Progettazione e l'uso di un sistema di campionamento a flusso pieno (FFS) per la quantificazione delle emissioni di metano

L'obiettivo generale di questa metodologia è fornire una quantificazione robusta e accurata dei gas in fuoriuscita, in particolare del metano, un potente gas serra, utilizzando una nuova tecnologia. Il principale vantaggio di questa tecnica è che offre una maggiore accuratezza rispetto ad altri sistemi di quantificazione disponibili. Non è sensibile alle emissioni di idrocarburi non metanici.

L'idea di questa tecnologia e di questo metodo è emersa per la prima volta quando ci è stato assegnato il compito di quantificare le emissioni di metano relative alle apparecchiature e alle stazioni di rifornimento di gas naturale. Dopo aver esaminato le tecnologie e le tecniche attualmente e precedentemente utilizzate, abbiamo stabilito che lo sviluppo di un sistema e di metodi propri avrebbe garantito una maggiore accuratezza. Successivamente, abbiamo modificato i nostri metodi di campionamento dei veicoli a motore, sviluppando un sistema completo di campionamento a flusso totale tra le emissioni.

Che abbiamo poi utilizzato in diverse campagne di misurazione per quantificare con precisione le perdite di emissioni di metano. Prima di lavorare sul campo, assicurarsi di calibrare correttamente il sensore di portata massica dell'aria e l'analizzatore di gas serra. Si tratta di procedure relativamente semplici ma importanti da eseguire correttamente.

Pertanto, sono descritti in dettaglio nel protocollo testuale. Il protocollo testuale spiega inoltre come eseguire un test completo di ripristino del sistema. Questo video dimostra come individuare le perdite di gas serra.

E valutarle in una potenziale fonte di emissioni fuggitive. Prima di iniziare, creare un nuovo file di inventario nel computer portatile. Inserire tutti i dettagli relativi al sito.

I campi dati relativi alla data, all'ora e alla posizione GPS vengono compilati automaticamente. Successivamente, documentare eventuali fonti inaccessibili o fonti aggregate. Ad esempio, un tubo di scarico che non è accessibile in sicurezza.

Un gruppo aggregato di sorgenti può includere più raccordi e possibili sorgenti, come un alloggiamento del compressore. Se più sorgenti possono essere esaminate nel loro insieme, aggregarle utilizzando un'incapsulamento composto da un materiale non permeabile con almeno un'apertura di ingresso e una di uscita, progettato per catturare il gas in uscita. Periodicamente, misurare e registrare la concentrazione di metano presente nell'ambiente.

Eseguire sempre più letture di fondo nella stessa zona. Per verificare una perdita utilizzando il rilevatore portatile di metano, azzerarlo prima nell'aria ambiente. Il rilevatore è sensibile a gas con concentrazioni pari a cinque parti per milione superiori al valore di fondo.

Quindi verificare tutte le interfacce accessibili che potrebbero presentare emissioni fugaci. Posizionare il campione della sonda in modalità simulazione o scongelamento in corrispondenza della perdita sulla superficie, al fine di minimizzare la soluzione. Successivamente, spostare la sonda lungo il perimetro dell'interfaccia osservando il display dello strumento.

Procedere lentamente perché il tempo di risposta dello strumento è ritardato. Quando si osserva un aumento della lettura sul misuratore, campionare lentamente la zona fino a ottenere la lettura massima. Lasciare la sonda posizionata in corrispondenza del punto di lettura massima per circa 20 secondi.

Se la lettura del misuratore è superiore a 500 parti per milione, registrare il risultato e segnalarlo acquisendo un'immagine della perdita. Per scansionare le perdite mediante un dispositivo a immagini infrarosse, tali telecamere possono individuare le perdite più rapidamente rispetto a un rilevatore portatile. Se viene rilevata una perdita, registrare un video o acquisire un'immagine ai fini della segnalazione.

Se viene rilevata una perdita ma è difficile individuarne esattamente la posizione, provare a utilizzare una soluzione rivelatrice di perdite. Tenere la bottiglia in posizione verticale e applicare una quantità sufficiente di soluzione per coprire l'interfaccia con la perdita. Attendere quindi da cinque a dieci secondi per consentire la formazione di bolle.

Quantifichi le perdite non appena vengono individuate o dopo aver effettuato un inventario completo di tutte le perdite. Prima di avvicinarsi alla perdita con il tubo del campionatore, assicurarsi che il cavo di messa a terra sia a contatto con il suolo. Successivamente, collegare la morsetto di messa a terra del campionatore alla fonte della perdita.

Ora verificare diversi punti intorno all'area della fonte della perdita. Successivamente, aprire il condotto a diaframma all'ingresso del ventilatore per aumentare la portata volumetrica. In questo modo, la concentrazione massima di metano sarà entro il 10 percento del valore calibrato più alto oppure sarà almeno due parti per milione superiore al livello di fondo.

Ora, per quantificare la perdita, premere il nuovo pulsante di perdita. Successivamente, selezionare l'opzione di sfondo locale e se ci sono altre perdite nella zona. In caso contrario, selezionare l'opzione di sfondo globale.

Ora mantenere fermo il tubo mentre viene campionato lo sfondo locale con il dispositivo in posizione di campionamento della perdita. Dopo aver rilevato lo sfondo, quantificare la perdita tre volte dalla stessa posizione. Il sistema analizzerà le tre misurazioni e riporterà la varianza.

Se la varianza è superiore al 10 percento, continuare il campionamento finché la varianza non diventa accettabile. In caso contrario, classificare la perdita come variabile e registrare la causa sospetta. Quando si quantifica il gas in un contenitore, avvisare il sistema utilizzando la scheda del contenitore.

Attendi un valore stabile prima di quantificare il gas. Il tempo necessario dipende dalle dimensioni dell'involucro. Per prelevare un campione in sacca da analizzare in un sito esterno, raccogli semplicemente il gas dall'uscita del sensore per i gas serra.

Nel far ciò, registrare il numero di identificazione del campione nel software e riempire il sacchetto utilizzando il cronometro visualizzato a schermo. Prima dell'uso in campo, l'intero sistema di campionamento del flusso è stato verificato con un gas standard. La portata del sistema è stata impostata a 140 SCFM e il gas è stato inviato al sistema a 20 o 30 litri standard al minuto.

I valori misurati erano entro il 4,4 percento previsto. Il sensore è stato calibrato utilizzando una concentrazione nota di metano. Dopo l'applicazione di una correzione esterna, la deviazione media dalla concentrazione nota è stata dello 0,7 percento, mentre le singole misurazioni non hanno mai presentato una deviazione superiore all'1,9 percento.

Ora nel campo è stata misurata una fuoriuscita continua di gas. Inizialmente è stato determinato il valore di fondo. Avvicinandosi alla fuoriuscita con il sensore, le misurazioni della concentrazione di metano sono aumentate.

Nel punto della perdita, è stata effettuata la misurazione del picco. Allontanandosi dalla perdita, il sensore ha registrato valori inferiori. Con una telecamera a infrarossi, era evidente un pennacchio proveniente dalla perdita.

Con il campionatore in uso, la telecamera non riusciva più a catturare il pennacchio. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come utilizzare il sistema di campionamento a flusso completo per quantificare con precisione la portata di emissioni di metano di una perdita. Misure di massa accurate sono fondamentali per determinare le emissioni totali di metano, creare e aggiornare inventari dei gas serra e sviluppare fattori di emissione a livello di componente.