În industriile producătoare, piața este caracterizată printr-o cerere în creștere, dar și de o cerință tot mai mare pentru calitate a produsului. De asemenea, reglementările privind protecția mediului ocupă un loc din ce în ce mai important în industria producătoare. Pentru a avea succes în acest domeniu, utilizarea celei mai moderne tehnologii de măsurare, este indispensabilă. Deoarece astfel, putem optimiza toate procesele de producție și ne putem asigura calitatea fără niciun fel de compromis.
Cele mai bune tehnici disponibile (Best Available Techniques - BAT) – reprezintă stadiul de dezvoltare cel mai eficient şi avansat înregistrat în dezvoltarea unei activităţi şi a modurilor de exploatare, care demonstrează posibilitatea practică a tehnicilor specifice de a constitui referinţa pentru stabilirea valorilor-limită de emisie şi a altor condiţii de autorizare, în scopul prevenirii poluării, iar, în cazul în care nu este posibil, pentru a reduce, în ansamblu, emisiile şi impactul asupra mediului în întregul său:
a) tehnicile - se referă la tehnologia utilizată şi la modul în care instalaţia este proiectată, construită, întreţinută, exploatată, precum şi la scoaterea din funcţiune a acesteia şi, după caz, remedierea amplasamentului;
b) tehnici disponibile - acele tehnici care au înregistrat un stadiu de dezvoltare ce permite aplicarea lor în sectorul industrial respectiv, în condiţii economice şi tehnice viabile, luându-se în considerare costurile şi beneficiile, indiferent dacă aceste tehnici sunt sau nu realizate ori utilizate la nivel naţional, cu condiţia ca acestea să fie accesibile operatorului în condiţii acceptabile;
c) cele mai bune tehnici - cele mai eficiente tehnici pentru atingerea în ansamblu a unui nivel ridicat de protecţie a mediului în întregul său;
Măsurarea emisiilor în industria producătoare
Provocarea
Producția de fier brut
Fierul brut este produs prin reducerea (retragerea oxigenului) din minereul de fier într-un furnal sau prin reducerea directă. Cocsul, gazul natural sau cărbunele sunt utilizate ca materiale de reducere. În procesul de ardere în furnal, minereul preparat (peleți, sinter) și aditivii sunt încărcați în furnal de sus, împreună cu cocsul. Un val de aer cald vine de jos aducând un plus de energie.
Amestecul de aer cald și gaze de reducere urcă în direcția opusă față de materiile prime de scufundare și este extras în partea de sus sub formă de gaz ars. Fierul brut lichid se colectează pe podeaua cuptorului împreună cu zgura și este extras în mod regulat și de obicei este transportat la oțelărie pentru prelucrare ulterioară. Compoziția gazului ars pe parcursul întregului proces este un factor crucial care influențează calitatea arderii în încălzitoarele de aer.
Atunci când emisiile provenite de la pre-tratarea metalului lichid și de la metalurgia secundară sunt tratate separat, nivelul de emisii asociat BAT pentru praf, ca o valoare medie zilnică, este < 1 – 10 mg/Nm3 pentru filtre cu saci și < 20 mg/Nm3 pentru precipitatoare electrostatice.
În instalațiile de cocsificare
Instalațiile de cocsificare sunt instalații de rafinare termică pentru cărbune mineral, în care cărbunele este încălzit până la cel puțin 800 °C în distilare uscată, cu excluderea aerului (piroliză). Obiectivul acestei cocsificări este producția de cocs de uz industrial, în special în metalurgie. Cocsul este caracterizat printr-un conținut foarte ridicat de carbon (>97%), cu foarte puține componente volatile. În timpul procesului, este produs gaz de cocserie, care este utilizat mai departe. Cărbunele adecvat este distilat uscat („ars”) peste 15 ore într-un cuptor de cocs, apoi transferat la un proces de răcire.
