgemiddelde minimum! Performantie-karakteristieken voor manuele methode Compendiummethode met zwavelzuur voldoet in principe, maar heeft onvoldoende capaciteit voor 30 minuten

21 Waterbepaling EN 14790 condensatie – absorptie silicagel
1) verwarmde sonde 6) silicagelpatroon 2) verwarmde filter 7) pomp 3) ijsbad 8) rotameter 4) lege impinger (condensatie) 9) gasteller 5) impinger gevuld met silicagel 10) aanzuigeenheid 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9

22 Juistheid en precisie waterbepaling

23 Meetonzekerheidsfactoren waterbepaling
Weging condensaat en geabsorbeerd water fout verschilweging balans (bovenweger) herhaalbaarheid veldweging Volumebepaling kalibratie (tolerantie) barometerdruk (tolerantie) fout referentie volumemeter lek (tolerantie) Collectie-efficiëntie

24 Meetonzekerheid waterbepaling EN14790

25 EN 14793 voor NOx - kort Chemiluminescentie is referentietechniek
Meetonzekerheid < 10 % van dag-EGW Convertor efficiëntie > 95% - jaarlijks bepalen Performantiecriteria / drift / lek: zoals CO Interferenties testen CO2, H2O, NH3 Maximum standaard afw. herhaalbaarheid en reproduceerhaarheid (mg/Nm³ NO2): Sr limit (C) = SR (C) = 0,0153 C + 2,1

26 Equivalentie-testen NOx
AM NO = NDIR Maihak Unor ppm NO AM NO2 = NDUV Binos mg/Nm³ SRM = NOx Chemilumescentie API 0-600, 0-60 ppm Performantiekarakteristieken toestellen bepaald gasgeneratiecircuit VITO toetsing criteria EN14792 Equivalentietesten 30 punten NO ppm 10 punten NO ppm

27 Performantietesten uitgevoerd op NOx toestellen
Responstijd Detectielimiet Lineariteit (lack of fit) Zero-drift Spandrift Interferenties Verliezen/lekken samplelijn Herhaalbaarheid zero Herhaalbaarheid span

28 Resultaten performantietesten NOx toestellen
Alle criteria van de norm EN voldaan zowel voor SRM als AM behalve: Lek/verlies staalnameleiding en conditionering > 2% bv. bij 5,9 % H2O en 500 ppm NOx -2,8 % voor NOx -7 % voor NO2 Convertor-efficiëntie SRM: 89% ipv 95%

29 Equivalentie NO - orthogonale regressie

30 Toets Equivalentie NO volgens EN14793

31 Samenvatting Meetonzekerheidsberekeningen

32 EN 14791 Referentiemethode SO2
Natchemische methode is referentie Bemonstering cfr. HCl EN 1911 in hoofdstroom of zijstroom verwarmde filter en sonde 120 °C, 2 impingers 0,3 % of 3% H2O2… Twee equivalente analysemethodes: Ionenchromatografie (0,5 – 2000 mg/Nm³) titratie Thorin (5 – 2000 mg/Nm³) Uitgebreide meetonzekerheid moet < 20 % Equivalentie aan te tonen voor andere methodes!

33 SO2 bemonstering EN 14791 zijstroom bemonstering afgebeeld 1 bek
8 11 10 4 6 5 7 1 3 2 1 bek 2 verwarmde sonde 3 filter voor of na sonde 4 droger 5 regelkraan 6 by-pass kraan 7 pomp 8 gasmeter 9 borrelfles 9a veiligheidsfles 10 debietsmeter 11 P- en T-meting

34 Equivalentie-testen SO2
AM = NDUV Rosemount mg/Nm³ SRM = EN14791 –IC analyse Performantiekarakteristieken toestel bepaald gasgeneratiecircuits VITO validatie DL/,HH, drift, T90, lineariteit, interferenties… criteria toestel: zelf lijst uit NOx en CO normen opgesteld Equivalentietesten mg/Nm³SO2 25 concentraties gegenereerd – halfuursgemiddelden AM 25 dubbelmetingen referentiemethode

35 Equivalentie SO2- alle data
Voorbeeld data met uitliggers referentiemethode: SO2 mg/Nm³ Ref. SRM1 SRM2 AM 1827 1792 1865 1563 1502 948 1575 1012 975 726 1014 549 533 206 561 295 298 276 304 36,6 39 40 37,1

36 Equivalentie SO2- orthogonale regressie
Equivalentie-criteria res. min max sr(z) 21,6 42,5 OK sr(x) 2,5 21,2 C0 10,9 C1 1,012 0,95 1,05

37 Equivalentie-toets SO2
Referentiemethode gaf 3 abnormale waarden op 50 1 uitligger Grubbs-test (alleen voor AM in norm!) 2 weg om Sr(z) criterium te halen = 0,051 C + 2,3 met alle data = niet equivalent! Equivalentiecriteria worden voldaan geen systematische afwijking slope, intercept en R² binnen criteria TS 14793 herhaalbaarheid SRM: OK uit dubbel-analyses herhaalbaarheid AM: OK uit andere validatie

38 Besluiten toepassing EN referentiemethodes
Methodes - voor alle erkenningen: watergehaltebepaling overschakelen op 30 minuten minimum validatie van methodes: zie EN-normen voor volledigheid, cfr. erkenningseisen meetonzekerheid: zie EN-normen voor volledigheid bij aankoop van nieuwe toestellen naar EN specs vragen Wettelijke context opvolgen toepassingsgebied EN-normen: wetgever beslist, zie Vlarem termijn omschakeling EN-normen: wetgever beslist

39 Acties voor erkende labo’s met erkenning voor Grote stookinstallaties en Afvalverbranding
Normen EN referentiemethodes aanschaffen Vereisten van EN-normen implementeren Meetonzekerheid volgens EN methode + alle termen Meetonzekerheidscriteria normen toetsen Meetbereik van toestellen zo nodig aanpassen om aan criteria te voldoen

40 Besluiten toepassing nieuwe EN-normen
Niet conforme of niet equivalente methodes kunnen discussie over rechtsgeldigheid opleveren! Equivalentie-oefening is zeer lastig Meetonzekerheid is nu genormeerd (methode en resultaat)  strenger dan Vlarem/erkenning Termijn implementatie en overgangsregeling ? In sommige EU landen wordt accreditatie-erkenning aanvaard als bewijs van equivalentie EN normen bevatten nog foutjes