Вопросы, которые в соответствии с Конвенцией необходимо решить Конференции Сторон на ее первом совещании Установки для производства цементного клинкера Резюме



страница8/10
Дата09.08.2019
Размер1.98 Mb.
#127325
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

5. Мониторинг

5.1 Введение


В главе руководства по НИМ/НПД, посвященной мониторингу, описаны общие и сквозные аспекты испытаний, мониторинга и представления информации. В настоящем разделе будут рассматриваться конкретные аспекты процессов производства цемента.

Цель схемы представления информации о выбросах сильно влияет на выбор типа мониторинга в рамках определенной установки. Соответственно, испытания и мониторинг предусматривают метод баланса материала (на основе отбора проб и анализа подаваемых материалов) и измерения выбросов (выхода) в дымовой трубе.

Предельные значения выбросов ртути в процессе производства цемента могут устанавливаться в качестве среднего показателя для определенного периода времени (например, 8 часов, 12 часов, 24 часа, 30 суток) либо могут устанавливаться для короткого периода времени (например, 30 минут) в целях недопущения высоких пиковых уровней. Предельные значения выбросов могут устанавливаться также исходя из соотношения количества ртути и объема производства клинкера (например, мг на тонну производимого клинкера) (как в Соединенных Штатах), либо исходя из концентрации (X мкг/Nм3 при Y процента O2на сухой основе) в дымовой трубе (как в Европе). В некоторых случаях имеются также ограничения на количество ртути в сырье и топливе, главным образом при наличии альтернатив. Проверка и мониторинг атмосферных выбросов ртути в процессе производства цемента должны проводиться с учетом всех условий, заданных для конкретного случая проверки или мониторинга на объекте.

5.2 Точки отбора проб ртути в процессе производства цемента


С учетом поступления и выхода ртути в процессе производства цементного клинкера, которые описаны ранее в этом документе, основными точками отбора проб ртути в процессе производства цемента будут:

  • подход на основе баланса материала  необработанные сырьевые материалы, топливо и пыль собираются и удаляются из системы;

  • для измерения выбросов  выбросы из дымовой трубы.

Измерение выбросов имеет большое значение для сравнения с предельными значениями выбросов (если такие значения установлены). Рисунок 1 главы 1 иллюстрирует схему основных входящих и исходящих факторов производства на цементном заводе, которые являются потенциальными точками мониторинга ртути.

5.3 Химические формы ртути в процессе производства цемента


При применении метода баланса материала химическое связывание ртути в твердых материалах не имеет большой важности ввиду низкого риска утраты части ртути во время отбора проб и анализа. Тем не менее, следует проявлять осторожность во время хранения и обработки проб, содержащих ртуть, поскольку некоторые из них могут быть испорчены вследствие адсорбции на контейнеры или нагрева образца во время обработки (например, дробления).

Что касается измерения в трубе, то ртуть может присутствовать в виде элементарной ртути или в окисленной форме ((Hg(I) или Hg(II)) либо в форме пара (см. добавление). Она также может присутствовать в виде ртути, адсорбированной на частицы. При отборе проб и анализе должен учитываться суммарный объем ртути. Поскольку процедуры анализа и обнаружения позволяют рассматривать только элементарную ртуть, окисленная Hg должна быть преобразована в элементарную форму. Предполагается, что к числу окисленных соединений ртути, образующихся в цементной печи, принадлежат, в частности, HgCl2, HgO, HgBr2, HgI2, HgS и HgSO4. Если методы дискретной выборки (точечный отбор проб) позволяют учитывать паровую и твердую фазы, то системы непрерывного мониторинга позволяют измерять только паровую фазу, поскольку для защиты таких систем используется фильтр твердых частиц. Такие системы могут обеспечивать достаточную точность для измерения газообразной ртути при применении эффективных механизмов удаления пыли, поскольку содержание связанной с частицами ртути очень невелико при низкой концентрации пыли.


5.4 Методы отбора проб и измерения ртути в процессе производства цемента


Методы отбора проб и измерения ртути в процессе производства цемента для подведения баланса материала, взятия твердых проб и анализа необработанных сырьевых материалов и топлива включают удаление фильтрационной пыли, а для измерения выбросов  точечный отбор проб, интервальный и непрерывный мониторинг в дымовой трубе, контроль процесса и отслеживание температуры газа в пылевом фильтре.

5.4.1 Баланс материалов (косвенный метод)


Основными путями выделения ртути из цементной печи являются выбросы через дымовую трубу и с пылью из цементной печи, если она удаляется из печной системы.

