Sistemas de control de emisiones: medición y gestión de las emisiones industriales
Un sistema continuo sistema de monitorización de emisiones (CEMS) se utiliza para medir y controlar de forma continua los gases liberados por la combustión y los procesos industriales. Un sistema de control de emisiones CEMS puede medir gases como el oxígeno (O₂), el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO₂), proporcionando información valiosa sobre el rendimiento de la combustión y las emisiones.
Los sistemas de control de emisiones también se utilizan para ayudar a las instalaciones a supervisar el cumplimiento de la normativa vigente en materia de calidad del aire y de los límites de emisión autorizados. En función de la aplicación, un sistema de control CEMS puede recopilar, registrar y comunicar de forma continua datos sobre emisiones con fines de cumplimiento normativo, supervisión de procesos, optimización de la combustión y presentación de informes medioambientales.
¿Qué mide un sistema de control de emisiones CEMS?
A El sistema de monitorización de emisiones CEMS puede configurarse para medir diferentes gases y otros parámetros en función del proceso industrial y de los requisitos normativos. Entre las emisiones que se controlan habitualmente se incluyen:
Dióxido de azufre (SO₂)
Óxidos de nitrógeno (NOₓ)
Monóxido de carbono (CO)
Dióxido de carbono (CO₂)
Oxígeno (O₂)
Cloruro de hidrógeno (HCl)
Sulfuro de hidrógeno (H₂S)
Mercurio
Compuestos orgánicos volátiles (COV)
Partículas en suspensión
Algunos sistemas de control de emisiones también pueden medir parámetros como el caudal de los gases de chimenea, la humedad, la temperatura y la opacidad. Las mediciones específicas necesarias dependen de la instalación, del proceso de combustión, de los contaminantes regulados y de los requisitos de la autorización correspondiente.
Monitorización CEMS de las emisiones industriales
Los sistemas de monitorización CEMS se utilizan habitualmente en instalaciones industriales en las que se requiere información continua sobre las emisiones de las chimeneas o de los procesos. En lugar de realizar mediciones manuales ocasionales, un sistema de monitorización continua de emisiones puede recopilar datos a intervalos regulares y mantener un registro permanente de las emisiones.
Un CEMS típico consta de una sonda de muestreo, un filtro, una línea de muestreo o «cable umbilical», un sistema de acondicionamiento de gases, un sistema de gases de calibración y uno o varios analizadores de gases. En conjunto, estos componentes permiten que el sistema recoja una muestra representativa de gas, la prepare para su análisis, mida los gases requeridos y registre los datos resultantes.
Un sistema de adquisición y gestión de datos (DAHS) puede recopilar y almacenar las mediciones de los analizadores y realizar los cálculos necesarios para la notificación y el seguimiento de las emisiones.
El sulfuro de hidrógeno (H₂S) en el control de emisiones
El sulfuro de hidrógeno (H₂S) es un gas importante a tener en cuenta en determinados sistemas de control de emisiones industriales. El H₂S es un gas incoloro con un olor característico y puede estar relacionado con procesos en los que intervienen combustibles que contienen azufre, biogás, el tratamiento de aguas residuales, el procesamiento del petróleo y otras aplicaciones industriales.
La monitorización del H₂S puede ayudar a las instalaciones a evaluar las condiciones del proceso, identificar posibles emisiones y mantener los controles adecuados en materia de seguridad medioambiental y laboral. La medición del H₂S puede resultar especialmente importante en aplicaciones en las que haya compuestos de azufre presentes en el gas de proceso o en la corriente de gases de escape.
El analizador de H₂S y el método de medición adecuados dependen del rango de concentración, la composición del gas, la temperatura, la humedad y otras características de la aplicación.
¿Cómo funciona un sistema de control continuo de emisiones?
Un sistema típico de control continuo de emisiones extrae una pequeña muestra de gases de escape o de proceso a través de una sonda de muestreo. Una bomba transporta la muestra a través del CEMS para su acondicionamiento y análisis.
