API PUBL 4772-2008
Medición de emisiones de partículas procedentes de fuentes de combustión

Estándar No.

API PUBL 4772-2008

Fecha de publicación

2008

Organización

API - American Petroleum Institute

Ultima versión

API PUBL 4772-2008

Alcance

"Resumen ejecutivo: Los principales métodos de medición para muestrear material particulado (PM) de fuentes de combustión estacionarias generalmente consisten en un tren de muestreo que incluye un filtro calentado mantenido a una variedad de temperaturas elevadas, seguido de una serie de soluciones acuosas de impacto utilizadas para recolectar el material. que está en fase de vapor dentro de la chimenea, pero podría condensarse y formar partículas inmediatamente después de entrar a la atmósfera. Estas dos fracciones se denominan comúnmente "filtrables" (por ejemplo, cenizas volantes o finos de catalizador) y "condensables" ( por ejemplo, ácido sulfúrico (orgánicos semivolátiles) o sulfatos de amonio) (PM). Desde principios de la década de 1970 @, la EPA ha propuesto una serie de métodos para determinar las MP emitidas por fuentes de combustión y estos se analizan en este informe. La mayor parte de la atención se centró inicialmente centrado en medir PM filtrable, ya que se consideraba que este material comprendía la fracción principal de las emisiones de PM sujetas a eliminación mediante tecnología de control. Los métodos de la EPA y sus variantes difieren principalmente en la temperatura del filtro colector, lo que lleva a la acumulación de diferentes cantidades de material en el filtro (dependiendo de las especies presentes en el gas de la chimenea). Un resumen de las temperaturas de funcionamiento y el impacto en la acumulación de condensables indica los sesgos que pueden ocurrir entre los principales métodos de medición de PM empleados en la actualidad. Después de la introducción de los Estándares Nacionales de Calidad del Aire Ambiental (NAAQS) para partículas finas, el interés regulatorio se desplazó hacia métodos que también midieron la fracción condensable (que consiste en PM con diámetros aerodinámicos iguales o inferiores a 2,5 micrones). Las mediciones precisas de estas emisiones se volvieron importantes a medida que los reguladores buscaban garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad del aire ambiente de PM mediante el control de las emisiones de las fuentes. Este artículo analiza la base técnica de los sesgos resultantes para las PM tanto filtrables como condensables para los diversos métodos de prueba. El Instituto Americano del Petróleo reconoció la importancia de este tema en 1997@ al iniciar una revisión del método de prueba apropiado antes de emprender un programa de pruebas comparativas para PM. 2,5 emisiones procedentes de fuentes de refinería. Las mediciones se realizaron utilizando un método convencional de ciclón/filtro/impinger (Métodos 201A y 202 de la EPA) junto con un muestreador de sistema de dilución recientemente desarrollado. Este nuevo muestreador busca representar las condiciones atmosféricas diluyendo y mezclando gas de chimenea con aire ambiental limpio y recolectando las partículas resultantes en filtros similares a los utilizados en el muestreo de aire ambiental. Los resultados iniciales de este programa mostraron que el método de ciclón/filtro/impinger tenía un sesgo positivo significativo que exageraba las emisiones de PM condensable porque parte del SO2 del gas de chimenea se convertía en PM de sulfato en las soluciones del impinger. Este programa se amplió en 2000 con la participación de varias otras organizaciones: Departamento de Energía de EE. UU. @ Instituto de Investigación de Gas @ Comisión de Energía de California y la Autoridad de Investigación y Desarrollo de Energía del Estado de Nueva York. Al finalizar el programa de pruebas en 2004@ se habían medido las emisiones de más de una docena de unidades de combustión. Estos estudios confirmaron los hallazgos iniciales y demostraron que el método del sistema de dilución proporcionó datos de emisiones más precisos y reproducibles que los de los métodos de filtro/impinger. Además de proporcionar datos más precisos sobre las emisiones de PM, el sistema de dilución proporciona fácilmente un medio para caracterizar químicamente estas emisiones en términos de su contenido de metales y orgánicos. Se encontró que las emisiones de fuentes alimentadas con gas eran significativamente más bajas que las obtenidas utilizando métodos de prueba convencionales. Se descubrió que las partículas recolectadas consistían principalmente en compuestos orgánicos semivolátiles sin ninguna contribución significativa de metales o aromáticos polinucleares. Las emisiones de las unidades de craqueo catalítico estuvieron dominadas por finos de catalizador con su característico contenido de metales (ácido sulfúrico) y, en menor grado, compuestos orgánicos semivolátiles. Si bien el muestreo del sistema de dilución ha sido respaldado por un comité del Consejo Nacional de Investigación y la EPA@, los dispositivos de muestreo no están ampliamente disponibles en la actualidad. Mientras tanto, se proporciona una serie de opciones alternativas como orientación para los operadores de fuentes de refinería. Estas recomendaciones son: ? Utilice el Método 202 de la EPA con precaución; tiene un problema grave con el sesgo positivo causado por la conversión de SO2 a sulfato. Si bien la EPA reconoce esto@, no está claro que todas las agencias reguladoras estatales y locales lo hagan. Por lo tanto, es importante garantizar que estas agencias también sean conscientes de las deficiencias de este método cuando se utiliza para pruebas de cumplimiento. ? La EPA ha aceptado una versión revisada del Método 202 para minimizar la formación de artefactos de sulfato que parece prometedora. Sin embargo, no se ha probado exhaustivamente en el campo y la presencia de NH3 en las emisiones de combustión puede dar lugar a un sesgo positivo en la medición. Las emisiones de partículas de los calentadores de proceso a gas, calderas y motores de combustión interna se pueden determinar adecuadamente mediante un método que solo recopile las partículas filtrables. Esto está respaldado por pruebas exhaustivas@ que muestran que la fracción condensable de estas fuentes es insignificante. ? Las emisiones de partículas de las unidades de craqueo catalítico probablemente se traten mejor de forma individual, ya que sus características operativas difieren ampliamente, lo que da lugar a una variedad de composiciones de gases de combustión. Los estudios API han demostrado que las emisiones de compuestos orgánicos semivolátiles son sólo un componente menor en comparación con los finos de los catalizadores y las especies de azufre condensables (por ejemplo, ácido sulfúrico y sales de sulfato). En consecuencia, un enfoque prudente para medir estas emisiones de PM es centrarse en las especies principales utilizando una combinación del Método 17 de la EPA y el sistema de muestreo de condensación controlada".

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