ISO 13199:2012
(Main)Stationary source emissions — Determination of total volatile organic compounds (TVOCs) in waste gases from non-combustion processes — Non-dispersive infrared analyser equipped with catalytic converter
Stationary source emissions — Determination of total volatile organic compounds (TVOCs) in waste gases from non-combustion processes — Non-dispersive infrared analyser equipped with catalytic converter
ISO 13199:2012 specifies the principle, the essential performance criteria and quality assurance/quality control (QA/QC) procedures of an automatic method for measuring total volatile organic compound (TVOC) content in waste gases of stationary sources, using a non-dispersive infrared absorption (NDIR) analyser equipped with a catalytic converter which oxidizes VOC to carbon dioxide. This method is suitable for the measurement of TVOC emissions from non-combustion processes. This method allows continuous monitoring with permanently installed measuring systems, as well as intermittent measurements of TVOC emissions. The method has been tested on field operation for painting and printing processes, where TVOC concentrations in the waste gases were from about 70 mg/m3 to 600 mg/m3.
Émissions de sources fixes — Détermination des composés organiques volatils totaux (COVT) dans les effluents gazeux des processus sans combustion — Analyseur à infrarouge non dispersif équipé d'un convertisseur catalytique
L'ISO 13199:2012 spécifie le principe, les critères de performance essentiels et les procédures d'assurance qualité/contrôle qualité (AQ/CQ) d'une méthode automatique pour mesurer la teneur en composés organiques volatils totaux (COVT) dans les effluents gazeux de sources fixes, en utilisant un analyseur par rayonnement infrarouge non dispersif (NDIR) équipé d'un convertisseur catalytique qui oxyde les COV en dioxyde de carbone. Cette méthode est appropriée au mesurage des émissions de COVT résultant de processus autres que les processus de combustion. Cette méthode permet une surveillance en continu par des systèmes de mesurage installés en permanence ainsi que des mesurages ponctuels des émissions de COVT. Cette méthode a été testée sur site pour des processus de peinture et d'impression dans lesquels les concentrations en COVT dans les effluents gazeux pouvaient atteindre environ 70 mg/m3 à 600 mg/m3.
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13199
First edition
2012-10-15
Stationary source emissions —
Determination of total volatile organic
compounds (TVOCs) in waste gases
from non-combustion processes — Non-
dispersive infrared analyser equipped
with catalytic converter
Émissions de sources fixes — Détermination des composés organiques
volatils totaux (COVTs) dans les effluents gazeux des processus
sans combustion — Analyseur à infrarouge non dispersif équipé d’un
convertisseur catalytique
Reference number
©
ISO 2012
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 3
5 Principle . 4
5.1 Method of measurement . 4
5.2 Analyser equipment . 6
5.3 Performance criteria fulfilment . 6
6 Performance criteria and determination of the performance characteristics . 6
6.1 Performance criteria . 6
6.2 Determination of the performance characteristics and measurement uncertainty . 6
7 Measurement procedure . 8
7.1 General . 8
7.2 Choice of the measuring system . 8
7.3 Sampling . 8
7.4 Data collection . 8
7.5 Calculation . 9
8 Quality assurance and quality control procedures . 9
8.1 General . 9
8.2 Frequency of checks . 9
8.3 AMS for intermittent measurements . 9
8.4 Permanently installed AMS . 11
9 Test report .13
Annex A (informative) Schematic diagrams of NDIR analysers .14
Annex B (normative) Operational gases .17
Annex C (normative) Procedures for determination of the performance characteristics during the
general performance test .19
Annex D (informative) Example of assessment of compliance of the NDIR method .23
Annex E (informative) Results of comparison tests.26
Bibliography .30
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 13199 was prepared by Technical Committee ISO/TC 146, Air quality, Subcommittee SC 1, Stationary
source emissions.
iv © ISO 2012 – All rights reserved
Introduction
Volatile organic compounds (VOCs) play significant roles in atmospheric chemistry, especially the formation
of photochemical oxidants and/or ozone (O ) and suspended particulate matter (SPM), which are known to
have negative impacts on human health and biological systems. There are many areas of the world where their
atmospheric concentrations are close to or above the level of the WHO guidelines for environmental standards
in each nation. It is therefore strongly required in many nations to reduce the emission of VOC from various
anthropogenic sources.
In order to manage VOC emission from stationary emission sources, it is essential for enterprises to evaluate
the quantity of VOCs emitted from their facilities where organic solvents as well as other chemicals are used
for industrial processes like painting, printing, cleaning, and degreasing.
