Erarbeitung messtechnischer Verfahren zur Einfuehrung von Emissionsgrenzwerten fuer klimarelevante Gase (N_2O) - Validierung der Emissionsmessverfahren

Abstract

Ziel der Untersuchungen war es, einheitliche und gesicherte Messverfahren fuer die Erfassung von Distickstoffmonoxid (N_2O)-Emissionen zu entwickeln. Bei den Messverfahren handelt es sich einerseits um manuelle Messverfahren, wobei ein Teil des Gases in Probenahmebeuteln gesammelt und anschliessend im Labor mittels Gaschromatographie und Elektroneneinfangdetektor (GC/ECD) quantifiziert wird, und andererseits um kontinuierlich arbeitende Gasanalysatoren nach dem infrarotspektroskopischen Verfahren (NDIR). Das Arbeitsprogramm des Forschungsvorhabens unterteilte sich in drei Bereiche: 1. Laborringversuch mit Pruefgasen aus Druckgasflachen. 2. Ringversuch an einer Pruefgasanlage. 3. Ringversuch an einer Praxisanlage (Klaerschlammverbrennungsanlage). Die Ergebnisse der drei Ringversuche lassen sich wie folgt zusammenfassen: Die Wiederholstandardabweichungen bewegen sich beim manuellen Verfahren zwischen 0,13 und 4,92% und beim NDIR-Verfahren von 0,06 bis 2,0%. Die Vergleichsstandardabweichungen liegen an der Pruefgasanlage beim manuellen Verfahren bei 7% und gehen unter Praxisbedingungen, die inzwischen optimiert wurden, bis 44%. Beim NDIR-Verfahren liegen die Vergleichsstandardabweichungen an der Pruefgasanlage bei 2% und an der Praxisanlage bei 9%. Die Standardunsicherheiten liegen im unguenstigsten Fall bei den manuellen Verfahren bei 43% und beim NDIR-Verfahren bei 12%. Zusaetzlich zu diesem Arbeitsprogramm wurden gesonderte Untersuchungen durchgefuehrt. Diese betrafen die Eignung von Materialien ausgewaehlter Gasprobenahmebeutel und die Lagerstabilitaet von Abgasproben fuer die manuellen Verfahren. Fuer die kontinuierlichen NDIR-Messverfahren wurde der Einfluss von Querempfindlichkeiten und der Umgebungstemperatur auf die Messergebnisse untersucht. (orig.)The aim of the investigations presented here was to develop standardised and approved measurement methods for the determination of nitrous oxide (N_2O) emissions. Manual methods with sampling in plastic bags and lab analysis with gaschromatography and electron capture detector were used on the one hand. On the other hand continuous operating gas analyzers on the basis of non-dispersive infrared absorption were investigated. The work programme of the project was divided into three steps: 1. Lab ring test with pressurised gas mixtures in gas cylinders.2. Ring test at a test gas generation plant. 3. Ring test at a real plant for sewage sludge combustion. The repeatability standard deviations determined during the lab ring test with gas mixtures from gas cylinder are about 0,13-4,92% for the manual method and 0,06-0,47% for the NDIR instruments. The reproducibility standard deviation determined at the test gas generation plant are about 0,6-10% using the manual method and about 0,2-2% determined with the continuous operating NDIR instruments. At the real sludge combustion plant a reproducibility of 14-44% was determined for the manual method and of 7,5-12% for the NDIR instruments were determined. In addition to this work programme particular investigations were carried out. Thus for the manual method the suitability of samples during storage were investigated. The continuous operating NDIR instruments were tested against interferences and for different ambient temperatures. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 8908(2000,265) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn (Germany)DEGerman