NOx O2 correction फ़ॉर्मूला और जापान के reference O2 लेवल

जापान की एक boiler test report में लिखा है: "NOx 60 ppm (O₂ 5% kansan)"। आपके permit में limit 3% O₂ पर ppmvd में है, या 6% O₂ पर mg/Nm³ में। जब तक दोनों का oxygen reference, नमी (moisture) की basis और unit एक जैसा न हो, इन दोनों नंबरों की सीधी तुलना नहीं हो सकती।

O₂ kansan का मतलब है "O₂ correction"। इसमें नापी हुई NOx या dust (bai-jin, जलने से निकलने वाले धूल-कण) की concentration को ऐसे बताया जाता है, जैसे flue gas में oxygen एक तय मात्रा में होती। (Flue gas यानी boiler या भट्ठी से chimney की ओर जाने वाली गैस।) जापान में फ़ॉर्मूला है C = C_s × (21 − O_n) / (21 − O_s), और reference level O_n हर तरह की facility के लिए कानून से तय है।

इस लेख में पहले फ़ॉर्मूले का मतलब और "21" की वजह समझाई गई है, फिर हवा से पतला करने (dilution) का हिसाब। इसके बाद जापान के reference O₂ लेवल हैं, और जहाँ पुष्टि हो सकी वहाँ अमेरिका, EU और भारत से तुलना। आख़िर में जापानी supplier के नंबर को अपनी basis पर बदलने का तरीका, checklist, supplier से पूछने के सवाल और email का नमूना है।

विषय-सूची

1. जापानी Spec Sheet पर O2 Correction का मतलब
2. Emission को Reference O2 पर क्यों बदला जाता है
3. हिसाब का उदाहरण: पतला करने से Correct की हुई वैल्यू नहीं बदलती
4. जापान में हर Facility का Reference O2 लेवल
5. जापान का Reference O2 अमेरिका, EU और भारत से कैसे मिलता है
6. Dry Basis, ppm और mg/Nm3: और क्या एक जैसा होना चाहिए
7. जापानी Supplier के NOx नंबर को अपनी Basis पर बदलना
8. Checklist और जापानी Supplier से पूछने के सवाल
9. इस गाइड की सीमाएँ
10. FAQ
11. स्रोत

जापानी Spec Sheet पर O2 Correction का मतलब

जापानी specification और test report में value के साथ oxygen basis भी लिखी होती है, जैसे "NOx 150 ppm (O₂ 4% kansan)" या "O₂ 12% kansan value"। इसे ऐसे पढ़ें: "4% O₂ पर correct की हुई वैल्यू"। कानून में इस reference level को hyojun sanso nodo यानी standard oxygen concentration कहते हैं।

यह फ़ॉर्मूला जापान के Air Pollution Control Act (Taiki Osen Boshi Ho) की Enforcement Regulations से आता है। dust और nitrogen oxides (NOx) की emission-standard tables के notes में यह दिया गया है:

जापानी कानून में NOx को इस तरह लिखा जाता है: 0°C और 1 atm पर बदली हुई flue gas के हर m³ में कितने cm³ NOx है। 1 m³ में 1 cm³ का मतलब volume के हिसाब से 1 ppm है, इसलिए ppm को सीधे फ़ॉर्मूले में डाल सकते हैं। dust के लिए भी यही फ़ॉर्मूला है, बस unit 0°C और 1 atm पर flue gas के हर m³ में कितने g है।

"21" हवा में oxygen की मात्रा है। सूखी हवा में volume के हिसाब से oxygen लगभग 20.95% होती है, और जापान इसे गोल करके 21 लेता है। आगे दिखेगा कि अमेरिका की US EPA के नियम 20.9 लेते हैं।

फ़ॉर्मूले की चारों वैल्यू अलग-अलग जगह से आती हैं:

Figure 1: O₂ correction फ़ॉर्मूले की चार वैल्यू

दो वैल्यू नापी जाती हैं, एक कानून से तय होती है, और एक नतीजा है।

C_s नापी हुईAnalyzer से मिली NOx या dust की concentration

O_s नापी हुई O₂उसी gas में नापी गई oxygen। 20% से ऊपर आए तो 20% ही डालें

O_n Reference O₂हर facility type और pollutant के लिए कानून से तय

C Correct की हुईयही वैल्यू emission standard से मिलाई जाती है

O_s पर 20% की सीमा Enforcement Regulations की Appended Table 2 और 3-2 के notes (dust और NOx) से आती है।