A technique for continuously and precisely measuring the concentration of total VOCs (TVOCs) in waste
gases emitted from ducts to atmosphere, which is easy to operate and to maintain, is very helpful for both
governments and enterprises to control and reduce VOC emissions. This measurement method, based on
the use of an NDIR analyser equipped with a catalytic converter for oxidation of TVOCs to CO , has some
advantages compared to measurement methods using flame ionization detection (FID) and FID–GC (flame
ionization detection–gas chromatography), namely:
a) high-safety operation is possible, since no flame and no hydrogen are used;
b) response factors of individual VOCs are not different from each other;
c) no interference due to oxygen is observed.
Note, however, that this method is not applicable to waste gas from combustion processes.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13199:2012(E)
Stationary source emissions — Determination of total volatile
organic compounds (TVOCs) in waste gases from non-
combustion processes — Non-dispersive infrared analyser
equipped with catalytic converter
1 Scope
This International Standard specifies the principle, the essential performance criteria and quality
assurance/quality control (QA/QC) procedures of an automatic method for measuring total volatile organic
compound (TVOC) content in waste gases of stationary sources, using a non-dispersive infrared absorption
(NDIR) analyser equipped with a catalytic converter which oxidizes VOC to carbon dioxide.
This method is suitable for the measurement of TVOC emissions from non-combustion processes. This
method allows continuous monitoring with permanently installed measuring systems, as well as intermittent
measurements of TVOC emissions.
The method has been tested on field operation for painting and printing processes, where TVOC concentrations
3 3
in the waste gases were from about 70 mg/m to 600 mg/m .
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document
(including any amendments) applies.
ISO 9169:2006, Air quality — Definition and determination of performance characteristics of an automatic
measuring system
ISO 14956, Air quality — Evaluation of the suitability of a measurement procedure by comparison with a
required measurement uncertainty
ISO 20988, Air quality — Guidelines for estimating measurement uncertainty
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
automatic measuring system
AMS
measuring system interacting with the waste gas under investigation, returning an output signal proportional to
the physical unit of the measurand in unattended operation
NOTE 1 Adapted from ISO 9169:2006, 2.1.2.
NOTE 2 In the sense of this document, an AMS is a system that can be attached to a duct to continuously or intermittently
measure and record TVOC mass concentrations passing through the duct.
3.2
analyser
analytical part in an extractive or in situ AMS
[3]
[ISO 12039:2001, 3.3]
3.3
calibration of an automatic measuring system
procedure for establishing the statistical relationship between values of the measurand indicated by the
automatic measuring system and the corresponding values given by an independent method of measurement
implemented simultaneously at the same measuring point
3.4
interference
negative or positive effect upon the response of the measuring system, due to a component of the sample that
is not the measurand
3.5
interferent
interfering substance
substance present in the air mass under investigation, other than the measurand, that affects the response
[ISO 9169:2006, 2.1.12]
3.6
lack of fit
systematic deviation, within the range of application, between the accepted value of a reference material applied
to the measuring system and the corresponding result of measurement produced by the measuring system
[ISO 9169:2006, 2.2.9]
3.7
mass concentration
concentration of a substance in a waste gas expressed as mass per volume
[3]
NOTE 1 Adapted from ISO 12039:2001, 3.10.
NOTE 2 Mass concentration is often expressed in milligrams per cubic metre (mg/m ).
3.8
measurand
particular quantity subject to measurement
[4]
[ISO/IEC Guide 98-3:2008, B.2.9]
EXAMPLE The TVOC mass concentration (mg/m ) in waste gas.
3.9
performance characteristic
one of the quantities assigned to equipment in order to define its performance
NOTE Performance characteristics can be described by values, tolerances or ranges.
3.10
period of unattended operation
maximum interval of time for which the performance characteristics remain within a predefined range without
external servicing, e.g. refill, adjustment
[ISO 9169:2006, 2.2.11]
NOTE The period of unattended operation is often called maintenance interval.
3.11
residence time
time period for the sampled gas to be transported from the inlet of the probe to the inlet of the measurement cell
2 © ISO 2012 – All rights reserved
3.12
response time
time interval between the instant when a stimulus is subjected to a specified abrupt change and the instant when
the response reaches and remains within specified limits around its final stable value, determined as the sum of
the lag time and the rise time in the rising mode, and the sum of the lag time and the fall time in the falling mode
[ISO 9169:2006, 2.2.4]
3.13
span gas
gas or gas mixture used to adjust and check a specific point on a calibration curve
[3]
NOTE Adapted from ISO 12039:2001, 3.4.1.
EXAMPLE Normally a mixture of propane and air is used.
3.14
span point
value of the output quantity (measured signal) of the automatic measuring ssytem for the purpose of calibration,
adjustment, etc. that represents a correct measured value generated by reference material
3.15
standard uncerta
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13199
Première édition
2012-10-15
Émissions de sources fixes —
Détermination des composés organiques
volatils totaux (COVT) dans les effluents
gazeux des processus sans combustion —
Analyseur à infrarouge non dispersif
équipé d’un convertisseur catalytique
Stationary source emissions — Determination of total volatile organic
compounds (TVOCs) in waste gases from non-combustion processes —
Non-dispersive infrared analyser equipped with catalytic converter
Numéro de référence
©
ISO 2012
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2012 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et termes abrégés . 4
5 Principe . 4
5.1 Méthode de mesure . 4
5.2 Équipement des analyseurs . 6
5.3 Respect des critères de performance . 6
6 Critères de performance et détermination des caractéristiques de performance . 6
6.1 Critères de performance . 6
6.2 Détermination des caractéristiques de performance et de l’incertitude de mesure . 8
7 Mode opératoire de mesurage . 8
7.1 Généralités . 8
7.2 Choix du système de mesurage . 8
7.3 Échantillonnage . 9
7.4 Enregistrement des données . 9
7.5 Calculs . 9
8 Procédures d’assurance qualité et de contrôle qualité .10
8.1 Généralités .10
8.2 Fréquence des contrôles .10
8.3 AMS pour les mesurages ponctuels . 11
8.4 AMS installés en permanence .12
9 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Schémas d’analyseurs NDIR .15
Annexe B (normative) Gaz opérationnels .18
Annexe C (normative) Modes opératoires pour la détermination des caractéristiques de performance
pendant les essais généraux de performance .20
Annexe D (informative) Exemple d’évaluation de la conformité de la méthode NDIR .24
Annexe E (informative) Résultats des essais interlaboratoires .28
Bibliographie .32
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO 13199 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 146, Qualité de l’air, sous-comité SC 1, Émissions
de sources fixes.
iv © ISO 2012 – Tous droits réservés
Introduction
Les composés organiques volatils (COV) jouent un rôle significatif dans la chimie de l’atmosphère, notamment
dans la formation d’oxydants photochimiques et/ou d’ozone (O ) et de matières particulaires en suspension
(MPS), qui sont connus pour avoir un impact négatif sur la santé humaine et les systèmes biologiques. Dans
de nombreuses régions du monde, les concentrations atmosphériques sont proches ou supérieures au
niveau indiqué dans les lignes directrices de l’OMS ou dans les normes environnementales de chaque pays.
Il est donc vivement recommandé que de nombreux pays réduisent l’émission des COV de diverses origines
anthropogènes.
Afin de contrôler les émissions de COV résultant d’émissions de sources fixes, il est essentiel que les entreprises
évaluent la quantité de COV émis par leurs installations dans lesquelles les solvants organiques ainsi que
d’autres produits chimiques sont utilisés pour les processus industriels tels que la peinture, l’impression, le
nettoyage, le dégraissage, etc.
Une technique de mesurage continu, précis, simple d’utilisation et d’entretien de la concentration en COV
totaux (COVT) dans les effluents gazeux émis à l’atmosphère par les conduits est très utile aussi bien pour les
gouvernements que pour les entreprises pour contrôler et réduire les émissions de COV. Cette méthode de
mesure basée sur un analyseur NDIR équipé d’un convertisseur catalytique pour l’oxydation des COVT en CO
présente certains avantages par rapport aux méthodes de mesure utilisant un détecteur à ionisation de flamme
(FID) ou un détecteur à ionisation de flamme avec chromatographie en phase gazeuse (CPG-FID), en particulier:
a) un fonctionnement sous haute sécurité est possible, car cette méthode n’utilise ni flamme ni hydrogène;
b) les facteurs de réponse de chaque COV ne sont pas différents les uns des autres;
c) aucune interférence due à l’oxygène n’est observée.
Il est cependant à noter que cette méthode n’est pas applicable aux effluents gazeux résultant de processus
de combustion.
