Perché il gas viene emesso nella produzione di cemento?

Come si produce il cemento?

Il calcestruzzo è uno dei materiali più importanti e comunemente utilizzati nell'edilizia mondiale. Il calcestruzzo è ampiamente utilizzato nella costruzione di edifici residenziali e commerciali, ponti, strade e altro ancora.

Il componente chiave del calcestruzzo è il cemento, una sostanza legante che unisce tutti gli altri componenti del calcestruzzo (generalmente ghiaia e sabbia). Ogni anno, in tutto il mondo, vengono utilizzati oltre 4 miliardi di tonnellate di cemento.a dimostrazione dell'enorme portata dell'industria globale delle costruzioni.

La produzione di cemento è un processo complesso, che inizia con materie prime come il calcare e l'argilla, che vengono collocate in grandi forni lunghi fino a 120 metri, riscaldati fino a 1.500°C. Quando vengono riscaldate a temperature così elevate, le reazioni chimiche fanno sì che queste materie prime si uniscano, formando il cemento.

Come molti processi industriali, la produzione di cemento non è priva di pericoli. La produzione di cemento è potenzialmente in grado di rilasciare gas dannosi per i lavoratori, le comunità locali e l'ambiente.

Quali rischi di gas sono presenti nella produzione di cemento?

I gas generalmente emessi nei cementifici sono l'anidride carbonica (CO2), gli ossidi di azoto (NOx) e il biossido di zolfo (SO2), con laCO2 rappresenta la maggior parte delle emissioni.

L'anidride solforosa presente nei cementifici deriva generalmente dalle materie prime utilizzate nel processo di produzione del cemento. Il principale rischio gassoso da tenere presente è l'anidride carbonica: l'industria cementiera è responsabile di ben l'8% delle emissioni globali di CO2. 8% delle emissioni globali diCO2 globale.

La maggior parte delle emissioni di anidride carbonica deriva da un processo chimico chiamato calcinazione. Questo avviene quando il calcare viene riscaldato nei forni, provocando la sua scomposizione inCO2 e ossido di calcio. L'altra fonte principale diCO2 è la combustione di combustibili fossili. I forni utilizzati nella produzione di cemento sono generalmente riscaldati con gas naturale o carbone, aggiungendo un'altra fonte di anidride carbonica oltre a quella generata dalla calcinazione.

Rilevamento di gas nella produzione di cemento

In un settore che produce grandi quantità di gas pericolosi, il rilevamento è fondamentale. Crowcon offre un'ampia gamma di soluzioni di rilevamento sia fisse che portatili.

Xgard Bright è il nostro rivelatore di gas a punto fisso indirizzabile con display, che offre facilità di funzionamento e costi di installazione ridotti. Xgard Bright è dotato di opzioni per la rilevazione di anidride carbonica e anidride solforosai gas che destano maggiore preoccupazione nella miscelazione del cemento.

Per il rilevamento portatile dei gas, il sensore GasmanIl design robusto ma portatile e leggero di questo strumento lo rende la soluzione perfetta per il rilevamento di un singolo gas nella produzione di cemento, disponibile nella versioneCO2 per aree sicure, in grado di misurare lo 0-5% di anidride carbonica.

Per una maggiore protezione, il Gas-Pro può essere equipaggiato con un massimo di 5 sensori, tra cui tutti quelli più comuni nella produzione di cemento, CO2, SO2 e NO2.

Dove si collocano gli analizzatori di gas di scarico nei piani di decarbonizzazione del governo britannico?

Quando il governo del Regno Unito Quando il governo britannico ha annunciato, nel marzo 2021, che un miliardo di sterline di fondi già stanziati sarebbe stato reindirizzato a progetti volti a ridurre i gas serra. riduzione dei gas serrail settore energetico si è alzato in piedi e ha ascoltato. E per una buona ragione: come si è scoperto, 171 milioni di sterline saranno assegnati a un piano di decarbonizzazione industriale che si concentra sulla generazione di gas idrogeno e sulle tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio.

Tuttavia, la notizia va oltre la produzione di energia verde e riguarda le applicazioni HVAC domestiche e industriali. In un gesto che riflette il ruolo che gli ingegneri e i produttori di HVAC possono svolgere nella sostenibilità, più di 900 milioni di sterline saranno spesi per aggiornare gli edifici pubblici, come scuole e ospedali, con impianti più ecologici come pompe di calore, pannelli solari e isolamento, che ridurranno le emissioni di anidride carbonica (CO2).

Ma che ne è delle singole abitazioni e delle unità aziendali che molti addetti HVAC visitano quotidianamente? È una domanda che si sono posti diversi commentatori e sembra che, almeno per il momento, la spinta principale a ridurre l'impatto ambientale degli impianti di riscaldamento e idraulici di proprietà privata continuerà a venire dai produttori, dagli ingegneri e dagli installatori che lavorano nel settore HVAC. 

E questa è una bella responsabilità. Secondo l' Ufficio per le statistiche nazionalinel 2020 c'erano circa 27,8 milioni di famiglie nel Regno Unito; le statistiche governative del 2019 indicano che circa il 15% delle emissioni di gas serra nel Regno Unito (in particolare di anidride carbonica, oltre a metano, gas fluorurati e protossido di azoto) proveniva da questi ambienti residenziali. Si tratta di un sacco di CO2 in eccesso da ripulire.

Quindi, cosa possono fare le persone HVAC per contribuire alla decarbonizzazione?

Se dispongono di attrezzature adeguate, i termotecnici e gli idraulici possono contribuire a ridurre questa cifra del 15%. Ad esempio, sono in grado di misurare la CO2 e altri gas a effetto serra: la maggior parte degli analizzatori di gas di scarico misura la CO2, ma alcuni sono in grado di misurare anche gli NO/NOx (ad esempio il Sprint Pro 5 e Sprint Pro 6).

Un analizzatore di gas di scarico che fornisce un'ampia gamma di misure di facile lettura e interpretazione consente ai tecnici di capire quando gli apparecchi non funzionano correttamente e se un aggiornamento (ad esempio, a una pompa di calore sovvenzionata dal governo) è necessario. pompa di calore sovvenzionata dal governo) potrebbe essere necessario.

Si tratta di un'esigenza pressante: molte famiglie conservano gli elettrodomestici il più a lungo possibile, anche se quelli più vecchi tendono a essere molto meno ecologici dei loro omologhi moderni. Questo è già abbastanza negativo per l'ambiente, ma l'utilizzo di un vecchio elettrodomestico malfunzionante è il peggiore degli esiti possibili. 

Un buon analizzatore di gas di scarico fornirà le letture necessarie per convincere molti clienti a decarbonizzare in modo più efficace la propria casa o la propria azienda. Inoltre, consentirà al tecnico di risolvere molti problemi in apparecchi più moderni ed efficienti, riportandoli agli standard operativi originali e proteggendo ancora una volta il pianeta. 

Contribuire a raggiungere la rete zero

Alla fine del 2021, il governo del Regno Unito ha presentato il suo piano per raggiungere emissioni nette a zero entro il 2050 e ogni tecnico del riscaldamento del Paese ha un ruolo da svolgere in questo progetto. Anche se controllare i gas di scarico può essere un evento quotidiano per molti tecnici HVAC, resta il fatto che le emissioni domestiche e aziendali rappresentano una parte sostanziale della produzione di CO2 e delle emissioni di altri gas pericolosi. Sebbene convincere una singola famiglia a operare con minori emissioni di carbonio possa non sembrare un grosso problema, l'impatto può essere molto sostanziale quando questo viene esteso a tutto il Paese.

Quanto durerà il mio sensore di gas?