O_n आप अपनी मर्ज़ी से नहीं चुनते। यह facility के type और pollutant (NOx या dust) पर निर्भर करता है। जैसे सिर्फ़ gas जलाने वाले boiler के लिए 5% है। मुख्य वैल्यू इस लेख की आगे वाली table में हैं।

Emission को Reference O2 पर क्यों बदला जाता है

Correction से हर facility को एक ही पैमाना मिलता है। Boiler या incinerator हवा की oxygen से ईंधन जलाता है, और जो oxygen इस्तेमाल नहीं होती वह flue gas के साथ chimney से निकल जाती है। इसलिए हवा में oxygen 21% होती है, पर flue gas में उससे कम।

नीचे की figure में दिखाया है कि oxygen कहाँ जाती है:

Figure 2: जलने से oxygen कैसे घटती है

जलने में हवा की oxygen खर्च होती है। जो बचती है, वही flue gas में पहुँचती है।

Flue gas में O₂ कितनी बचेगी, यह इस पर निर्भर है कि ईंधन के मुक़ाबले कितनी ज़्यादा हवा दी गई (air ratio)।

Flue gas में O₂ कितनी होगी, यह इस पर बहुत निर्भर है कि unit किस air ratio पर चल रहा है। Air ratio ज़्यादा हो तो flue gas में oxygen ज़्यादा होती है, और कम हो तो कम।

Air ratio (kuki-hi; excess air ratio या lambda भी कहते हैं) = असल में दी गई हवा ÷ पूरी तरह जलने के लिए ज़रूरी हवा।

चूँकि चलाने के तरीके से O₂ बदलती रहती है, दो unit की raw concentration को एक पैमाने पर नहीं रखा जा सकता। हल यह है कि हर नतीजे को एक तय O₂ लेवल पर बदल दिया जाए।

हवा मिलाकर पतला करने का हिसाब

मान लीजिए flue gas का flow 100 Nm³/min है और उसमें 3% O₂ है। Nm³ (normal cubic meter) वह volume है जिसे 0°C और 1 atm पर बदला गया हो, यानी गैस की असली मात्रा।

गैस में 200 ppm NOx हो तो NOx का flow 100 × 200 × 10⁻⁶ = 0.02 Nm³/min है। Oxygen का flow 3 Nm³/min है।

ppm सिर्फ़ concentration है, इसलिए बाहर की हवा मिला दें तो उसे जितना चाहे घटाया जा सकता है। मान लीजिए 100 Nm³/min ताज़ा हवा मिलाई, तो कुल flow 200 Nm³/min हो गया। उस हवा में 21 Nm³/min oxygen है, इसलिए कुल oxygen 24 Nm³/min, यानी 12%, हो जाती है।

नीचे की figure में यह balance दिखाया है:

Figure 3: Flue gas में हवा मिलाकर पतला करना

NOx की मात्रा वही रहती है। सिर्फ़ concentration घटती है।

Flue gas100 Nm³/min, 3% O₂
O₂: 3 Nm³/min
NOx: 0.02 Nm³/min (200 ppm)

+ ताज़ा हवा100 Nm³/min, 21% O₂
O₂: 21 Nm³/min
NOx: 0 Nm³/min

= पतली हुई flue gas200 Nm³/min, 12% O₂
O₂: 24 Nm³/min
NOx: 0.02 Nm³/min (100 ppm)

NOx का flow अब भी 0.02 Nm³/min है, इसलिए concentration घटकर 0.02 ÷ 200 = 100 ppm रह जाती है। Chimney से उतनी ही NOx निकल रही है, पर नंबर आधा दिखता है।

अगर पतला करके limit पूरी की जा सकती, तो concentration limit का कोई मतलब नहीं रहता। O₂ correction यही रास्ता बंद करता है: यह पूछता है कि 6% जैसे तय O₂ लेवल पर concentration क्या होती। जापान का पर्यावरण मंत्रालय (Ministry of the Environment) बताता है कि standard-oxygen correction इसलिए रखा गया है कि कोई flue gas को हवा से पतला करके emission standard पूरा न कर ले।

हिसाब का उदाहरण: पतला करने से Correct की हुई वैल्यू नहीं बदलती

अब पिछले हिस्से की दोनों हालतों को 6% O₂ पर correct करते हैं। पहली हालत बुनियादी हिसाब है, और दूसरी से पक्का होता है कि हवा मिलाने के बाद क्या होता है।

