11. 12. 2006 - Борьба с вредными выбросами (продолжение)
Таблица 6 Примеры неконтролируемой эмиссии для некоторых производственных процессов
В некоторых случаях отходы могут содержать ценные вещества, которые можно подвергнуть переработке (например, тяжелые металлы из плавильной печи или растворители с покрасочной линии). Отходы могут быть использованы как сырье для другого промышленного процесса - например, двуокись серы, которую получают из собираемой серной кислоты, может использоваться в производстве удобрений.
В случаях, когда отходы не могут быть переработаны или повторно использованы, их удаление может оказаться непростой задачей.
Трудности могут возникнуть не только из-за объема; отходы сами по себе могут быть опасны. Например, если серную кислоту, полученную из котла или плавильной печи, нельзя повторно использовать, то ее необходимо нейтрализовать, прежде чем удалить.
Рассеивание
Рассеивание может снизить концентрацию загрязняющего вещества вблизи объекта его воздействия. Однако необходимо помнить, что рассеивание не снижает общего количества материала, покидающего предприятие. Высокая дымовая труба лишь позволяет дымовому шлейфу распространяться и раствориться в воздухе, прежде чем он достигнет земли, где, возможно, находятся объекты воздействия. Если загрязняющее вещество создает в первую очередь неудобства (например, из-за неприятного запаха), то рассеивание может быть допустимо. Однако если вещество стойкое или обладает кумулятивными свойствами (например, тяжелые металлы), то рассеивание, возможно, не поможет решить проблему загрязнения воздуха.
Рассеивание следует применять с осторожностью. Необходимо учитывать местные метеорологические условия и состояние поверхности земли. Например, в местностях с холодным климатом, особенно со снежным покровом, могут быть частые температурные инверсии, в результате которых загрязняющие вещества могут сконцентрироваться ближе к уровню земли, что приводит к непредвиденно высоким уровням воздействия. Подобным же образом, если предприятие расположено в долине, то шлейфы дыма могут циркулировать по долине или оказаться заблокированными окружающими холмами и таким образом не могут распространяться и рассеиваться, как ожидалось.
Меры административного регулирования
Наряду с технологическими системами, имеется другая группа регулирующих мероприятий, которые необходимо учитывать в общем проектировании системы контроля загрязнения воздуха. В значительной степени они берут начало среди основных мероприятий гигиены труда на производстве.
Замена
Один из наиболее предпочтительных методов, используемых в гигиене труда для обеспечения экологической безопасности на рабочем месте - это замена материала или технологии на более безопасные. Если можно использовать более безопасный материал или технологию и избежать вредных эмиссий, то тип или эффективность контрольных мероприятий оказываются чисто теоретической проблемой. Лучше обойти проблему, чем пытаться исправить ранее принятое неверное решение. К примерам замены относятся использование более чистого топлива, покрытий для хранения больших объемов материала и пониженные температуры в сушильных устройствах.
Это относится как к мелким закупкам, так и к важнейшим конструкционным критериям предприятия. Если приобретаются только экологически безопасные продукция или технологии, не будет никакого риска для окружающей среды ни внутри, ни вне помещений. Если же сделано неправильное приобретение, то оставшаяся часть программы будет состоять из попыток исправления этой начальной ошибки. Если приобретаются продукция или технология низкой стоимости, но опасные для окружающей среды, то могут потребоваться специальные процедуры и оборудование для их эксплуатации, а также специальные методы их удаления в качестве отходов. В результате дешевый товар может оказаться дешевым только при покупке, но его использование и удаление могут обходиться дорого. Возможно, в конечном счете, дешевле окажутся более дорогие, но и более безопасные материал или технология.
Местная вентиляция
Регулирующие мероприятия требуются для всех обнаруженных проблем, которых нельзя избежать путем замены материалов или методов на более безопасные. Эмиссии начинаются уже на рабочем месте, а не в дымовой трубе. Правильно спланированная вентиляционная система, захватывающая и регулирующая эмиссии вблизи их источника, поможет защитить местное население. Чехлы и трубопроводы вентиляционной системы - часть общей системы контроля загрязнения воздуха.