Система массового баланса ртути, возможно, позволяет оценивать объем выбросов более эффективно по сравнению с точечными измерениями выбросов. Изменения уровня содержания ртути в топливе и сырье, а также репрезентативность проб будет влиять на результаты точечного отбора проб.

При применении метода материального баланса отбор проб сырья, топлива и собираемой пыли в обязательном порядке приводит к накоплению репрезентативной выборки. В случае совместного сжигания отходов их состав может быть более изменчивым, поэтому необходимо приложить дополнительные усилия к тому, чтобы получить репрезентативную выборку.

Для отбора проб материалов, поступающих в процесс производства цемента, могут применяться стандарты Американского общества специалистов по испытаниям материалов (АОИМ) и европейские стандарты отбора проб и первоначальной подготовки твердых образцов для анализа, разработанные для отбора проб угля (стандарты АОИМ D22341 и D20132, а также стандарт EN 932-13).

Отбор проб должен выполняться на периодической основе и может предусматривать применение усредненных проб в конце определенного периода времени. Например, пробы сырья, топлива и собранной пыли могут отбираться ежедневно или еженедельно, в зависимости от изменяемости содержания ртути. При еженедельном отборе проб компонентов сырья и топлива на основе еженедельных проб будет подготавливаться месячная усредненная проба. Каждая месячная усредненная проба должна быть проанализирована для определения репрезентативной концентрации ртути за определенный месяц.

Для определения концентрации ртути могут использоваться аналитические методы АООС или АОИМ, такие как EPA 16314 или 7471b5. Химический анализ выполняется методом атомно-абсорбционной спектроскопии с холодным паром (ААС-ХП), либо атомно-флуоресцентной спектроскопии с холодным паром (АФС-ХП), либо масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (МС-ИСП).

Ежемесячная величина поступления (масса входящей ртути в месяц)  это показатель концентрации ртути в ежемесячных пробах и соответствующей массы компонентов сырья и топлива, поступающих в процесс. Величина поступления ртути за 12 месяцев подряд (масса входящей ртути в год) представляет собой сумму 12 ежемесячных отдельных показателей.

Преимущества6. Низкая годовая стоимость по сравнению с непрерывными и интервальными методами (при ежемесячном отборе проб и одной неделе в месяц на усредненную выборку); средняя репрезентативность в отношении долгосрочных усредненных выбросов; средняя точность; результаты в основном относятся к суммарному содержанию ртути;

Недостатки. Низкая точность при низком уровне выбросов; метод не может использоваться для демонстрации соблюдения пределов выбросов в зависимости от того, каким образом установлены предельные значения выбросов.

5.4.2 Ручные методы точечного измерения ртути пятно (импинжерные методы)


Ручные методы отбора проб в трубе и их анализа применительно к производству цемента играют важную роль в проверке соблюдения в развивающихся странах, и часто используются для этой цели. В некоторых развитых странах (Германия, Соединенные Штаты) происходит изменение правил: вместо точечного отбора проб в трубе вводятся требования о непрерывном отборе проб и анализе (с использованием анализатора или СНМВ с сорбционной ловушкой), которые обеспечивают более точную характеристику выбросов. Измерение выбросов ртути ручными методами может проводиться в рамках ежегодной кампании по измерению выбросов других загрязнителей в процессе производства цемента.

Стандарты точечного измерения ртути в основном разработаны в Европе и Соединенных Штатах. В Японии также имеются собственные стандарты. Они могут различаться тем, какие формы ртути подвергаются измерению. Обычные методы отбора и измерения ртути в выбросах из труб в Европе (методы EN) и в Соединенных Штатах (методы АООС США и АОИМ), которые могут использоваться для цементных заводов, представлены и кратко описаны в главе о мониторинге руководящего документа по НИМ/НПД.

Для печей с линейными сырьевыми мельницами одним из ключевых вопросов, относящимся к любому типу отбора проб из трубы, является значительная изменчивость выбросов ртути в зависимости от режима работы сырьевой мельницы. Для количественного определения выбросов в долгосрочной перспективе необходимы испытания с включенной сырьевой мельницей и выключенной сырьевой мельницей.

Преимущества. Низкие ежегодные затраты по сравнению с методом массового баланса, непрерывным и интервальным методами; обычно ртуть анализируется в рамках более крупной кампании по измерению нескольких загрязнителей, что позволяет сократить расходы; точечные измерения используются во всем мире; средняя и высокая надежность и точность при низком уровне выбросов; возможно определение специации ртути.

