Systemy ciągłego monitorowania emisji: sprawdzone technologie pomiaru zapewniają zgodność z przepisami i dostarczają dane na temat przebiegu procesów
Wymagania przepisów dotyczących monitorowania i sporządzania raportów dotyczących emisji stają się coraz bardziej rygorystyczne w niemal każdym kraju na świecie. Dzięki układom pomiarowym do monitorowania i analizy wielkości emisji możemy przestrzegać wartości granicznych i ograniczać uwalnianie obcych substancji do środowiska.
Aby ograniczyć emisję niebezpiecznych substancji, powietrze odprowadzane do atmosfery w różnych procesach musi być oczyszczone. Optymalną pracę instalacji oczyszczania, jak również skuteczne spalanie, umożliwiają inteligentne rozwiązania z zastosowaniem czujników.
W branży gospodarki odpadami obowiązują różne wymagania, które zależą od rodzaju spalarni, np. odpadów komunalnych, przemysłowych lub niebezpiecznych. Obecność substancji zanieczyszczających, takich jak HCl, HF, NOx, SO2, LZO (lotne związki organiczne), jak również zawartość pyłu i ilość O2 i/lub H2O należy mierzyć w sposób ciągły, zgodnie z lokalnymi przepisami ochrony środowiska. Coraz częściej konieczne jest również ciągłe oznaczanie dodatkowego parametru, czyli całkowitej zawartości rtęci (Hg).
Jak zoptymalizować procesy monitorowania emisji
Poniższy schemat przebiegu procesów pozwoli zrozumieć kluczowe parametry pomiarowe w monitorowaniu emisji i zorientować się, gdzie odpowiednio wprowadzone poprawki mogą zmniejszyć straty produktów i obniżyć zużycie energii.
Ciągły monitoring emisji wszystkich istotnych składników zanieczyszczeń w spalinach
Systemy ciągłego pomiaru emisji (ang. Continuous Emission Monitoring System - CEMS), takie jak MCS200HW lub MCS100FT jednocześnie zapewniają pomiar Hg i wszystkich innych istotnych składników zanieczyszczeń w spalinach, w czasie rzeczywistym, gwarantując odpowiednie przestrzeganie wartości granicznych. Prosta obsługa i minimalne wymagania konserwacyjne zapewniają stabilną, długoterminową wydajność instalacji.
System analizatora można precyzyjnie skonfigurować pod kątem zadania pomiarowego. I w rezultacie otrzymujemy układ pomiarowy, który jest jednocześnie bardzo ekonomiczny i wydajny. Jeśli w przyszłości zajdzie potrzeba monitorowania dodatkowych zanieczyszczeń, np. ze względu na aktualizację pozwolenia na działanie instalacji, system analizatorów będzie można elastycznie rozbudować. Nowe elementy układu pomiarowego można dodawać na miejscu, a to pozwala zredukować przestoje i koszty.
Monitorowanie rtęci w emitowanych spalinach
W niektórych krajach, np. w Niemczech, w spalarniach odpadów obowiązkowy jest również ciągły pomiar całkowitej zawartości rtęci.
Ekstrakcyjny analizator gazu MERCEM300Z został przebadany zgodnie z normą EN 15267-3, pod kątem przydatności do pomiarów całkowitej zawartości rtęci w zakresie od 0 do 10 µg/m³. Największą zaletą MERCEM300Z jest to, że przekształca rtęć utlenioną w pierwiastkową bez dodatkowych środków chemicznych lub konwertorów, co znacznie zmniejsza zakres wymaganych czynności konserwacyjnych w porównaniu z innymi przyrządami pomiarowymi.
Pomiar stężenia pyłu w gazach suchych i mokrych
Pomiary pyłu można wykonywać w sposób ciągły metodą ekstrakcyjną, w przypadku gazów mokrych, lub wewnątrz komina pracującego w trybie suchym. Endress+Hauser dostarcza sprawdzone rozwiązania do obu zastosowań. W standardowych pomiarach suchych spalin (powyżej kwasowego punktu rosy), zgodnie z lokalnymi przepisami i wymaganiami dotyczącymi pomiarów emisji, najlepiej sprawdzają się DUSTHUNTER S (działający na zasadzie pomiaru światła rozproszonego) i DUSTHUNTER T (działający na zasadzie pomiaru transmisyjnego). W przypadku spalin mokrych (poniżej kwasowego punktu rosy) używany jest przyrząd do pomiaru pyłu FWE200DH. W tym przypadku gaz, który ma być mierzony, jest odprowadzany z komina bypassem, podgrzewany powyżej kwasowego punktu rosy kwasu i poddawany ciągłemu pomiarowi.
Pomiar przepływu gazu w kominie
Rzetelny pomiar przepływu gazu
Do precyzyjnego obliczenia przesyłu potrzebny jest najdokładniejszy pomiar przepływu, który jest również ważny w przypadku handlu uprawnieniami do emisji.