Более предпочтительна местная вентиляция. Она не растворяет загрязняющие вещества и создает концентрированный поток газа, который легче поддается очистке перед его выпуском в окружающую среду. Газоочистное оборудование более эффективно, если очистке подвергается воздух с более высокой концентрацией загрязняющих веществ. Например, вытяжка над желобом плавильной установки помешает загрязняющим веществам попасть в окружающую среду и направит дым в газоочистную систему. В таблице 5 можно увидеть, что эффективность очистки для абсорбционных и адсорбционных очистителей увеличивается с концентрацией загрязняющего вещества, а конденсационные очистители не рекомендуются для низких уровней (2000 ppm) содержания загрязняющих веществ.
Если загрязняющие вещества не улавливаются вблизи источника эмиссии и проникают наружу через окна и вентиляционные люки, они превращаются в неконтролируемые выбросы, поступающие в атмосферу вне системы дымовых труб (fugitive emissions). В некоторых случаях подобные неконтролируемые выбросы могут оказывать значительное воздействие на окружающую местность в непосредственной близости от предприятия.
Изоляция
Изоляция - размещение предприятия вдали от объектов, чувствительных к воздействию - может быть важнейшим методом регулирования, если меры инженерного регулирования сами по себе оказываются недостаточными. Она, возможно, становится единственным средством достижения приемлемого уровня контроля, когда необходимо руководствоваться наилучшей имеющейся технологией очистки (BACT). Если после применения наилучших доступных средств регулирования группа объектов воздействия все еще подвержена риску, необходимо рассмотреть возможность альтернативного размещения предприятия в месте, где нет населения, чувствительного к воздействию.
Изоляция, как отмечено выше, - это средство удаления отдельного предприятия от чувствительных объектов воздействия. После удаления промышленных объектов из мест проживания населения, чувствительного к воздействию, населению не следует разрешать селиться рядом с предприятиями. Казалось бы, это само собой разумеется, но на практике этот принцип не всегда применяется там, где это необходимо.
Производственная технология
Производственная технология должна быть разработана таким образом, чтобы обеспечить правильное и безопасное использование оборудования и исключить опасность для рабочих или окружающей среды. Комплексные системы очистки воздуха должны правильно эксплуатироваться и поддерживаться в надлежащем состоянии, чтобы работать в соответствии с их назначением. Один из важных факторов - обучение персонала. Персонал необходимо обучать использовать оборудование таким образом, чтобы снизить или исключить загрязнение предприятия и окружающей его местности вредными веществами. В некоторых случаях по технологии BACT для достижения приемлемых результатов требуется хорошая практика.
Наблюдение в реальном времени
Система, основанная на наблюдении в реальном времени, мало распространена и не используется повсеместно. При ее использовании непрерывная эмиссия и метеорологическое наблюдение могут комбинироваться с моделированием рассеивания для прогноза уровня воздействия на местность, расположенную в направлении ветра. Когда прогнозируемое воздействие достигает допустимого уровня, информация используется для снижения уровней производства и эмиссии. Этот метод неэффективен, но он может использоваться как промежуточный метод регулирования на существующем предприятии.
Противоположный этому метод - предупреждение населения в моменты, когда создаются условия для избыточных концентраций вредных веществ, с тем чтобы оно могло предпринять соответствующие меры. Например, если рассылается предупреждение о том, что в результате атмосферных условий достигнута избыточная концентрация двуокиси серы в направлении ветра от металлургического предприятия, то чувствительные группы населения (например, больные астмой) будут знать, что им не следует покидать помещения. Этот метод также может служить промежуточной мерой регулирования до установления постоянных мер регулирования.