I rilevatori di gas sono ampiamente utilizzati in molti settori industriali (come il trattamento delle acque, la raffineria, il petrolchimico, l'acciaio e l'edilizia, per citarne alcuni) per proteggere il personale e le apparecchiature dai gas pericolosi e dai loro effetti. Gli utenti di dispositivi portatili e fissi conoscono bene i costi potenzialmente significativi per mantenere i loro strumenti in condizioni di sicurezza durante la loro vita operativa. I sensori di gas sono intesi per fornire una misura della concentrazione di un analita di interesse, come CO (monossido di carbonio), CO2 (anidride carbonica) o NOx (ossido di azoto). I sensori di gas più utilizzati nelle applicazioni industriali sono due: elettrochimici per la misurazione dei gas tossici e dell'ossigeno e pellistori (o sfere catalitiche) per i gas infiammabili. Negli ultimi anni, l'introduzione di entrambi ossigeno e MPS (Molecular Property Spectrometer) ha permesso di migliorare la sicurezza.

Come faccio a sapere quando il mio sensore è guasto?

Ci sono stati diversi brevetti e tecniche applicate ai rivelatori di gas negli ultimi decenni che sostengono di essere in grado di determinare quando un sensore elettrochimico ha fallito. La maggior parte di queste, tuttavia, deduce solo che il sensore sta funzionando attraverso una qualche forma di stimolazione dell'elettrodo e potrebbe fornire un falso senso di sicurezza. L'unico metodo sicuro per dimostrare che un sensore sta funzionando è applicare un gas di prova e misurare la risposta: un bump test o una calibrazione completa.

Sensore elettrochimico

I sensorielettrochimici sono i più utilizzati in modalità di diffusione, in cui il gas dell'ambiente circostante entra attraverso un foro nella faccia della cella. Alcuni strumenti utilizzano una pompa per fornire aria o campioni di gas al sensore. Il foro è coperto da una membrana in PTFE che impedisce all'acqua o agli oli di entrare nella cella. Le gamme e le sensibilità dei sensori possono essere variate utilizzando fori di dimensioni diverse. I fori più grandi garantiscono una maggiore sensibilità e risoluzione, mentre quelli più piccoli riducono la sensibilità e la risoluzione ma aumentano la portata.

Fattori che influenzano la vita del sensore elettrochimico

Ci sono tre fattori principali che influenzano la vita del sensore, tra cui la temperatura, l'esposizione a concentrazioni di gas estremamente elevate e l'umidità. Altri fattori sono gli elettrodi del sensore e le vibrazioni estreme e gli shock meccanici.

Le temperature estreme possono influenzare la vita del sensore. Il produttore indicherà un intervallo di temperatura operativa per lo strumento: tipicamente da -30˚C a +50˚C. I sensori di alta qualità saranno comunque in grado di sopportare escursioni temporanee oltre questi limiti. Una breve (1-2 ore) esposizione a 60-65˚C per i sensori H2S o CO (per esempio) è accettabile, ma incidenti ripetuti provocheranno l'evaporazione dell'elettrolita e spostamenti nella lettura di base (zero) e una risposta più lenta.

Anche l'esposizione a concentrazioni di gas estremamente elevate può compromettere le prestazioni del sensore. I sensori elettrochimici sono tipicamente testati dall'esposizione fino a dieci volte il loro limite di progetto. I sensori costruiti con materiale catalizzatore di alta qualità dovrebbero essere in grado di resistere a tali esposizioni senza cambiamenti nella chimica o perdita di prestazioni a lungo termine. I sensori con un carico di catalizzatore inferiore possono subire danni.

L'influenza più considerevole sulla vita del sensore è l'umidità. La condizione ambientale ideale per i sensori elettrochimici è 20˚Celsius e 60% RH (umidità relativa). Quando l'umidità ambientale aumenta oltre il 60%RH, l'acqua viene assorbita nell'elettrolita causandone la diluizione. In casi estremi il contenuto di liquido può aumentare di 2-3 volte, provocando potenzialmente una perdita dal corpo del sensore e quindi attraverso i pin. Al di sotto del 60%RH l'acqua nell'elettrolito inizierà a disidratarsi. Il tempo di risposta può essere significativamente esteso come l'elettrolita o disidratato. Gli elettrodi del sensore possono, in condizioni insolite, essere avvelenati da gas interferenti che adsorbono sul catalizzatore o reagiscono con esso creando sottoprodotti che inibiscono il catalizzatore.