हवा मिलाने से पहले

3% O₂ और 200 ppm NOx वाली flue gas के लिए O_s = 3 और O_n = 6 डालें। Correct की हुई वैल्यू लगभग 167 ppm आती है:

नापी हुई O₂ (3%) reference (6%) से कम है, इसलिए correct की हुई वैल्यू नापी हुई 200 ppm से कम आती है।

ज़्यादा हवा मिलाने के बाद

100 Nm³/min ताज़ा हवा मिलाने के बाद गैस में 12% O₂ और 100 ppm NOx है। इसे 6% O₂ पर correct करें तो फिर लगभग 167 ppm आता है:

इसी वजह से कुल gas volume बढ़ाने के लिए हवा मिलाने से अब concentration limit से बचा नहीं जा सकता। दोनों हालतें साथ-साथ नीचे हैं:

Figure 4: पतला करने से raw वैल्यू आधी होती है, correct की हुई नहीं

नापी हुई concentration आधी हो जाती है, पर 6% O₂ पर दोनों का नतीजा 167 ppm है।

पतला करने से पहले

100 Nm³/min हवा मिलाने के बाद

Flue gas का flow

पहले: 100 Nm³/min

बाद में: 200 Nm³/min

O₂ लेवल O_s

पहले: 3% (3 Nm³/min)

बाद में: 12% (24 Nm³/min)

NOx का flow

पहले: 0.02 Nm³/min

बाद में: 0.02 Nm³/min (वही)

नापी हुई NOx C_s

पहले: 200 ppm

बाद में: 100 ppm

6% O₂ पर NOx (C)

पहले: लगभग 167 ppm

बाद में: लगभग 167 ppm

Correct की हुई वैल्यू इसलिए बराबर आती हैं कि बढ़ी हुई सारी oxygen मिलाई गई हवा से आई है।

इसका कारण अनुपात (21 − O_s)/21 है। यह बताता है कि flue gas का कितना हिस्सा असली जली हुई गैस है, हवा नहीं। 3% O₂ पर यह हिस्सा 18/21 है, और 12% पर 9/21।

नापी हुई वैल्यू को इस हिस्से से भाग दें तो बिना पतला की हुई concentration मिल जाती है, यानी "0% O₂" वाली वैल्यू। 200 ÷ (18/21) और 100 ÷ (9/21), दोनों लगभग 233 ppm आते हैं। फिर O₂ correction इसे reference वाले हिस्से से गुणा करता है, O_n = 6 पर 15/21: 233 × 15/21 ≈ 167 ppm।

याद रखने का तरीका: ऊपर reference (O_n), नीचे नापी हुई (O_s)। नापी हुई O₂ reference से जितनी ज़्यादा होगी (गैस जितनी ज़्यादा पतली), correct की हुई वैल्यू नापी हुई से उतनी ही ऊपर जाएगी।

जापान में हर Facility का Reference O2 लेवल

जापान हर facility type का O_n Air Pollution Control Act की Enforcement Regulations में तय करता है। NOx की वैल्यू Appended Table 3-2 के notes में हैं, और dust की Appended Table 2 के notes में। Boiler ईंधन के हिसाब से तीन भागों में बँटता है: gas के लिए 5%, liquid fuel के लिए 4%, और solid fuel के लिए 6%।

नीचे की table में मुख्य facility type हैं। इन्हें e-Gov (जापान के आधिकारिक कानून database) पर regulation के पाठ से मिलाया गया है:

Figure 5: मुख्य facility type के लिए जापान का Reference O₂ (O_n)

Boiler ईंधन के हिसाब से तीन भागों में बँटता है। Diesel engine और gas turbine की वैल्यू ऊँची हैं, जबकि gas engine और gasoline engine की 0% है।

Facility

NOx (Appended Table 3-2)

Dust (Appended Table 2)

Boiler, सिर्फ़ gas

NOx: 5%

Dust: 5%

Boiler, liquid fuel (heavy oil आदि)

NOx: 4%

Dust: 4% (gas के साथ जलाए गए liquid fuel समेत)

Boiler, solid fuel (coal आदि)