Атмосферное и метеорологическое наблюдение в реальном времени иногда используется для предупреждения или снижения значительных случаев загрязнения воздуха там, где могут иметь место множественные источники эмиссии. Когда становится ясно, что вероятны избыточные уровни загрязнения воздуха, может быть ограничено пользование личным автотранспортом и приостановлена работа производств, связанных с эмиссией загрязняющих веществ.
Эксплуатация оборудования и поддержание чистоты на территории предприятия
В любых ситуациях эффективность регулирующих мероприятий зависит от правильной эксплуатации; оборудование должно функционировать надлежащим образом. Это касается не только воздухоочистительного оборудования, но и технологических процессов, в результате которых выделяются потенциальные загрязнители воздуха. Пример такого производственного процесса - аппарат для просушки деревянной стружки с неисправным регулятором температуры. Если такой аппарат работает со слишком высокой температурой, он будет испускать больше материалов (и, возможно, материалов другого типа) от просушиваемой древесины. Примером эксплуатации газоочистителя, влияющей на эмиссию, мог бы послужить неправильно эксплуатируемый пылесборник (baghouse), который в результате поломки позволял бы частицам проходить сквозь фильтр.
Важную роль в регулировании общего уровня эмиссий играет также поддержание чистоты на территории предприятия. Пыль, которая долго не убирается на территории предприятия, может вновь попадать в воздух и представлять опасность для персонала. Если пыль вывозится за пределы предприятия, она становится опасным фактором для жилых районов. Не накрытые массы материалов, отходы производства или пыль, поднятая транспортными средствами, могут вызвать распространение загрязняющих веществ с ветром на жилые районы. Для снижения общего уровня эмиссии важно поддерживать заводскую территорию в чистоте, использовать надлежащие контейнеры или складские помещения. Систему борьбы с загрязнением воздуха нужно не только правильно спроектировать, но и правильно использовать в целях защиты населения.
Наиболее вопиющим примером небрежной эксплуатации и уборки мог бы послужить завод по переработке свинца с неисправным конвейером для свинцовой пыли. Пыль сыпалась с конвейера, пока не образовала настолько высокую кучу, что высыпалась наружу через разбитое окно, а затем ветром ее разнесло по окрестности.
Оборудование для взятия проб эмиссий
Взятие проб из источника эмиссий может проводиться по нескольким причинам:
- Для характеристики эмиссий. Чтобы спроектировать систему регулирования загрязнения воздуха, необходимо знать, какие вещества испускаются. Нужно знать не только объем газа, но и его количество, химический состав и, в случае частиц, распределение размеров испускаемого материала. Такая же информация необходима и для инвентаризации всех эмиссий загрязняющих веществ в окрестности.
- Для проверки надежности оборудования. После приобретения системы регулирования загрязнения воздуха ее необходимо проверить, чтобы убедиться в правильном ее функционировании.
- Как часть регулирующей системы. Когда ведется непрерывный мониторинг эмиссий, данные могут быть использованы для настройки системы регулирования загрязнения воздуха и самого процесса производства.
- Для определения соответствия. Когда регулирующие нормативы включают в себя пределы эмиссии, можно использовать сбор проб эмиссии для определения ее соответствия или несоответствия нормативам.
Тип используемой системы взятия проб зависит от причины взятия проб, затрат, доступности технологии и подготовки персонала.
Видимые эмиссии
Когда имеется желание снизить загрязненность воздуха, улучшить видимость или предотвратить проникновение аэрозолей в атмосферу, нормативы могут основываться на видимых эмиссиях.
