نمونه برداری مستقیم آلاینده های فرار و ذرات خروجی از اگزوز خودروها و دودکش مراکز صنعتی با استفاده از رقیق ساز

نمونه برداری مستقیم آلاینده های فرار و ذرات خروجی از اگزوز خودروها و دودکش مراکز صنعتی با استفاده از رقیق ساز

فرمت: pdf   تعداد صفحات: 5

حسنا گرایی، وحید حسینی
دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف
عضو هیات علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف

چکیده

منابع احتراقی، مانند وسایل نقلیه دیزلی سنگین و سبک، از مهم ترین تولید کنندگان ذرات ریز معلق در محیط های شهری هستند. در نزدیکی محل خروج گازها از اگزوز، گازهای خروجی بسیار داغ، متراکم و دارای سرعت هستند. این ویژگیها باعث می شود که ابزار و روشهای خاصی برای اندازه گیری آنها لازم باشد. بسیاری از منابع احتراقی ترکیبات آلی فرار و شبه فرار را از خود منتشر می کنند. این ترکیبات با مخلوط شدن با هوای محیط از فاز گاز به ذره تبدیل می شوند. واکنش هیدروکربن های نسوخته با نور خورشید و اکسیدهای نیتروژن باعث آسیب رسیدن به لایه اوزون و همچنین بافت زنده در طولانی مدت می شود. علاوه بر این، استنشاق گازهای آلی فرار باعث سوزش چشم، اثرات گوارشی، آسیب رسیدن به سیستم عصبی بدن، سردرد، سرگیجه، خستگی، لرزش و از دست دادن هماهنگی اعضای بدن می شود. هدف از انجام این تحقیق ساخت دستگاه نمونه بردار ذرات و آلاینده های فرار از اگزوز و دودکش هست.

کلمات کلیدی: نمونه برداری؛ رقیق کننده: آلاینده فرار، ذرات و اگزوز خودرو

Sampling of particles and VOCs from vehicles and stack of industrial centers with diluter
Hosna Geraeil¹, Mohamad hosseinianfard, Amirhossein hasankhani), Vahid hosseini⁴

1-Master student at Sharif University
4- Faculty member at Sharif University

Abstract

Combustion sources such as diesel vehicles are the most of the particular matter sources in ambient air. Near the tailpipe, the exhaust is very hot, condense and have high velocity. These properties cause to need special methods and instrument to collect them. Numerously of combustion sources are emitted the VOCs, IVOCs, and SVOCs. This component mixed with ambient air and changing to particle phase from gas phase. The reaction between nitrogen oxides with sunlight cause to damage ozone layer and tissue in a long time. Furthermore, the breath of VOCs gases causes to eye irritation, gastrointestinal effects, Damage to the nervous system, headache, dizziness, fatigue, vibration, and loss of organ coordination. Purpose of this article is producing a sampling system for particles and VOCs from exhaust and stack.

Keywords: sampling; diluter; VOCs; particle; and tailpipe.

مقدمه: منابع احتراقی، مانند وسایل نقلیه دیزلی سنگین و سبک، از مهم ترین تولید کنندگان ذرات ریز معلق (PM) در محیط های شهری هستند. این ذرات ترکیبی از مواد آلی و غیرآلی بوده و به دو دسته تقسیم می شوند. دسته اول مستقیما در فاز ذره از اگزوز خودروها خارج می شوند. اما دسته دوم در داخل جو و به دنبال پاره ای فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی شکل می گیرند. به طور مثال انتشار اکسیدهای نیتروژن بعد از واکنش، ذرات نیترات را تشکیل می – دهند و ترکیبات آلی فرار بعد از واکنش، ذرات آلى ثانویه را تشکیل می دهند. ذرات ریز اولیه به ذراتی گفته می شود که مستقیما در فاز جامد انتشار می یابد و در هیچ واکنش شیمیایی شرکت نکرده باشد[۱]

ترکیبات آلی فرار (VOC) شامل اجزایی هستند که در دمای اتاق به راحتی به بخار تبدیل می شوند. ترکیبات آلی فرار بیشتر شامل آلكان ها، آروماتیک ها و فنول ها هستند که در گزارش های موجود در ترکیبات خروجی از منابع احتراقی به دلیل فرار بودنشان غایب هستند. غلظت و نوع ترکیبات آلی فرار به نوع خودرو، شرایط موتور و بسیاری فاکتورهای دیگر بستگی دارد[۲]

ترکیبات آروماتیک واسط های مهمی برای تشکیل دوده هستند. ترکیبات IVOCs، ترکیبات آلی با فراریت کم هستند که به صورت بخار در اتمسفر حضور دارند. این ترکیبات با بررسی لوله های جاذب و نمونه های فیلتر کوارتز اندازه گیری می شوند[۳]. در نزدیکی محل خروج گازها از اگزوز، گازهای خروجی بسیار داغ، متراکم و دارای سرعت هستند. این ویژگی ها باعث می شود که ابزار و روش های خاصی برای اندازه گیری آنها لازم باشد. علاوه بر این، افراز ذرات گازی فرار در دمای بالا بسیار متفاوت با دمای پایین در اتمسفر است. برخی از این مشکلات با رقیق کردن نمونه ها می تواند برطرف شود[۶]. برای اندازه گیری ذرات ریز (قطر کمتر از ۱۲ میکرون) از نمونه بردار رقیق کننده استفاده می شود. این ذرات از خودروها و کامیون های دیزلی انتشار میابد [7]. |

بسیاری از منابع احتراقی ترکیبات فرار و شبه فرار را از خود منتشر می کنند. این ترکیبات با مخلوط شدن با هوای محیط از فاز گاز به ذره تبدیل می شوند. نمونه بردارهای رقیق کننده ابزارهایی هستند که به شبیه سازی این فرآیند برای توصیف بهتر ذرات منتشر شده کمک می کنند. تحقیقات قبلی نشان میدهد که انتشار ذرات ریز به شرایط رقیق سازی حساس است. نمونه بردارهای رقیق کننده معمولا با نسبت رقیق سازی بین ۲۰ تا ۲۰۰ عمل می کنند[۸].

پیکره نمونه بردار مورد استفاده برای تست موتور خودرو عمدتا از یک تونل رقیق کننده، محفظه اقامت و ابزار اندازه گیری تشکیل شده است. گازهای داغ خروجی از اگزوز خودرو به طور مستقیم به تونل رقیق ساز می روند و رقیق می شوند (حدود سه برابر برای کامیون های دیزلی و ۱۱ تا ۲۳ برابر برای اتومبیل ها)[7]. در ورودی تونل رقیق کننده، هوای ورودی پس از گذشتن از فیلتر HEPA و بستر کربن فعال به صورت مغشوش با گازهای خروجی از اگزوز خودرو مخلوط می شود[۴]

ذرات جامد بر روی یک فیلتر که در پایین دست جریان قرار گرفته جمع آوری می شوند. بعد از هر آزمایش، سه فیلتر (دو تفلون و یک کوارتز) جهت اندازه گیری عناصر فلزی، گونه های یونی، مواد آلی و آلیاژها مورد استفاده قرار می گیرند. فیلترهای کوارتز باقی مانده، برای آنالیز اجزای آلی مورد استفاده قرار می گیرند[7]. فیلتر تفلون برای اندازه گیری وزن ذرات ریز منتشر شده استفاده می شود.

با توجه به اهمیت ترکیبات آلی فرار، شبه فرار و میانه فرار در شکل گیری ذرات ثانویه و همچنین سمی بودن این ترکیبات، اندازه – گیری و تحلیل این آلاینده ها نیازمند توجه ویژه ای است. ترکیبات آروماتیک واسط های مهمی برای تشکیل دوده هستند. مطالعات نشان می دهد که دوده می تواند عامل بسیاری از بیماری های تنفسی مانند برونشیت، آسم و سرطان شود. ترکیبات IVOCs، ترکیبات آلی با فراریت کم هستند که به صورت بخار در اتمسفر حضور دارند. این ترکیبات با بررسی لوله های جاذب و نمونه های فیلتر کوارتز اندازه گیری می شوند.

با توجه به اینکه تاکنون مطالعاتی در زمینه نمونه برداری و تحلیل ترکیبات آلی فرار خروجی از اگزوز خودروها و دودکش صنایع در کشور ایران صورت نگرفته است ساخت این دستگاه می تواند راهگشای اتخاذ تصمیم های مهمی در آینده شود

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ نمونه برداری از دودکش ها و کانال ها به روش ایزوکنیتیک

⇐ نمونه برداری و آنالیز آلاینده های خروجی دودکش

⇐ نمونه برداری از ذرات معلق

⇐ روش های نمونه برداری از ذرات