NORME INTERNATIONALE ISO 13199:2012(F)
Émissions de sources fixes — Détermination des composés
organiques volatils totaux (COVT) dans les effluents gazeux
des processus sans combustion — Analyseur à infrarouge non
dispersif équipé d’un convertisseur catalytique
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie le principe, les critères de performance essentiels et les procédures
d’assurance qualité/contrôle qualité (AQ/CQ) d’une méthode automatique pour mesurer la teneur en composés
organiques volatils totaux (COVT) dans les effluents gazeux de sources fixes, en utilisant un analyseur par
rayonnement infrarouge non dispersif (NDIR) équipé d’un convertisseur catalytique qui oxyde les COV en
dioxyde de carbone.
Cette méthode est appropriée au mesurage des émissions de COVT résultant de processus autres que les
processus de combustion. Cette méthode permet une surveillance en continu par des systèmes de mesurage
installés en permanence ainsi que des mesurages ponctuels des émissions de COVT.
Cette méthode a été testée sur site pour des processus de peinture et d’impression dans lesquels les
3 3
concentrations en COVT dans les effluents gazeux pouvaient atteindre environ 70 mg/m à 600 mg/m .
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application du présent document. Pour les
références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s’applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 9169:2006, Qualité de l’air — Définition et détermination de caractéristiques de performance d’un système
automatique de mesure
ISO 14956, Qualité de l’air — Évaluation de l’aptitude à l’emploi d’une procédure de mesurage par comparaison
avec une incertitude de mesure requise
ISO 20988, Qualité de l’air — Lignes directrices pour estimer l’incertitude de mesure
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
système automatique de mesurage
AMS
système de mesurage interagissant avec les effluents gazeux examinés et renvoyant un signal de sortie
proportionnel à l’unité physique du mesurande pendant un fonctionnement sans intervention
NOTE 1 Adapté de l’ISO 9169:2006, 2.1.2.
NOTE 2 Au sens du présent document, un AMS est un système pouvant être fixé sur un conduit pour mesurer et
enregistrer en continu ou de manière ponctuelle les concentrations massiques en COVT passant dans le conduit.
3.2
analyseur
élément d’un AMS extractif ou in situ effectuant les analyses
[3]
[ISO 12039:2001 , 3.3]
3.3
étalonnage d’un système automatique de mesurage
procédure consistant à établir la relation statistique entre les valeurs du mesurande indiquées par le système
automatique de mesurage et les valeurs correspondantes obtenues selon une méthode de mesure indépendante
mise en œuvre simultanément au même point de mesurage
3.4
interférence
effet positif ou négatif sur la réponse du système de mesurage du fait d’un composant de l’échantillon qui n’est
pas le mesurande
3.5
interférent
substance interférente
substance présente dans la masse d’air examinée, différente du mesurande, qui a un effet sur la réponse
[ISO 9169:2006, 2.1.12]
3.6
défaut d’ajustement
écart de linéarité
écart systématique, dans l’étendue de l’application, entre la valeur acceptée d’un matériau de référence appliqué
au système de mesurage et le résultat du mesurage correspondant produit par le système de mesurage
NOTE Adapté de l’ISO 9169:2006, 2.2.9.
3.7
concentration massique
concentration d’une substance dans un effluent gazeux, exprimée en masse par volume
[3]
NOTE 1 Adapté de l’ISO 12039:2001 , 3.10.
NOTE 2 La concentration massique est souvent exprimée en milligrammes par mètre cube (mg/m ).
3.8
mesurande
grandeur particulière soumise à mesurage
[4]
[Guide ISO/CEI 98-3:2008 , B.2.9]
EXEMPLE La concentration massique (mg/m ) des COVT dans les effluents gazeux.
3.9
caractéristique de performance
une des grandeurs attribuées à l’équipement afin de définir ses performances
NOTE Les valeurs, tolérances ou plages peuvent décrire les caractéristiques de performance.
3.10
période de fonctionnement sans intervention
intervalle de temps maximal pendant lequel les caractéristiques de performance restent dans les limites d’une
plage prédéfinie sans entretien extérieur, par exemple remplissage, ajustage
[ISO 9169:2006, 2.2.11]
NOTE La période de fonctionnement sans intervention est souvent appelée intervalle de maintenance.
3.11
temps de séjour
durée du transfert du gaz échantillonné de l’entrée de la sonde à l’entrée de la cellule de mesurage
2 © ISO 2012 – Tous droits réservés
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.