Видимые эмиссии состоят из мелких частичек окрашенных газов. Чем менее прозрачен дымовой шлейф, тем больше материала испускается. Эта характеристика доступна наблюдению невооруженным глазом, и для оценки уровней эмиссии могут быть задействованы специально обученные наблюдатели. Использование этого метода оценки нормативов эмиссии имеет ряд преимуществ:
- не требуется дорогостоящего оборудования
- для ведения наблюдений достаточно одного человека в день
- руководство предприятия может быстро и с низкими затратами оценить последствия изменений в производственном процессе
- нарушители могут быть выявлены без проверки источников, требующей длительного времени
- возможно определение источников вероятных эмиссий, а действительные эмиссии могут быть затем определены путем проверки источника (см. выше)
Взятие проб путем экстракции
Пробу следует брать изокинетическим способом, особенно если собираются твердые или жидкие частицы. По определению, изокинетическое взятие проб - это забор образца в специальный зонд с той же скоростью, с которой материал движется в дымовой трубе или трубопроводе. Это достигается путем измерения скорости газового потока с помощью отводной трубки, а затем настройки процесса таким образом, чтобы образец газа входил в зонд стой же скоростью. Это существенно важно при сборе проб частиц, так как крупные, тяжелые частицы не следуют изменению направления или скорости. В результате концентрация крупных частиц в пробе не будет репрезентативной для потока газа, и взятие пробы будет неточным.
На рисунке 1 показан образец комплекса приборов для взятия проб двуокиси серы. Он достаточно сложен, и для обеспечения правильного взятия проб требуется специально подготовленный оператор. Если необходимо взять пробу не двуокиси серы, а другого вещества, то устройство для столкновения и ванну со льдом можно удалить и заменить соответствующим прибором для сбора проб.
Рис. 1 Схема движения образца двуокиси серы
Взятие проб путем экстракции, особенно изокинетическое взятие проб, может быть очень точным и разносторонним. Оно имеет несколько областей применения:
- Это признанный метод взятия проб с адекватными средствами контроля и поэтому может быть использован для определения соответствия нормативам.
- Потенциальная точность метода делает его пригодным для испытаний нового регулирующего оборудования.
- Поскольку в результате сбора и анализа проб в контролируемых лабораторных условиях исследуется большое количество компонентов, этот метод полезен для характеристики газового потока.
Упрощенная и автоматизированная система взятия проб может соединяться с приборами непрерывного анализа газа (электрохимическими, УВ - фотометрическими датчиками, датчиками ионизации пламени) или частиц (нефелометром) для непрерывного мониторинга эмиссий. Это может обеспечить документирование эмиссий и мгновенное получение сведений о состоянии системы контроля загрязнения воздуха.
Взятие проб in situ (в месте эмиссии)
Пробы эмиссий могут браться в дымовой трубе. На рисунке 2 представлен простой трансмиссометр, используемый для измерения материалов в газовом потоке. В этом примере сквозь дымоход просвечивается лучом света, попадающим на фотоэлемент. Частички окрашенного газа будут абсорбировать или блокировать часть света; чем больше материала, тем меньше света попадет на фотоэлемент. (См. рис. 2).
Рис. 2 Простой измеритель оптического пропускания для частиц взвеси в вытяжной трубе
Используя различные источники света и детекторы, например, ультрафиолетовые лучи (УФ), можно распознать газы, прозрачные в видимом световом диапазоне. Эти приборы можно настроить на конкретные газы и измерить с их помощью концентрацию газа в потоке отходов.
Система мониторинга в месте эмиссии имеет преимущество по сравнению с системой взятия проб путем экстракции в том, что она способна измерять концентрацию на всем протяжении дымовой трубы или трубопровода, тогда как при экстракции измерение производится только в точке взятия пробы. Это может привести к значительной ошибке, если газовый поток, откуда берется проба, недостаточно перемешан. Однако метод экстракции предоставляет больше методов анализа и таким образом, вероятно, может иметь больше областей применения.
Поскольку система мониторинга в месте эмиссии обеспечивает непрерывное считывание результатов, она может быть использована для документирования эмиссий или настройки операционной системы.