Răcirea umedă, care era populară în trecut, a fost în mare parte înlocuită cu răcirea uscată într-un răcitor cu zgură. Aceasta permite recuperarea căldurii printr-un boiler de recuperare a căldurii și o reducere a emisiilor de agenți poluanți. Poluanții relevanți care apar în producția de cocs sunt, pe lângă praf, în primul rând SO₂, NOx, CO și componente organice. În ceea ce privește valorile limită permise, gazele de evacuare sunt supuse anumitor valori limită, iar compoziția acestora permite tragerea unor concluzii privind monitorizarea și optimizarea procesului de producție.
Nivelurile de emisii asociate BAT, determinate ca valori medii zilnice și referitoare la un conținut de oxigen de 5 % sunt:
- oxizi de sulf (SOx), exprimați ca dioxid de sulf (SO2) < 200 - 500 mg/Nm3;
- praf < 1 – 20 mg/Nm3;
- oxizi de azot (NOx), exprimați ca dioxid de azot (NO2) < 350 – 500 mg/Nm3 pentru instalațiile noi sau retehnologizate în mod substanțial (mai puțin de 10 de ani) și 500 – 650 mg/Nm3 pentru instalații mai vechi cu baterii bine întreținute și tehnici încorporate cu emisii scăzute de oxizi de azot (NOx).
BAT constau în reducerea conținutului de sulf al gazelor de cocserie (COG), utilizând una dintre următoarele tehnici:
- desulfurare prin sisteme de absorbție;
- desulfurare oxidativă umedă.
Concentrațiile de sulfură de hidrogen (H2S) reziduală asociate cu BAT, determinate ca medii zilnice, sunt < 300 – 1 000 mg/Nm3 în cazul utilizării BAT 1 (valorile mai mari fiind asociate cu o temperatură ambiantă mai ridicată, iar valorile mai scăzute sunt asociate cu o temperatură ambiantă mai scăzută) și < 10 mg/Nm3 în cazul utilizării BAT 2.
Soluția
Producția de fier brut
Cu instrumentul de măsurare a emisiilor testo 350, monoxidul de carbon (CO) și dioxidul de carbon (CO₂) pot fi determinate rapid și ușor. Măsurarea este realizată la ieșirea gazului de ardere după filtrul de colectare a prafului, în tirajul furnalului, ca o variabilă de comandă pentru funcționarea cuptorului și în aval înaintea filtrului de colectare a prafului pentru echilibrarea instalației. În plus, putem preveni pericolul de incendiu prin poziționarea analizorului testo 350 la filtrul de colectare a prafului CO.
În instalațiile de cocsificare
În cadrul procesului de producere a cocsului, testo 350 poate fi utilizat pentru a măsura SO₂, NOx (suma dintre NO și NO₂), CO și O₂. Instrumentul de măsurare a emisiilor are șase sloturi și poate folosi cinci senzori de gaz în plus față de O₂. Deoarece valoarea CO din furnal oferă informații despre eficiența arderii cuptorului, acesta este unul dintre parametrii măsurați cel mai frecvent. Se pot ajunge aici la concentrații de CO de 50.000 ppm, care pot fi măsurate folosind testo 350 și o diluție optim integrabilă. Testo 350 vă permite să măsurați și să înregistrați toți parametrii de emisii în mod ușor și sigur.
Ambele aplicații
Toate măsurătorile din ambele aplicații pot fi efectuate cu încredere și fără probleme; rezultatele măsurătorilor sunt întotdeauna precise și fiabile. În plus, este posibil cu instrumentul de măsurare a emisiilor să se vizualizeze schimbările de sarcină pe componente ca evoluție în timp, permițând astfel prevenirea direcționată a opririi instalației. Optimizarea timpului și a costurilor în timpul fabricării oțelului, metalului și cocsului beneficiază și de utilizarea echipamentului testo 350.
Producția de aluminiu
Fabricarea aluminiului prin topire electrolitică este un proces care necesită un volum mare de energie, ceea ce cauzează un nivel mare de emisii. Pe lângă praf și fluoruri (și compuși ai fluorurilor), acestea includ SO₂ și CO, care sunt generate în urma consumului de electrozi de carbon.
Toți acești parametri trebuie monitorizați, analizați și, dacă este necesar, optimizați în mod regulat. Aceasta este singura modalitate de a respecta cerințele stricte de protecția mediului și de a asigura eficiența cuptorului de topire.
În ceea ce privește monitorizarea emisiilor din gazele de evacuare din cuptoarele cu electroliză și în gazul de evacuare extras din clădirea cuptorului, se aplică reglementări care, de exemplu, definesc valorile limită pentru emisii de particule și valorile limită pentru raportul de masă al aluminiului.
Emisiile de fluoruri și compușii anorganici ai acestora (acid fluorhidric) trebuie de asemenea să respecte anumite reglementări. În plus față de CO, SO₂, fluorura și fluorurile de hidrogen, temperaturile de ardere mari din producția de aluminiu pot duce la valori ridicate de oxid de azot. Și acestea trebuie monitorizate și analizate folosind un instrument de măsurare adecvat.
Soluția
Instrumentul portabil de măsurare a emisiilor testo 350 este instrumentul ideal pentru analiza profesională a gazelor de ardere. Acesta permite funcționarea optimă a cuptorului cu anod, monitorizarea reactorului de absorbție și controlul valorilor limită relevante.
Următorii parametri sunt măsurați pe cuptoarele cu anod:
O₂, CO₂, CO și SO₂. testo 350 are șase sloturi. Există posibilitatea configurării instrumentului cu senzori de gaz la alegere: CO, SO₂, CO₂IR, COlow, NO, NOlow, NO₂ și H₂S. Senzorul O₂ are o poziție fixă la slotul patru. Fiind cel mai important parametru, instrumentul testo 350 permite înregistrarea permanentă a valorilor măsurate, deoarece la valori scăzute de O₂, formarea cenușii ar influența calitatea aluminiului. Toți senzorii de gaz pot fi schimbați cu ușurință de către utilizator, ei fiind precalibrați.
Echipamentul permite conectarea sondelor industriale cu pre-filtre pentru a preveni contaminarea cu particule de praf din gazul de evacuare. Opțiunea de diluție cu care poate fi echipat instrumentul testo 350 permite măsurarea concentrațiilor mari de CO de până la 50.000 ppm.
În funcție de durata măsurării și de conținutul de umiditate al combustibilului (de exemplu, gaz natural în producția de aluminiu), testo 350 oferă opțiunea de preparare a gazului (Peltier). Acest lucru minimizează influența unui nivel ridicat al umidității în gazul de evacuare asupra rezultatelor măsurării.
Flexibil și robust
testo 350 este compus din unitatea de control și unitatea de analiză. Unitatea de control este unitatea detașabilă de comandă și afișare a instrumentului de măsurare. Valorile de măsurare sunt prezentate în mod clar pe afișajul grafic color al unității de comandă. Tehnologia de măsurare este situată în unitatea de analiză, unde se regăsesc senzorii de măsură, capcana de condens, pompa peristaltică, filtre, senzori de temperatură. Datorită memoriei interne, datele de măsurare pot fi transferate din unitatea de analiză către unitatea de control. Dacă este necesar, pot fi controlate simultan cu o unitate de control mai multe unități de analiză. Carcasa robustă a echipamentului testo 350 are o protecție integrată împotriva impactului. Timpii de oprire cauzați de contaminarea instrumentelor sunt aproape complet eliminați datorită durabilității modelului. De asemenea, camerele închise protejează interiorul instrumentului de contaminare provenite din mediul înconjurător.
Ca alternativă la unitatea de control, operațiunea poate fi efectuată și printr-o conexiune directă cu un computer sau notebook. După programare, unitatea de analiză poate efectua măsurători și poate stoca datele în mod independent. Acest lucru crește eficiența rutinei de măsurare.
Toate valorile de măsurare pot fi stocate în instrument și apoi transferate pe computer și salvate pentru a fi documentate și analizate ulterior. Toate aceste operațiuni au loc prin intermediul software-ului testo EasyEmission. De asemenea, toate datele pot fi tipărite la locul măsurării prin intermediul imprimantei cu infraroșu sau bluetooth.