NOx: 6%

Dust: 6%

Metal heating furnace

NOx: 11%

Dust: 11%

Cement kiln

NOx: 10%

Dust: 10%

Waste incinerator

NOx: 12%

Dust: 12%

Diesel engine

NOx: 13%

Dust: 13%

Gas turbine

NOx: 16%

Dust: 16%

Gas engine, gasoline engine

NOx: 0%

Dust: 0%

ये वैल्यू Enforcement Regulations की Appended Table 2 और 3-2 के notes से ली गई हैं (e-Gov का पाठ, अक्टूबर 2026 में देखा गया; जो version अभी लागू है, उसे ज़रूर देखें)। NOx के लिए 10 m² से कम heat transfer area वाले छोटे boiler अलग श्रेणी में हैं (solid fuel 6%, liquid fuel 4%)। Dust के लिए कुछ facility में, जैसे black liquor जलाने वाले boiler और बिजली से गर्म होने वाली facility में, C = C_s है, यानी कोई correction नहीं।

कई मुख्य facility type में NOx और dust का O_n एक ही है। पर दोनों tables facility को अलग-अलग तरह से बाँटती हैं, इसलिए हर pollutant के लिए देखें कि आपकी facility किस entry में आती है।

NOx के लिए कुछ ख़ास मामले भी हैं। लेड-ऑक्साइड की कुछ भट्ठियों में C = C_s है, यानी कोई correction नहीं। शुद्ध oxygen से जलने वाली glass melting furnace में correct की हुई वैल्यू को एक और factor 1/4 से गुणा किया जाता है। आपका उपकरण इनमें आता हो तो supplier से पूछें कि उन्होंने कौन-सा फ़ॉर्मूला लगाया है।

उदाहरण: Gas से चलने वाले Boiler की जाँच

मान लीजिए सिर्फ़ gas जलाने वाले boiler (O_n = 5) में 8% O₂ और 80 ppm NOx नापी गई। Correct की हुई वैल्यू लगभग 98 ppm आती है:

इस 98 ppm को Appended Table 3-2 की emission standard से मिलाया जाता है। Gas से चलने वाले boiler के लिए, जिसकी flue gas की मात्रा 40,000 से 5,00,000 m³N/h से कम है, राष्ट्रीय standard 100 cm³/m³ (100 ppm) है। यहाँ flue gas की मात्रा का मतलब है 0°C और 1 atm पर बदला हुआ, एक घंटे का अधिकतम volume।

उल्टा हिसाब भी हो सकता है: limit से यह निकालना कि raw reading कितनी होने पर वह limit आती है। फ़ॉर्मूला पलटने पर C_s = C × (21 − O_s) / (21 − O_n) मिलता है:

यह उल्टा हिसाब चलते समय analyzer की reading समझने का सिर्फ़ अंदाज़ा है। Compliance का फ़ैसला उसी standard और शर्तों से होता है जो उस facility पर सच में लागू हैं, जिनमें installation की तारीख़ के हिसाब से transition नियम और राज्य (prefecture) की सख़्त limit भी आ सकती हैं।

अगर analyzer की reading report में जाती है, तो analyzer की calibration सही होनी भी ज़रूरी है।

Operating condition बदलने पर भी correct की हुई वैल्यू काम आती है। मिसाल के लिए, air preheater से combustion air गर्म करने से energy बचती है, पर देखना पड़ता है कि NOx concentration बढ़ी तो नहीं। Correct की हुई वैल्यू से पहले और बाद की तुलना आसान हो जाती है।

जापान का Reference O2 अमेरिका, EU और भारत से कैसे मिलता है

दूसरी जगहों पर भी यही सोच है, पर reference लेवल अक्सर अलग होते हैं। नीचे की table में सिर्फ़ वही वैल्यू हैं जिनकी पुष्टि regulation के पाठ या किसी भरोसेमंद दूसरे स्रोत से हो सकी। आपके अपने permit या consent की शर्तें किसी भी सामान्य नियम से ऊपर हैं।

