2024-11-25

Vad händer i luften vid kemiska industrier?

Många av de kemikalier som förekommer inom kemisk industri kan vara direkt eller indirekt skadliga för levande organismer. Det är därför viktigt att minimera planerade utsläpp till omgivningsluften och att skydda människor och miljön vid oplanerade utsläpp av processgaser.

Fence-line-mätning

Ett bra sätt att övervaka omgivningsluften vid en industri är så kallad fence-line-mätning. Det är vad det betyder på engelska. Övervakningen sker i ett flertal punkter längs ytterkanten (stängslet, ”staketet”) av en produktionsenhet. Det kan handla om ytterkanten på ett helt industriområde men det kan också vara frågan om att stängsla in en viss delanläggning inom området. Fence-line-mätning möjliggör allmän övervakning av luftkvaliteten, och i kombination med meteorologiska data kan mätningarna även användas för att bestämma industrins nettobidrag till luftföroreningarna och för att hitta var på området som luftföroreningarna kommer ifrån. 

Vilka föroreningar som övervakas beror på vilka kemikalier som förekommer i produktionsprocesserna. På ett raffinaderi kan det till exempel vara bensen (C₆H₆) eller andra kolväten, hos en kemikalietillverkare kan det handla om att övervaka klor (Cl₂) eller klorföreningar. Den förorening som är av intresse vid ett smältverk kan vara svaveldioxid (SO₂) eller vätefluorid (HF), och vid ett pappersbruk kan det vara bra att övervaka halterna av vätesulfid (H₂S). 

Nettoutsläpp, läckagespårning 

Fence-line-mätning i kombination med information om vindhastighet och vindriktning ger ett kraftfullt verktyg för att undersöka problem med luftkvaliteten vid en industri. En tillämpning är att ta reda på nettobidraget från industrin till de totala nivåerna av luftföroreningar. Lite förenklat görs det genom att jämföra halterna på läsidan av industrin med motsvarande på lovartsidan. En ökning måste ha lokalt ursprung, avsaknad av ökning betyder avsaknad av bidrag. Det finns överraskande exempel där förorenaren har visat sig vara en helt annan verksamhet än den som verkade vara den uppenbara källan. 

Ett annat användningsområde är att hitta källor till läckor, kanske diffust förekommande och till och med okända för industrin. Multiplikation av koncentrationen med vindhastigheten ger ett flöde. Genom att undersöka hur flödet varierar med vindriktningen vid en viss sträcka av ”staketet” är det möjligt att bestämma riktningen (”maxvektorn”) mot en eller flera lokala utsläppskällor. När detta görs för flera olika ”staketsträckor” och under varierande vindriktningar kommer maxvektorerna att skära varandra vid utsläppskällorna. Ju mer data man har desto noggrannare blir positioneringen av källan. 

Att spåra källor handlar inte bara om att skydda hälsa och miljö. Det kan också ge besparingar för industrin när okända läckor av kemikalier som används i produktionen kan hittas och tätas. 

Larm vid oplanerade utsläpp 

Om det sker ett oväntat och okontrollerat utsläpp av föroreningar i omgivningsluften kan det i första hand vara viktigt att utfärda varningar till personal och allmänhet runt om industrin. Det är en funktion som ett fence-line-mätsystem fungerar mycket väl för eftersom det kan reagera automatiskt oavsett vindriktning. I praktiken handlar det om att i realtid jämföra mätresultat med acceptabla föroreningsnivåer. Vid överskridanden kan larm som inkluderar gas- och vinddata utfärdas till industrins kontrollrum, till myndigheter, och till andra lämpliga mottagare. 

Larm skall utfärdas när gränsvärden för föroreningar överskrids, men bara då. Annars förlorar man snabbt tilltron till systemet, oavsett om det beror på falska eller uteblivna larm. Det är därför viktigt med kvalitetssäkring. Ett genomtänkt kvalitetsledningssystem med kalibreringskontroller, planerat underhåll och beredskap för att hantera driftstörningar bör finnas vid all typ av övervakning av luftkvalitet men det är extra viktigt vid larmtillämpningar. Det kan bokstavligt talat vara en fråga om liv och död. 

Illustration av ett oplanerat utsläpp på väg mot betraktaren. Så snart det röda molnet bryter den vita ljusstrålen kan analysatorn i mäthuset reagera och utlösa ett larm.

Uppfyllande av miljökvalitetsnormer 

Diffusa och oplanerade utsläpp kan innehålla många typer av gaser men det kan vara tillräckligt att bara övervaka en eller ett fåtal karakteristiska gaser. Mätningar baserade på sådana gaser ger troligen också fingervisning om andra sorters föroreningar. Genom att begränsa antalet gaser som övervakas minskas också mätsystemets komplexitet, kostnaderna för införskaffande och underhåll, och risken för att systemet drabbas av driftstörningar. 

Vissa typer av mätsystem erbjuder dock bra möjligheter att övervaka flera typer av gaser samtidigt till låga merkostnader, både vad gäller inköp och underhåll. Det kan därför vara lämpligt att även låta ett sådant system fungera som en mätstation för allmän luftkvalitet, där även icke-industrispecifika föroreningar som faller under miljökvalitetsnormer övervakas. Som exempel kan en plasttillverkare som övervakar klor längs ”staketet” också hjälpa till med att övervaka den allmänna luftkvaliteten genom att mäta halter av t.ex. svaveldioxid, kvävedioxid (NO₂) och ozon (O₃). Detta kan öppna upp för samverkan inklusive samfinansiering av mätsystemet mellan industrin och till exempel lokala miljömyndigheter. 

Övervakning som planeringsverktyg 

Miljö- och planmyndigheter kan ställas inför komplexa frågor som behöver tydliga och korrekta svar. Är det lämpligt att tillåta ett nytt bostadsområde nära en industrianläggning? Vilka miljökrav skall ställas på en ny produktionsenhet som uppförs intill en existerande anläggning för att miljökvalitetsnormer och miljömål inte skall överskridas? Långa tidsserier av fence-line-mätdata kan ge viktigt underlag för att finna svaren. Detta är ett annat exempel på att fence-linemätning kan ske i samarbete mellan industri och myndigheter. 

Mätning med öppen mätsträcka – det bästa valet 

OPSIS mätsystem som bygger på DOAS-teknik med öppen mätsträcka (”open-path”) är ett bra exempel på system som kan övervaka flera gaser med utmärkt prestanda och låga underhållsbehov. Mätningarna sker längs en öppen ljussträcka vilket gör systemet idealiskt för fence-line-mätning. Jämfört med system som mäter i punkter blir förmågan att detektera och kvantisera lokala utsläpp av föroreningar mycket bättre. Ett enda mätsystem kan dessutom konfigureras med flera mätsträckor vilket gör systemet ännu mer kostnadseffektivt. 

Pålitligheten och det låga behovet av underhåll hos OPSIS mätsystem möjliggör enkla rutiner för kvalitetssäkring som inte riskerar att urholkas över tid. Det är ett system för stabil drift under många år och som ger många års pålitliga mätdata. Oavsett om systemet används för övervakning av någon industrispecifik gas, för larmtillämpningar, för att övervaka den allmänna luftkvaliteten, som ett planeringsverktyg eller för en kombination av dessa användningsområden så är OPSIS open-path-system det rätta valet. 

Kontakta oss gärna så berättar vi mer om hur ett OPSIS-system kan vara lösningen på dina mätbehov!