2.1.2 Совершенствование системы мониторинга фонарных выбросов от электролизера
Процесс производства алюминия сопровождается выбросами газообразных и твердых фторидов, оксида и диоксида углерода СО и СО2, перфторуглеродов CF4 и C2F6 и других побочных продуктов. Воздействие алюминиевых заводов на окружающую среду оценивается, преимущественно, по выбросам фторидов, поэтому мероприятия по оценке уровня их выбросов и предотвращению этих выбросов являются важными компонентами экологической политики алюминиевых заводов.
В процессе электролиза более 95 % образующихся вредностей улавливается системой газоотсоса и направляется на очистку в ГОУ, и лишь порядка 5 % загрязняющих веществ выбрасывается в окружающую среду через аэрационный фонарь (неорганизованные выбросы). Однако, эти 5 % составляют значительную долю суммарных выбросов заводов, значительно превышающих 50 %. Концентрация загрязняющих в неорганизованных выбросах, как правило, низка вследствие значительного их растворения в приточном вентиляционном воздухе. Однако исследования показывают, что воздействие на персонал фтористого водорода HF и диоксида серы SO2 совместно или по отдельности может стать причиной заболевания органов дыхания.
Контроль величины фонарных выбросов методом оптического детектирования анализируемой воздушной среды основан на передаче через воздух луча света от излучателя на отражатель и его возврат обратно на излучатель. Величина поглощенного сигнала используется для расчета средней концентрации HF на оптическом длине пути. Использование лазера в качестве источника света обеспечивает высокую точность и скорость измерения в режиме реального времени. Однако, метод позволяет получить усредненное значение измеряемых концентраций на всем участке, без определения конкретного источника выбросов.
Второй метод – отбор проб и их анализ в лабораторных условиях – трудоемкий и не позволяет получить результат в режиме реального времени.
Вместе с тем, ужесточение экологических требований заставляет современные алюминиевые заводы разрабатывать и внедрять мероприятия по оперативной оценке выбросов и их уменьшению. Система мониторинга, внедренная на заводах компании Alcoa (США), относительно недорогая, контролирующая величину выбросов HF, SO2 и пыли в режиме реального времени. Вследствие простоты и компактности система позволяет организовать контроль выбросов на отдельно взятом электролизере при выполнении на нем различных технологических операций, с записью на видеокамеру способа выполнения работ (рис. 4). Такой подход обеспечивает возможность анализа экологической эффективности методов обработки электролизера и их дальнейшего совершенствования.
Рис 4. Пример видеоконтроля выбросов от электролизера (неорганизованные выбросы HF (усл. ед.) представлена панели в левой части рисунка)
В данной системе (рис. 4) возможно использование видеокамеры «любительского» уровня. В настоящее время компания Alcoa использует разработанную систему мониторинга не только для контроля величины выбросов, но и для экологического обучения технологического персонала. Компактность и мобильность системы позволяют организовать замеры и обеспечить демонстрацию влияния технологических операций, связанных с разгерметизацией боковых и торцевых сторон электролизера (замена анода, выливка металла, пр.) на величину фонарных выбросов; выявить работы, оказывающие наибольшее негативное воздействие на персонал, и принять соответствующие контрмеры; выявить и задокументировать лучшие, с позиции экологии, технологические операции; организовать экологическое обучение вновь принятых рабочих.