उपकरण	जापान (On)	अमेरिका (उदाहरण)	EU (Industrial Emissions Directive)	भारत (उदाहरण)
Gas से चलने वाला boiler	5%	कई state और local boiler नियमों में 3% O2, dry (जैसे South Coast AQMD Rule 1146 series)	3% (liquid और gas ईंधन)	पुष्टि नहीं हुई
तेल से चलने वाला boiler	4%	अपना permit देखें	3%	पुष्टि नहीं हुई
Coal / solid-fuel boiler	6%	अपना permit देखें	6%	6%, dry (thermal power plant)
Gas turbine	16%	15% (40 CFR 60 Subpart KKKK)	15%	पुष्टि नहीं हुई
Diesel engine	13%	अपना permit देखें	पुष्टि नहीं हुई	15%, dry, ppmv (0.8 MW / 800 kW से बड़े diesel engine; CPCB)
Gas engine	0%	जब limit ppmvd में हो तो spark-ignition engine के लिए 15% (40 CFR 60 Subpart JJJJ)	15%	पुष्टि नहीं हुई
Waste incinerator	12%	7% (जैसे 40 CFR 60 Subpart Eb, Subpart EEEE)	11% (waste oil के लिए 3%)	पुष्टि नहीं हुई

भारत में छोटे diesel generator set (800 kW तक के engine) की limit आम तौर पर g/kWh में होती है, ppm में नहीं। उन पर इस लेख का O₂ correction सीधे लागू नहीं होता। अपनी फ़ैक्टरी की शर्त State Pollution Control Board से मिले consent में देखें।

तीन अंतर सबसे ज़्यादा ध्यान देने लायक हैं:

• Engine। जापान gas और gasoline engine को 0% O₂ पर correct करता है, जबकि अमेरिका के SI-engine नियम और EU 15% लेते हैं। इसलिए एक ही engine का नंबर जापानी basis पर लगभग 3.5 गुना ज़्यादा दिखता है (21/6 = 3.5)।
• Gas turbine। जापान 16% लेता है, और अमेरिका और EU 15%। एक ही gas 15% O₂ पर 16% के मुक़ाबले 20% ज़्यादा पढ़ती है (6/5 = 1.2)।
• Constant। जापान और EU फ़ॉर्मूले में 21 लिखते हैं। अमेरिका के US EPA नियम 20.9 लेते हैं, जैसे 7% O₂ के लिए C_adj = C_meas × (20.9 − 7)/(20.9 − %O₂)। असर बहुत छोटा है: 200 ppm को 3% से 6% O₂ पर बदलें तो 21 से 166.7 ppm आता है और 20.9 से 166.5 ppm।

कुछ limit concentration में होती ही नहीं हैं। जैसे Subpart KKKK output-based limit भी lb/MWh में देता है, और इसकी तुलना सिर्फ़ O₂ correction से जापानी ppm नंबर के साथ नहीं की जा सकती।

Dry Basis, ppm और mg/Nm3: और क्या एक जैसा होना चाहिए

O₂ reference चार बातों में से सिर्फ़ एक है जो मिलनी चाहिए। बाकी तीन हैं: नमी की basis, unit और reference temperature।

Dry और Wet Basis

अमेरिका के नियम ppmvd लिखते हैं, यानी "parts per million by volume, dry", और EPA C_meas और %O₂ दोनों को dry basis पर परिभाषित करती है। EU की limit पानी की भाप के correction के बाद बताई जाती हैं। जापान के compliance नतीजे आम तौर पर dry gas basis (kawaki gasu) पर लिखे जाते हैं। एक municipal incinerator की report में, मिसाल के लिए, वैल्यू "dry gas basis पर, 12% O₂ पर correct की हुई" दी गई हैं।

Natural gas जलाने से निकलने वाली flue gas में पानी की भाप काफ़ी होती है, इसलिए wet basis की वैल्यू dry से साफ़ कम दिखती है। अगर जापानी data sheet में "dry" नहीं लिखा, तो पूछ लें। Wet NOx वैल्यू और dry O₂ वैल्यू पर एक साथ O₂ फ़ॉर्मूला न लगाएँ।

ppm और mg/Nm3

जापान NOx की limit volume में (cm³/m³, यानी ppm) बताता है। EU और भारत इसे mass per volume (mg/Nm³) में बताते हैं, और EU की limit में NOx को NO₂ मानकर लिखा जाता है। ppm को mg/m³ में बदलने के लिए molar mass से गुणा करें और reference temperature पर molar volume से भाग दें:

• 0°C और 101.3 kPa पर (EU और जापान की "N" शर्त): 1 ppm NO₂ = 46.01 ÷ 22.41 ≈ 2.05 mg/Nm³
• 20°C (68°F) और 101.3 kPa पर (40 CFR 60.2 की US EPA standard शर्त): 1 ppm NO₂ ≈ 1.91 mg/m³