Le vibrazioni estreme e gli urti meccanici possono anche danneggiare i sensori rompendo le saldature che legano insieme gli elettrodi di platino, le strisce di collegamento (o i fili in alcuni sensori) e i perni.

Aspettativa di vita "normale" del sensore elettrochimico

I sensori elettrochimici per i gas comuni come il monossido di carbonio o il solfuro di idrogeno hanno una vita operativa tipicamente dichiarata di 2-3 anni. Sensori di gas più esotici come il fluoruro di idrogeno possono avere una vita di soli 12-18 mesi. In condizioni ideali (temperatura e umidità stabili nella regione di 20˚C e 60%RH) senza incidenza di contaminanti, i sensori elettrochimici sono noti per funzionare più di 4000 giorni (11 anni). L'esposizione periodica al gas bersaglio non limita la vita di queste piccole celle a combustibile: i sensori di alta qualità hanno una grande quantità di materiale catalizzatore e conduttori robusti che non si esauriscono con la reazione.

Sensore a pellistor

I sensoria pellistore sono costituiti da due bobine di filo abbinate, ciascuna inserita in una perla di ceramica. La corrente viene fatta passare attraverso le bobine, riscaldando le perle a circa 500˚C. Il gas infiammabile brucia sulla perlina e il calore aggiuntivo generato produce un aumento della resistenza della bobina che viene misurata dallo strumento per indicare la concentrazione del gas.

Fattori che influenzano la durata del sensore a pellistor

I due fattori principali che influenzano la vita del sensore sono l'esposizione ad un'alta concentrazione di gas e il bilanciamento o l'inibizione del sensore. Anche gli urti meccanici estremi o le vibrazioni possono influenzare la vita del sensore. La capacità della superficie del catalizzatore di ossidare il gas si riduce quando è stata avvelenata o inibita. Una durata del sensore superiore ai dieci anni è comune nelle applicazioni in cui non sono presenti composti inibitori o avvelenanti. I pellistori più potenti hanno una maggiore attività catalitica e sono meno vulnerabili all'avvelenamento. Le perle più porose hanno anche una maggiore attività catalitica in quanto il loro volume superficiale è aumentato. Un'abile progettazione iniziale e sofisticati processi di fabbricazione assicurano la massima porosità delle perle. L'esposizione ad alte concentrazioni di gas (>100%LEL) può anche compromettere le prestazioni del sensore e creare un offset nel segnale zero/linea di base. Una combustione incompleta porta a depositi di carbonio sul tallone: il carbonio "cresce" nei pori e crea danni meccanici. Il carbonio può comunque essere bruciato nel tempo per far riemergere i siti catalitici. Urti meccanici estremi o vibrazioni possono in rari casi causare anche una rottura delle bobine del pellistore. Questo problema è più prevalente nei rivelatori di gas portatili piuttosto che in quelli a punto fisso, poiché è più probabile che cadano, e i pellistori utilizzati sono a bassa potenza (per massimizzare la durata della batteria) e quindi utilizzano bobine di filo più sottili e delicate.

Come faccio a sapere quando il mio sensore è guasto?

Un pellistor che è stato avvelenato rimane elettricamente operativo ma può non rispondere al gas. Quindi il rivelatore di gas e il sistema di controllo possono sembrare in uno stato sano, ma una perdita di gas infiammabile può non essere rilevata.

Sensore di ossigeno

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Il nostro nuovo sensore di ossigeno senza piombo e di lunga durata non ha fili di piombo compressi che l'elettrolita deve penetrare, permettendo l'uso di un elettrolita spesso che significa nessuna perdita, nessuna corrosione indotta da perdite e una maggiore sicurezza. La robustezza aggiuntiva di questo sensore ci permette di offrire con fiducia una garanzia di 5 anni per una maggiore tranquillità.