Przepływomierz FLOWSIC100 stale mierzy przepływ gazu w kominie. Ze względu na zastosowaną technologię ultradźwiękową, ten przyrząd wymaga minimalnej konserwacji. Wysoka jakość pomiaru przepływu ma kluczowe znaczenie, ponieważ stężenia zanieczyszczeń podawane są w odniesieniu do objętości mierzonego gazu spalinowego i wyświetlane w kg/h.
Stojąc w obliczu konieczności precyzyjnej kontroli emisji gazów cieplarnianych (GHG), która będzie wymagana w przyszłości, jeszcze ważniejsze stanie się wykonywanie pomiarów przepływu z możliwie największą dokładnością.
Kompaktowe rozwiązanie do pomiaru pyłu, przepływu, ciśnienia i temperatury
Używając sondy Combiprobe CP100, można zmierzyć w kominie poziom pyłu, natężenie przepływu, ciśnienie i temperaturę, przy czym układ pomiarowy zajmuje bardzo niewiele miejsca. W tym rozwiązaniu zastosowano przyrządy takie, jak DUSTHUNTER SP100 (do pomiaru metodą światła rozproszonego), FLOWSIC100 PR (przepływomierz ultradźwiękowy), czujnik temperatury i czujnik ciśnienia - wszystkie zamontowane na uniwersalnym przyłączu kołnierzowym (DN250 PN6). Dzięki temu wyeliminowano konieczność montażu dodatkowych kołnierzy. Takie kompaktowe rozwiązanie sprawdzi się szczególnie tam, gdzie wymagany jest redundantny system przyrządów pomiarowych.
Zarządzanie danymi dotyczącymi emisji
System gromadzenia i przetwarzania danych (ang. Data Acquisition and Handling System - DAHS) MEAC jest przeznaczony do rejestrowania, zapisywania, normalizowania, analizy, wyświetlania i przesyłania danych pomiaru emisji. Dostępny jest w kilku wariantach, które generują raporty zgodnie z lokalnymi wymaganiami.
MEAC300 z certyfikatem TÜV analizuje dane na poziomie QAL3, między innymi do kontroli dryftu oraz oferuje rozwiązania, w których MEAC pracuje w systemie redundantnym. Transmisja danych cyfrowych do systemu sterowania może wykorzystywać dowolny standardowy protokół komunikacji.
Pomiar biogenicznego CO2: główne powody
Obowiązują różne systemy handlu emisjami (ang. Emissions Trading System - ETS), takie jak EU ETS (Europejski System Handlu Emisjami), wytyczne brytyjskiej agencji ochrony środowiska dotyczące inwentaryzacji zanieczyszczeń, niemiecki BEHG i chiński certyfikowany system redukcji emisji (ang. China Certified Emission Reduction - CCER). Wszystkie regulacje w tym zakresie różnią się w zależności od tego, czy chodzi o węgiel kopalny, czy pochodzący ze źródeł, które nie zawierają węgla kopalnego lub zastępują go w całości (tzw. węgiel odnawialny). Aby określić udział odnawialnych źródeł energii, konieczne jest ciągłe pobieranie próbek biogennego CO2 , a następnie analiza C14 w laboratorium. Zakłady termicznego przekształcania odpadów, wyposażone w urządzenia do wychwytywania dwutlenku węgla, będą zapewniać znaczący wkład w dążeniu do ujemnej emisji CO2, ze względu na biogeniczną część heterogenicznego surowca. Zerowe emisje gazów cieplarnianych netto można osiągnąć jedynie przy znaczących ujemnych emisjach CO2, równoważących pozostałe emisje gazów cieplarnianych (np. z rolnictwa). Ważne jest, aby znać wartości ujemnej emisji CO2 z możliwie największą dokładnością. W celu dalszego wykorzystania wychwyconego CO2,, dla oceny ekologicznej i biologicznej istotny jest udział "części zielonej". Ponadto, udział energii odnawialnej w energii odzyskanej przez spalarnie odpadów jest kwestią o dużym znaczeniu publicznym. W niektórych miastach europejskich, gospodarka odpadami przypadająca na jednego mieszkańca opiera się na "części kopalnej". Dlatego, konieczne jest oznaczenie frakcji CO2, zarówno pochodzenia kopalnego, jak i biogenicznego.
Endress+Hauser nawiązał współpracę z Genius5-Instruments GmbH, w zakresie sprzedaży i serwisu na całym świecie, układu do pomiaru biogenicznego CO2 PmCTrace, który w przyszłości stanie się częścią systemów pomiaru emisji zanieczyszczeń w instalacjach termicznego przekształcania odpadów.
Monitorowanie emisji w czasie rzeczywistym zapewniło RWE zgodność z przepisami
RWE korzysta w swoim zakładzie w Didcot z systemu PowerCEMS100, który dostarcza dokładne dane dotyczące NOx, SO₂, CO i CO₂ w czasie rzeczywistym, gwarantując niezawodną pracę i zgodność z przepisami.