O₂ correction पहले करें या बाद में, क्रम से फ़र्क़ नहीं पड़ता, बशर्ते दोनों वैल्यू एक ही dry basis पर हों। जो चीज़ मायने रखती है वह सही reference temperature है। जापान या EU का "Nm³" 0°C पर होता है, जबकि अमेरिकी नियमों में "standard" का मतलब 20°C है।

जापानी Supplier के NOx नंबर को अपनी Basis पर बदलना

अगर आपके पास raw reading है (नापी हुई NOx C_s और नापी हुई O₂ O_s, दोनों dry), तो अपना फ़ॉर्मूला और अपना reference level सीधे लगाएँ। यह सबसे साफ़ तरीका है। अगर सिर्फ़ correct किया हुआ नंबर मिला है, तो उसे एक reference से दूसरे पर बदला जा सकता है, क्योंकि नापी हुई O₂ कट जाती है:

इन कदमों से चलें:

1. जापानी basis पढ़ें। O₂ reference ("○% kansan" वाला नोट), dry या wet, और unit (ppm, या 0°C पर mg/m³N) देखें।
2. अपनी basis ढूँढें। Reference O₂, नमी की basis, unit, reference temperature और averaging time अपने permit या consent से लें, किसी सामान्य नियम से नहीं।
3. O₂ reference दोबारा correct करें ऊपर वाले फ़ॉर्मूले से, या raw reading से फिर हिसाब लगाएँ।
4. Unit बदलें अगर आपकी limit mg/Nm³ या mg/m³ में है, और अपने नियम की reference temperature इस्तेमाल करें।
5. बराबर की चीज़ें मिलाएँ। देखें कि जापानी test का load, ईंधन और averaging period वही हैं जो आपकी limit में आते हैं।

यहाँ तीन काल्पनिक उदाहरण हैं, constant 21 के साथ:

• Gas से चलने वाला boiler। Supplier 5% O₂ पर 60 ppm की guarantee देता है। 3% O₂ पर: 60 × (21 − 3)/(21 − 5) = 60 × 18/16 = 67.5 ppm। EU-style unit (0°C, NO₂ के रूप में) में यह लगभग 67.5 × 2.05 ≈ 138 mg/Nm³ है, 3% O₂ पर।
• Gas turbine। Test report 16% O₂ पर 15 ppm दिखाती है। 15% O₂ पर: 15 × (21 − 15)/(21 − 16) = 15 × 6/5 = 18 ppm।
• Gas engine। Data sheet 0% O₂ पर 200 ppm दिखाती है। 15% O₂ पर: 200 × (21 − 15)/21 ≈ 57 ppm।

Gas engine का उदाहरण दिखाता है कि basis क्यों मायने रखती है। जापानी नंबर 15% O₂ की limit से बहुत ऊपर लग सकता है, पर बदलने के बाद वह आराम से limit के अंदर हो सकता है। इसी तरह gas turbine का नंबर limit के अंदर दिखकर भी बाहर हो सकता है। इन नतीजों को सिर्फ़ शुरुआती अंदाज़ा मानें, और आख़िरी तुलना अपने permit, permit देने वाले अधिकारी या supplier से पक्की करें।

Checklist और जापानी Supplier से पूछने के सवाल

जापानी emission नंबर को अपनी limit से मिलाने से पहले यह checklist देखें:

• जापानी नंबर का O₂ reference (जैसे "O₂ 4% kansan") और आपकी limit का O₂ reference
• Pollutant और O₂ reading, दोनों की dry या wet basis
• Unit: ppm (cm³/m³N), mg/Nm³, या mass-rate / output-based unit
• Reference temperature और pressure (0°C, 20°C या 25°C; 101.3 kPa)
• अगर limit mass unit में है, तो NOx को NO₂ के रूप में लिखा गया है या NO के रूप में
• फ़ॉर्मूले का constant: 21 या 20.9
• Test के दौरान load, ईंधन और operating mode
• Averaging time (instantaneous, 1-hour, daily) और नापने का तरीका (जापान में JIS K 0104)
• नंबर guarantee है, design value है या नापा हुआ नतीजा
• कोई ख़ास फ़ॉर्मूला (कोई correction नहीं, या oxy-fuel furnace के लिए 1/4 factor)

जापानी पक्ष को भेजने के सवाल:

1. NOx (या dust) की वैल्यू किस O₂ reference पर correct की गई है, और क्या यह इस उपकरण type के लिए जापान का standard O₂ है?
2. क्या NOx और O₂ दोनों वैल्यू dry basis पर हैं?
3. क्या आप test की raw नापी हुई NOx और O₂ वैल्यू, correction से पहले की, दे सकते हैं?
4. Test किस load, ईंधन और आसपास की शर्तों में चला, और कितने averaging time पर?
5. क्या आप guarantee को हमारी reference शर्तों (O₂ %, dry basis, unit, reference temperature) पर दोबारा लिखकर दे सकते हैं?

जापानी supplier को लिखने के लिए यह email नमूना (अंग्रेज़ी में, क्योंकि आम तौर पर इसी भाषा में बात होती है) अपने हिसाब से बदलकर इस्तेमाल करें:

इस गाइड की सीमाएँ

• जापान की वैल्यू Air Pollution Control Act की Enforcement Regulations के राष्ट्रीय standard हैं। Prefecture इससे सख़्त limit तय कर सकते हैं, और पुरानी facility पर transition नियम लग सकते हैं।
• जापान के बाहर reference O₂ नियम, राज्य, उपकरण के आकार और permit के हिसाब से बदलता है। तुलना की table में उदाहरण हैं, आपकी लागू limit नहीं।
• भारत के लिए यहाँ सिर्फ़ वही बातें हैं जिनकी पुष्टि हो सकी (कुछ thermal power plant और 800 kW से बड़े diesel engine)। बाकी के लिए अपना consent या CPCB और State Pollution Control Board की शर्त देखें। भारतीय नापने की विधि IS 11255 series में है (NOx के लिए Part 7); यह JIS K 0104 जैसी है या नहीं, यह इस लेख में तय नहीं किया गया, supplier या lab से पूछें।
• Correct किए हुए नंबर को फिर से correct करने में माना जाता है कि दोनों एक ही dry basis पर हैं और पहला correction standard फ़ॉर्मूले से हुआ था। Raw reading से हिसाब करने पर यह मान्यता नहीं लगती।
• यह लेख NOx और dust की concentration के बारे में है। जापान sulfur oxides (SOx) को अलग तरीके से नियंत्रित करता है (नीचे FAQ देखें), और कुछ limit mass-rate या output-based होती हैं।
• Boiler या emission test से जुड़े काम में safety के नियम (जैसे Factories Act 1948 और OSH Code 2020) लागू हो सकते हैं। राज्य में कौन-सा नियम किस रूप में लागू है, यह यहाँ तय नहीं किया गया है।
• Compliance के फ़ैसले facility की environment team और permit देने वाले अधिकारी के हैं। इस गाइड को सही सवाल पूछने के लिए इस्तेमाल करें, compliance का फ़ैसला मानकर नहीं।

FAQ

अगर नापी हुई O2 20% से ऊपर हो तो क्या करें?

20% डालें। जापान के dust और NOx नियमों में 20% से ऊपर की O_s को 20% माना जाता है, इसलिए 20.5% की reading फ़ॉर्मूले में 20 बनकर जाती है। O_s जब 21% के पास पहुँचती है तो नीचे वाला 21 − O_s शून्य के पास चला जाता है और correct की हुई वैल्यू बहुत बड़ी हो जाती है।

जिन facility में O_n को O_s के बराबर माना गया है, या जहाँ C = C_s है, वहाँ कोई correction होता ही नहीं।

"0% O2 पर correct की हुई" का क्या मतलब है?

यह हवा से पतला होने से पहले की concentration है। O_n = 0 लेने पर फ़ॉर्मूला C = C_s × 21/(21 − O_s) बन जाता है। जापान gas engine और gasoline engine के लिए 0% लेता है।

मिसाल के लिए, 10% O_s और 300 ppm NOx वाले gas engine का नतीजा 300 × 21/11 ≈ 573 ppm आता है, और standard से यही वैल्यू मिलाई जाती है। एक ही gas के लिए 0% वाला नंबर हमेशा 6% वाले नंबर से बड़ा होता है, इसलिए reports की तुलना से पहले O₂ basis मिला लें।

क्या जापान SOx पर भी O2 correction लगाता है?