Удаление отходов
При выборе и проектировании газоочистных систем необходимо уделять особое внимание безопасному удалению собранного материала. Как показано в таблице 6, некоторые процессы связаны с производством больших количеств загрязняющих веществ. Если эти вещества большей частью скапливаются вблизи газоочистных сооружений, может возникнуть проблема удаления опасных отходов.Таблица 6 Примеры неконтролируемой эмиссии для некоторых производственных процессов
| Промышленный источник | Уровень эмиссии |
| Электропечь,100 тонн | 257 тонн частиц в год |
| Нефтегазовая турбина, 1,500 MM BTU/час | 444 фунт/час |
| Установка для сжигания отходов, 41.7 тонн/час | 208 фунт/час |
| Мойка, 100 грузовиков/день | 3,795 фунт/неделя органических веществ |
В некоторых случаях отходы могут содержать ценные вещества, которые можно подвергнуть переработке (например, тяжелые металлы из плавильной печи или растворители с покрасочной линии). Отходы могут быть использованы как сырье для другого промышленного процесса - например, двуокись серы, которую получают из собираемой серной кислоты, может использоваться в производстве удобрений.
В случаях, когда отходы не могут быть переработаны или повторно использованы, их удаление может оказаться непростой задачей.
Трудности могут возникнуть не только из-за объема; отходы сами по себе могут быть опасны. Например, если серную кислоту, полученную из котла или плавильной печи, нельзя повторно использовать, то ее необходимо нейтрализовать, прежде чем удалить.
Рассеивание
Рассеивание может снизить концентрацию загрязняющего вещества вблизи объекта его воздействия. Однако необходимо помнить, что рассеивание не снижает общего количества материала, покидающего предприятие. Высокая дымовая труба лишь позволяет дымовому шлейфу распространяться и раствориться в воздухе, прежде чем он достигнет земли, где, возможно, находятся объекты воздействия. Если загрязняющее вещество создает в первую очередь неудобства (например, из-за неприятного запаха), то рассеивание может быть допустимо. Однако если вещество стойкое или обладает кумулятивными свойствами (например, тяжелые металлы), то рассеивание, возможно, не поможет решить проблему загрязнения воздуха.
Рассеивание следует применять с осторожностью. Необходимо учитывать местные метеорологические условия и состояние поверхности земли. Например, в местностях с холодным климатом, особенно со снежным покровом, могут быть частые температурные инверсии, в результате которых загрязняющие вещества могут сконцентрироваться ближе к уровню земли, что приводит к непредвиденно высоким уровням воздействия. Подобным же образом, если предприятие расположено в долине, то шлейфы дыма могут циркулировать по долине или оказаться заблокированными окружающими холмами и таким образом не могут распространяться и рассеиваться, как ожидалось.
Меры административного регулирования
Наряду с технологическими системами, имеется другая группа регулирующих мероприятий, которые необходимо учитывать в общем проектировании системы контроля загрязнения воздуха. В значительной степени они берут начало среди основных мероприятий гигиены труда на производстве.
Замена
Один из наиболее предпочтительных методов, используемых в гигиене труда для обеспечения экологической безопасности на рабочем месте - это замена материала или технологии на более безопасные. Если можно использовать более безопасный материал или технологию и избежать вредных эмиссий, то тип или эффективность контрольных мероприятий оказываются чисто теоретической проблемой. Лучше обойти проблему, чем пытаться исправить ранее принятое неверное решение. К примерам замены относятся использование более чистого топлива, покрытий для хранения больших объемов материала и пониженные температуры в сушильных устройствах.
Это относится как к мелким закупкам, так и к важнейшим конструкционным критериям предприятия. Если приобретаются только экологически безопасные продукция или технологии, не будет никакого риска для окружающей среды ни внутри, ни вне помещений. Если же сделано неправильное приобретение, то оставшаяся часть программы будет состоять из попыток исправления этой начальной ошибки. Если приобретаются продукция или технология низкой стоимости, но опасные для окружающей среды, то могут потребоваться специальные процедуры и оборудование для их эксплуатации, а также специальные методы их удаления в качестве отходов. В результате дешевый товар может оказаться дешевым только при покупке, но его использование и удаление могут обходиться дорого. Возможно, в конечном счете, дешевле окажутся более дорогие, но и более безопасные материал или технология.