Недостатки. Поскольку результаты относятся лишь к короткому периоду времени, этот метод не дает четкой картины выбросов за более продолжительные периоды; низкая точность при определении долгосрочной репрезентативности средних результатов; метод не может использоваться для демонстрации соблюдения предельных значений выбросов в зависимости от того, каким образом установлены предельные значения выбросов.

5.4.3 Долгосрочные замеры

5.4.3.1 Системы мониторинга на основе сорбционной ловушки


Интервальный метод предусматривает использование сорбента для улавливания выбросов Hg в целях дальнейшего анализа посредством АФС-ХП. Он позволяет точно охарактеризовать выбросы с цементных заводов и может быть менее дорогостоящим и более простым во внедрении и осуществлении, чем СНМВ. Эталонные методы описаны в главе о мониторинге руководящего документа по НИМ/НПД.

В Соединенных Штатах системы мониторинга на основе сорбционной ловушки одобрены для мониторинга выбросов ртути на цементных заводах. Системы на основе сорбционной ловушки не утверждены для мониторинга выбросов ртути в Европейском союзе вследствие определения предельных значений выбросов как средних значений за сутки, а на уровне некоторых стран предельные значения охватывают даже менее продолжительные периоды времени. Как и в случае Соединенных Штатов, предельное значение выбросов определяется как (скользящее) 30-суточное среднее, и такой метод измерения является приемлемым и получил широкое распространение.



Преимущества. Средние ежегодные затраты по сравнению с другими перечисленными методами; высокая точность при низком уровне ртути; уровень репрезентативности в отношении долгосрочных средних показателей выбросов от среднего до высокого; высокая точность.

Недостатки. Возможное засорение сорбционных ловушек из-за возможных высоких выбросов ртути, например, при выключенной мельнице; метод не может использоваться для демонстрации соблюдения предельных значений выбросов в зависимости от того, каким образом устанавливаются предельные значения выбросов; метод не позволяет непрерывно получать данные о ртути, которые могут использоваться для наиболее эффективной эксплуатации устройств контроля ртути.

5.4.4 Системы непрерывного мониторинга выбросов ртути


Непрерывный мониторинг выбросов является важным инструментом для получения информации о временных и эксплуатационных изменениях выбросов ртути из стационарных источников и об управлении устройств для борьбы с выбросами ртути. В Европе на цементных заводах, работающих на альтернативных видах топлива, системы непрерывного мониторинга выбросов ртути (СНМВ ртути) обязательны в некоторых странах (например, в Австрии и Германии).

В Германии цементные печи, работающие на альтернативных видах топлива, должны оснащаться СНМВ ртути с 2000 года. СНМВ ртути первого поколения были разработаны в 1990-х годах и прошли испытания на пригодность в период с 1994 года по 2001 год. Опыт показал, что несмотря на успешное завершение проверки пригодности, на практике возникают трудности в плане стабильного долгосрочного функционирования СНМВ. Со временем инструменты были изменены и усовершенствованы на основе опыта, накопленного с их использованием.

В 2013 году Соединенные Штаты утвердили окончательное правило установления национальных норм выбросов опасных загрязнителей воздуха для предприятий по производству портландцемента, включая конкретные предельные значения выбросов ртути. Согласно этому правилу цементные заводы, в отношении которых применяются ограничения на выбросы ртути, должны соблюдать стандарты путем мониторинга с использованием СНМВ ртути или систем на основе сорбционной ловушки.

Преимущества. Надежность при низких уровнях от средней до высокой; высокая репрезентативность долгосрочных средних значений; точность от средней до высокой; метод обеспечивает непрерывное поступление данных, которые могут использоваться для наиболее эффективного управления устройств контроля ртути.

Недостатки. Более высокие ежегодные затраты по сравнению с другими методами; для периодических процедур обеспечения качества, калибровки и обслуживания требуется опытный персонал; необходима калибровка в режимах как с выключенной, так и с включенной сырьевой мельницей, поскольку уровни ртути обычно выходят за пределы калибровки, установленные в период выключения сырьевой мельницы.


Каталог: Portals
Portals -> Послепродажное обслуживание сущность и значение послепродажного обслуживания
Portals -> 1. Сущность и значение ремонтного обслуживания. Формы организации и виды ремонтного обслуживания. Сущность и значение ремонтного обслуживания
Portals -> Методы получения органических нитросоединений
Portals -> Перечень экзаменационных заданий для студентов 2 курса ф-та хтиТ спец. Оосирипр
Portals -> Учебной программы для студентов 2 курса специальности оосирипр
Portals -> Міністерства адукацыі Рэспублікі Беларусь
Portals -> Вопросы к экзамену для студентов 2 курса факультета тов
Portals -> Учебного материала по органической химии к экзамену


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница