het eindrapport “Reductie van belasting verkeersemissies ... - HMVT

De leverancier van de Airpointer heeft aangegeven dat het apparaat niet kruisgevoelig is voor O3. Men
heeft dit echter nooit getest voor hoge concentraties (>5 ppm) om de simpele reden dat deze concentraties
niet in de buitenlucht voorkomen. De corona reactor maakt concentraties tot 50ppm. Het was niet duidelijk
of de molybdeen katalysator in staat zou zijn om alle ozon te verwijderen en dus indirect de NO2
meetwaarde zou beïnvloeden.
Op diverse manieren is geprobeerd om ozon uit het samplegas te verwijderen voordat dit de Airpointer in
wordt geleid, om kruisgevoeligheid voor dit gas uit te sluiten. Het is zeer belangrijk dat dit op een manier
gebeurt zodat de concentraties NO en NO2 niet worden beïnvloed. Men kan m.b.v. UV licht met een
golflengte van 254 nm (kwik ontlading) ozon fotochemisch laten ontleden. NO en NO2 absorberen
maximaal bij golflengtes die ver buiten deze golflengte liggen (respectievelijk 60 nm en 391 nm). Initiële
testen hiermee hebben een ozon reductie laten zien van 10 tot 20%. Omdat dit niet voldoende was is
gekozen voor een tweede methode. Door het sample gas enkele seconden te verwarmen tot enkele
honderden graden kan ozon tevens ontleden. Een sample gas heater is gemaakt van een RVS buis waar een
verwarmingslint omheen is gewikkeld. Een temperatuur regelaar is aangesloten op het verwarmingslint. De
temperatuur wordt teruggekoppeld met een K-type thermokoppel die op de metalen buis is geplaatst. Een
temperatuur van 250°C is voldoende om ozon (20 – 60 ppm) te reduceren tot een niveau van enkele
honderden ppb’s. Bij het opstoken van de verwarmingsbuis (0 naar 250°C) in voorbereiding op
experimenten viel het op dat gedurende enkele minuten concentraties NO tot 1 ppm vrij kwamen uit de
buis. Ook na het beëindigen van de experimenten werden concentraties tot 200ppb NO nageleverd uit de
buis. Het is dus duidelijk dat NOx wordt gebonden in de buis. Mogelijk reageert het in de reactor gevormde
HNO3 met het metaal oppervlak van de buis. Onder invloed van hoge temperaturen komt dit op een zeker
moment weer los in de vorm van NO.
De uiteindelijke oplossing is gevonden in een op maat gemaakte boorsilicaat (laboratorium glas) buis die
op identieke wijze is verwarmd. Het inerte glasoppervlak laat geen van de eerder genoemde problemen
zien. Het glas heeft een temperatuur van 350°C nodig om de O3 te verwijderen. Deze hogere temperatuur is
vereist omdat metaaloppervlakken katalytisch werken t.a.v. het ontleden van ozon. Een deel van de NO2
kan mogelijk ook ontleden naar NO bij deze temperatuur. Alleen de totale som NOx mag dus aangenomen
worden tijdens meetsessies. Een schematische weergave van de meetopstelling is weergegeven in figuur 8.
Reactor exhaust
Sample Heater
Temperature
Controller 350°C
Figuur 8: Meetschema O3 verwijdering.
Na het verwarmen van het sample wordt dit weer afgekoeld in een 2 meter lange leiding. Het gas koelt af
naar minder dan 30°C voordat dit via de samplepomp in de samplepoort van de Airpointer wordt geblazen.
Het volgende experiment laat zien dat het apparaat kruisgevoelig is voor ozon. In figuur 9 zijn de
concentraties NO, NO2, NOx en O3 geplot als functie van de tijd tijdens een meetsessie waarbij de
temperatuur van de samplebuis is gevarieerd. Op de volgende punten zijn enkele handelingen verricht:
1 ~1000 ppb NO (cilinder) gedoseerd in de reactor luchtstroom
2 Corona bron ingeschakeld, 3.7J/L
3 Sample heater temperatuur op 100°C instellen.
4 Sample heater temperatuur op 200°C instellen.
5 Sample heater temperatuur op 300°C instellen.
6 Sample heater temperatuur op 350°C instellen.
Tabel 1: Handelingen t.b.v. testen effect verwarmingsbuis.
Sample Cooler Membrane Pump
Airpointer
12