Las instalaciones que queman combustibles fósiles u otros materiales pueden utilizar sistemas de muestreo por extracción. Dependiendo de la aplicación, la muestra puede diluirse con aire limpio y seco para reducir los efectos de las altas temperaturas, la humedad y los componentes que puedan interferir.
Una vez acondicionada la muestra, esta se transporta a través de la línea de muestra hasta los analizadores de gases. Los distintos analizadores utilizan diferentes tecnologías de medición en función del gas que se vaya a medir y de la precisión requerida.
Tecnologías de análisis de gases utilizadas en los sistemas CEMS
A sistema de monitorización CEMS puede utilizar varias tecnologías analíticas diferentes para medir las concentraciones de gases. La tecnología adecuada depende del gas en cuestión y de los requisitos de la aplicación.
Entre los métodos habituales de análisis de gases se incluyen la absorción en el infrarrojo, la absorción en el ultravioleta, la quimioluminiscencia, la fluorescencia y la absorción de rayos beta para determinadas mediciones.
El análisis por infrarrojos, por ejemplo, puede utilizarse para gases que absorben la radiación infrarroja, mientras que la quimioluminiscencia se asocia habitualmente a las mediciones de óxidos de nitrógeno. Las distintas tecnologías ofrecen diferentes ventajas en función de los gases que se monitorizan y de las condiciones del flujo de la muestra.
CEMS: Muestreo de emisiones y acondicionamiento de gases
La precisión de la monitorización de emisiones mediante un sistema CEMS depende de que se obtenga una muestra representativa y de que esta se envíe al analizador sin que se altere su composición. Por lo tanto, el sistema de muestreo desempeña un papel importante en el rendimiento general de la medición.
Un sistema CEMS puede incluir filtros, bombas, conductos de muestra calefactados, dispositivos de eliminación de humedad, equipos de dilución y otros componentes de acondicionamiento. Estos componentes ayudan a proteger los analizadores y a reducir las posibles interferencias provocadas por el vapor de agua, las partículas, la condensación u otras sustancias presentes en los gases de escape.
Un acondicionamiento adecuado de la muestra es especialmente importante a la hora de controlar corrientes de gases de escape calientes, húmedas, corrosivas o cargadas de partículas.
Recopilación de datos y presentación de informes sobre emisiones
El sistema de adquisición y tratamiento de datos es una parte importante de un sistema de control de emisiones. Recibe la información de las mediciones de los analizadores de gases y almacena los datos resultantes para su análisis y elaboración de informes.
Dependiendo de la configuración, el software CEMS puede calcular las concentraciones de emisiones, corregir las mediciones en función de parámetros como el oxígeno o la humedad, supervisar las condiciones de funcionamiento y generar informes.
La recopilación continua de datos permite a los operadores detectar cambios en las emisiones y en el rendimiento de la combustión, al tiempo que se mantienen los registros necesarios para cumplir con los requisitos normativos aplicables.
Cómo elegir un sistema de control de emisiones
Elegir el sistema de control de emisiones depende de la aplicación, de los gases que se vayan a medir, de los rangos de medición necesarios, de las condiciones de muestreo y de los requisitos normativos. Un sistema diseñado para unos gases de combustión relativamente limpios puede tener requisitos muy diferentes a los de uno utilizado con una corriente de proceso caliente, húmeda, corrosiva o con un alto contenido de partículas.
MRU Instruments ofrece equipos de análisis de gases y de medición de emisiones para una amplia variedad de aplicaciones industriales. A la hora de evaluar un solución de monitorización de emisiones CEMS , hay que tener en cuenta los gases que hay que medir, las concentraciones previstas, las condiciones de muestreo, la precisión requerida y si son más adecuadas las mediciones continuas o las periódicas.
Un sistema de control continuo de emisiones correctamente configurado puede proporcionar información valiosa para el control de la combustión, la optimización de los procesos, la vigilancia medioambiental y el cumplimiento de la normativa sobre emisiones.
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