Местная вентиляция
Регулирующие мероприятия требуются для всех обнаруженных проблем, которых нельзя избежать путем замены материалов или методов на более безопасные. Эмиссии начинаются уже на рабочем месте, а не в дымовой трубе. Правильно спланированная вентиляционная система, захватывающая и регулирующая эмиссии вблизи их источника, поможет защитить местное население. Чехлы и трубопроводы вентиляционной системы - часть общей системы контроля загрязнения воздуха.
Более предпочтительна местная вентиляция. Она не растворяет загрязняющие вещества и создает концентрированный поток газа, который легче поддается очистке перед его выпуском в окружающую среду. Газоочистное оборудование более эффективно, если очистке подвергается воздух с более высокой концентрацией загрязняющих веществ. Например, вытяжка над желобом плавильной установки помешает загрязняющим веществам попасть в окружающую среду и направит дым в газоочистную систему. В таблице 5 можно увидеть, что эффективность очистки для абсорбционных и адсорбционных очистителей увеличивается с концентрацией загрязняющего вещества, а конденсационные очистители не рекомендуются для низких уровней (2000 ppm) содержания загрязняющих веществ.
Если загрязняющие вещества не улавливаются вблизи источника эмиссии и проникают наружу через окна и вентиляционные люки, они превращаются в неконтролируемые выбросы, поступающие в атмосферу вне системы дымовых труб (fugitive emissions). В некоторых случаях подобные неконтролируемые выбросы могут оказывать значительное воздействие на окружающую местность в непосредственной близости от предприятия.
Изоляция
Изоляция - размещение предприятия вдали от объектов, чувствительных к воздействию - может быть важнейшим методом регулирования, если меры инженерного регулирования сами по себе оказываются недостаточными. Она, возможно, становится единственным средством достижения приемлемого уровня контроля, когда необходимо руководствоваться наилучшей имеющейся технологией очистки (BACT). Если после применения наилучших доступных средств регулирования группа объектов воздействия все еще подвержена риску, необходимо рассмотреть возможность альтернативного размещения предприятия в месте, где нет населения, чувствительного к воздействию.
Изоляция, как отмечено выше, - это средство удаления отдельного предприятия от чувствительных объектов воздействия. После удаления промышленных объектов из мест проживания населения, чувствительного к воздействию, населению не следует разрешать селиться рядом с предприятиями. Казалось бы, это само собой разумеется, но на практике этот принцип не всегда применяется там, где это необходимо.
Производственная технология
Производственная технология должна быть разработана таким образом, чтобы обеспечить правильное и безопасное использование оборудования и исключить опасность для рабочих или окружающей среды. Комплексные системы очистки воздуха должны правильно эксплуатироваться и поддерживаться в надлежащем состоянии, чтобы работать в соответствии с их назначением. Один из важных факторов - обучение персонала. Персонал необходимо обучать использовать оборудование таким образом, чтобы снизить или исключить загрязнение предприятия и окружающей его местности вредными веществами. В некоторых случаях по технологии BACT для достижения приемлемых результатов требуется хорошая практика.
Наблюдение в реальном времени
Система, основанная на наблюдении в реальном времени, мало распространена и не используется повсеместно. При ее использовании непрерывная эмиссия и метеорологическое наблюдение могут комбинироваться с моделированием рассеивания для прогноза уровня воздействия на местность, расположенную в направлении ветра. Когда прогнозируемое воздействие достигает допустимого уровня, информация используется для снижения уровней производства и эмиссии. Этот метод неэффективен, но он может использоваться как промежуточный метод регулирования на существующем предприятии.
Противоположный этому метод - предупреждение населения в моменты, когда создаются условия для избыточных концентраций вредных веществ, с тем чтобы оно могло предпринять соответствующие меры. Например, если рассылается предупреждение о том, что в результате атмосферных условий достигнута избыточная концентрация двуокиси серы в направлении ветра от металлургического предприятия, то чувствительные группы населения (например, больные астмой) будут знать, что им не следует покидать помещения. Этот метод также может служить промежуточной мерой регулирования до установления постоянных мер регулирования.
Атмосферное и метеорологическое наблюдение в реальном времени иногда используется для предупреждения или снижения значительных случаев загрязнения воздуха там, где могут иметь место множественные источники эмиссии. Когда становится ясно, что вероятны избыточные уровни загрязнения воздуха, может быть ограничено пользование личным автотранспортом и приостановлена работа производств, связанных с эмиссией загрязняющих веществ.
Эксплуатация оборудования и поддержание чистоты на территории предприятия
В любых ситуациях эффективность регулирующих мероприятий зависит от правильной эксплуатации; оборудование должно функционировать надлежащим образом. Это касается не только воздухоочистительного оборудования, но и технологических процессов, в результате которых выделяются потенциальные загрязнители воздуха. Пример такого производственного процесса - аппарат для просушки деревянной стружки с неисправным регулятором температуры. Если такой аппарат работает со слишком высокой температурой, он будет испускать больше материалов (и, возможно, материалов другого типа) от просушиваемой древесины. Примером эксплуатации газоочистителя, влияющей на эмиссию, мог бы послужить неправильно эксплуатируемый пылесборник (baghouse), который в результате поломки позволял бы частицам проходить сквозь фильтр.
Важную роль в регулировании общего уровня эмиссий играет также поддержание чистоты на территории предприятия. Пыль, которая долго не убирается на территории предприятия, может вновь попадать в воздух и представлять опасность для персонала. Если пыль вывозится за пределы предприятия, она становится опасным фактором для жилых районов. Не накрытые массы материалов, отходы производства или пыль, поднятая транспортными средствами, могут вызвать распространение загрязняющих веществ с ветром на жилые районы. Для снижения общего уровня эмиссии важно поддерживать заводскую территорию в чистоте, использовать надлежащие контейнеры или складские помещения. Систему борьбы с загрязнением воздуха нужно не только правильно спроектировать, но и правильно использовать в целях защиты населения.
Наиболее вопиющим примером небрежной эксплуатации и уборки мог бы послужить завод по переработке свинца с неисправным конвейером для свинцовой пыли. Пыль сыпалась с конвейера, пока не образовала настолько высокую кучу, что высыпалась наружу через разбитое окно, а затем ветром ее разнесло по окрестности.
Оборудование для взятия проб эмиссий
Взятие проб из источника эмиссий может проводиться по нескольким причинам:
- Для характеристики эмиссий. Чтобы спроектировать систему регулирования загрязнения воздуха, необходимо знать, какие вещества испускаются. Нужно знать не только объем газа, но и его количество, химический состав и, в случае частиц, распределение размеров испускаемого материала. Такая же информация необходима и для инвентаризации всех эмиссий загрязняющих веществ в окрестности.
- Для проверки надежности оборудования. После приобретения системы регулирования загрязнения воздуха ее необходимо проверить, чтобы убедиться в правильном ее функционировании.
- Как часть регулирующей системы. Когда ведется непрерывный мониторинг эмиссий, данные могут быть использованы для настройки системы регулирования загрязнения воздуха и самого процесса производства.
- Для определения соответствия. Когда регулирующие нормативы включают в себя пределы эмиссии, можно использовать сбор проб эмиссии для определения ее соответствия или несоответствия нормативам.
Тип используемой системы взятия проб зависит от причины взятия проб, затрат, доступности технологии и подготовки персонала.
Видимые эмиссии
Когда имеется желание снизить загрязненность воздуха, улучшить видимость или предотвратить проникновение аэрозолей в атмосферу, нормативы могут основываться на видимых эмиссиях.
Видимые эмиссии состоят из мелких частичек окрашенных газов. Чем менее прозрачен дымовой шлейф, тем больше материала испускается. Эта характеристика доступна наблюдению невооруженным глазом, и для оценки уровней эмиссии могут быть задействованы специально обученные наблюдатели. Использование этого метода оценки нормативов эмиссии имеет ряд преимуществ:
- не требуется дорогостоящего оборудования
- для ведения наблюдений достаточно одного человека в день
- руководство предприятия может быстро и с низкими затратами оценить последствия изменений в производственном процессе
- нарушители могут быть выявлены без проверки источников, требующей длительного времени
- возможно определение источников вероятных эмиссий, а действительные эмиссии могут быть затем определены путем проверки источника (см. выше)
Взятие проб путем экстракции
Пробу следует брать изокинетическим способом, особенно если собираются твердые или жидкие частицы. По определению, изокинетическое взятие проб - это забор образца в специальный зонд с той же скоростью, с которой материал движется в дымовой трубе или трубопроводе. Это достигается путем измерения скорости газового потока с помощью отводной трубки, а затем настройки процесса таким образом, чтобы образец газа входил в зонд стой же скоростью. Это существенно важно при сборе проб частиц, так как крупные, тяжелые частицы не следуют изменению направления или скорости. В результате концентрация крупных частиц в пробе не будет репрезентативной для потока газа, и взятие пробы будет неточным.
На рисунке 1 показан образец комплекса приборов для взятия проб двуокиси серы. Он достаточно сложен, и для обеспечения правильного взятия проб требуется специально подготовленный оператор. Если необходимо взять пробу не двуокиси серы, а другого вещества, то устройство для столкновения и ванну со льдом можно удалить и заменить соответствующим прибором для сбора проб.
Рис. 1 Схема движения образца двуокиси серы
Взятие проб путем экстракции, особенно изокинетическое взятие проб, может быть очень точным и разносторонним. Оно имеет несколько областей применения:
- Это признанный метод взятия проб с адекватными средствами контроля и поэтому может быть использован для определения соответствия нормативам.
- Потенциальная точность метода делает его пригодным для испытаний нового регулирующего оборудования.
- Поскольку в результате сбора и анализа проб в контролируемых лабораторных условиях исследуется большое количество компонентов, этот метод полезен для характеристики газового потока.
Упрощенная и автоматизированная система взятия проб может соединяться с приборами непрерывного анализа газа (электрохимическими, УВ - фотометрическими датчиками, датчиками ионизации пламени) или частиц (нефелометром) для непрерывного мониторинга эмиссий. Это может обеспечить документирование эмиссий и мгновенное получение сведений о состоянии системы контроля загрязнения воздуха.
Взятие проб in situ (в месте эмиссии)
Пробы эмиссий могут браться в дымовой трубе. На рисунке 2 представлен простой трансмиссометр, используемый для измерения материалов в газовом потоке. В этом примере сквозь дымоход просвечивается лучом света, попадающим на фотоэлемент. Частички окрашенного газа будут абсорбировать или блокировать часть света; чем больше материала, тем меньше света попадет на фотоэлемент. (См. рис. 2).
Рис. 2 Простой измеритель оптического пропускания для частиц взвеси в вытяжной трубе
Используя различные источники света и детекторы, например, ультрафиолетовые лучи (УФ), можно распознать газы, прозрачные в видимом световом диапазоне. Эти приборы можно настроить на конкретные газы и измерить с их помощью концентрацию газа в потоке отходов.
Система мониторинга в месте эмиссии имеет преимущество по сравнению с системой взятия проб путем экстракции в том, что она способна измерять концентрацию на всем протяжении дымовой трубы или трубопровода, тогда как при экстракции измерение производится только в точке взятия пробы. Это может привести к значительной ошибке, если газовый поток, откуда берется проба, недостаточно перемешан. Однако метод экстракции предоставляет больше методов анализа и таким образом, вероятно, может иметь больше областей применения.
Поскольку система мониторинга в месте эмиссии обеспечивает непрерывное считывание результатов, она может быть использована для документирования эмиссий или настройки операционной системы.