नहीं। जापान sulfur oxides को "K-value" तरीके से नियंत्रित करता है। इसमें असरदार chimney की ऊँचाई और इलाके के constant K से, हर घंटे छोड़ी जा सकने वाली मात्रा तय होती है। फ़ॉर्मूला है q = K × 10⁻³ × He², जहाँ He सुधारी हुई chimney की ऊँचाई है।

तय किए गए इलाकों में कुल मात्रा की सीमा और ईंधन के standard भी लगते हैं। ईंधन का sulfur boiler में low-temperature corrosion भी पैदा कर सकता है।

O2 correction का air ratio से क्या संबंध है?

Flue gas की oxygen से air ratio m का अंदाज़ा m ≈ 21/(21 − O₂) से लगाया जा सकता है। इस हिसाब से (21 − O_n)/(21 − O_s) को "नापते समय का air ratio ÷ reference air ratio" पढ़ा जा सकता है।

पर air ratio का फ़ॉर्मूला अंदाज़े वाला है, इसलिए दोनों बिलकुल नहीं मिलते। O₂ correction नियमों के लिए हिसाब है, जबकि air ratio जलने को चलाने और control करने की वैल्यू है।

Air ratio को बहुत नीचे गए बिना कम रखें तो flue gas के साथ जाने वाली गर्मी घटती है।

15% O2 वाले ppm को 3% O2 के ppm में कैसे बदलें?

(21 − 3)/(21 − 15) = 3 से गुणा करें, या अगर आपका नियम 20.9 लेता है तो (20.9 − 3)/(20.9 − 15) ≈ 3.03 से। 15% O₂ पर 9 ppm, 3% O₂ पर लगभग 27 ppm होता है। दोनों वैल्यू dry basis पर होनी चाहिए।

स्रोत

• Correction फ़ॉर्मूला, standard O₂ लेवल, 20% की सीमा और NOx emission standard: e-Gov, Enforcement Regulations of the Air Pollution Control Act (जापानी) (Articles 3–5, Appended Tables 2 और 3-2)
• राष्ट्रीय standard से सख़्त prefecture की limit: e-Gov, Air Pollution Control Act (जापानी) (Article 4)
• Correction का मकसद (हवा से पतला करने से रोकना): जापान का पर्यावरण मंत्रालय, "Dust Regulations" (जापानी)
• NOx की concentration और कुल मात्रा की सीमा: जापान का पर्यावरण मंत्रालय, "Hazardous Substance Regulations" (जापानी)
• SOx का K-value नियम: जापान का पर्यावरण मंत्रालय, "Sulfur Oxide (SOx) Regulations" (जापानी)
• Dry gas basis पर बताए गए जापानी नतीजे (उदाहरण): Sano City, incinerator emission measurement results (जापानी)
• Air preheating और NOx की जाँच: जापान का पर्यावरण मंत्रालय, SHIFT program, measure 121222 "Preheating Combustion Air with Boiler Flue Gas" (जापानी)
• सूखी हवा की oxygen (20.95%): NASA, "Earth Fact Sheet"
• अमेरिका में 20.9 constant के साथ 7% O₂ correction (dry basis): 40 CFR 60.2975; 40 CFR 60.58b (Subpart Eb)
• अमेरिका में 15% O₂ पर ppm या lb/MWh में gas turbine limit: 40 CFR 60 Subpart KKKK, Table 1
• अमेरिका में 15% O₂ पर ppmvd में spark-ignition engine limit: 40 CFR 60 Subpart JJJJ, Table 1
• अमेरिका की standard शर्त (20°C, 101.3 kPa): 40 CFR 60.2
• 3% O₂, dry पर boiler limit (state/local उदाहरण): South Coast AQMD, Rules 1146/1146.1 working group presentation
• Combustion plant के लिए EU reference O₂ (6%, 3%, 15%) और reference शर्तें: Directive 2010/75/EU, Annex V, Part 1 (legislation.gov.uk copy)
• EU में waste incineration 11% O₂ पर (waste oil के लिए 3%), NOx को NO₂ के रूप में: Directive 2010/75/EU, Annex VI (legislation.gov.uk copy)
• भारत में thermal power plant, 6% O₂, dry basis पर correct (Gazette amendment, tribunal के दस्तावेज़ में दिया गया अंश): National Green Tribunal, affidavit in OA 203 of 2022
• भारत में 800 kW से बड़े diesel engine का standard (NOx, 15% O₂, dry, ppmv): CPCB, Emission Standards for Diesel Engines (more than 0.8 MW)
• भारत में NOx नापने की विधि: BIS, IS 11255 (Part 7): Oxides of Nitrogen