I sensori diossigeno a lunga durata hanno una durata di vita di 5 anni, con tempi di inattività ridotti, costi di gestione inferiori e un impatto ambientale ridotto. Misurano con precisione l'ossigeno in un'ampia gamma di concentrazioni, dallo 0 al 30% del volume, e rappresentano la nuova generazione di sensori di gas O2.

Sensore MPS

MPS Il sensore offre una tecnologia avanzata che elimina la necessità di calibrare e fornisce un "vero LEL (limite inferiore di esplosività)" per la lettura di quindici gas infiammabili, ma è in grado di rilevare tutti i gas infiammabili in un ambiente multispecie, con conseguenti minori costi di manutenzione continua e una ridotta interazione con l'unità. Ciò riduce il rischio per il personale ed evita costosi tempi di inattività. Il sensore MPS è inoltre immune all'avvelenamento del sensore.  

Il guasto del sensore dovuto all'avvelenamento può essere un'esperienza frustrante e costosa. La tecnologia del sensore MPS™non è influenzata dai contaminanti presenti nell'ambiente. I processi che presentano contaminazioni hanno ora accesso a una soluzione che funziona in modo affidabile con un design a prova di guasto per avvisare l'operatore e offrire la massima tranquillità al personale e ai beni situati in ambienti pericolosi. È ora possibile rilevare più gas infiammabili, anche in ambienti difficili, utilizzando un solo sensore che non richiede calibrazione e ha una durata prevista di almeno 5 anni.

Perché è importante misurare l'ossido di azoto (NOx)?

Nell'UE e nel Regno Unito è ora obbligatorio per tutti i nuovi prodotti di riscaldamento e idraulici domestici (fino a 400 kw) rispettare i livelli massimi di emissioni di ossido di azoto (NOx). Questo è in linea con una grande quantità di regolamenti internazionali: Le emissioni di NOx sono controllate per legge o regolamento in molti paesi (tra cui Stati Uniti, Canada, Australia e Singapore) e questi possono variare ulteriormente in base al settore (marittimo e automobilistico possono avere i loro codici e limiti specifici, per esempio).

La regolamentazione del NOx è necessaria perché questo gas è un inquinante importante, associato a migliaia di morti in tutto il mondo attraverso i suoi effetti - sia diretti che indiretti - sulla salute umana. È stato associato all'asma nei bambini, all'infiammazione polmonare e a una serie di altri disturbi respiratori, così come ai danni cardiovascolari. Il NOx è pericoloso per gli animali, le piante e gli ecosistemi ed è uno dei principali costituenti delle piogge acide e dello smog.

Nonostante il suo nome singolare, NOx è in realtà un termine collettivo per gli ossidi di azoto - una famiglia di gas altamente reattivi e velenosi - che vengono prodotti quando vengono bruciati i combustibili fossili. Anche se l'inquinamento da NOx è un problema globale, le grandi città sono particolarmente colpite dai fumi di scarico dei veicoli e dalle emissioni dei sistemi di riscaldamento; circa un terzo dell'inquinamento da NOx di una grande città proviene dal riscaldamento. Inoltre, il diossido di azoto reagisce alla luce del sole con altri gas (come i composti organici volatili) per generare ozono, che è un gas serra.

Perché misurare il NOx?

Poiché le emissioni di NOx sono sempre più regolamentate, devono essere misurate per garantire la conformità alle direttive pertinenti. La misurazione di NOx da caldaie e altri apparecchi domestici viene effettuata anche per controllare che questi funzionino in modo sicuro, e per garantire che il proprietario/operatore e coloro che li circondano non siano esposti a NOx eccessivi.

Misurare NOx con un analizzatore di fumi/analizzatore di combustione

Oltre a dover soddisfare i requisiti normativi, il settore HVAC riconosce la crescente importanza della misurazione degli NOx a causa dell'attenzione mondiale per la sostenibilità e le questioni ecologiche e della consapevolezza dei suoi effetti nocivi sulla salute. Ciò si riflette in un mercato in crescita per gli analizzatori di combustione che calcolano gli NOx (ad esempio Sprint Pro 5 e Sprint Pro 6).

Nel breve e medio termine, la domanda di misurazione di NOx sembra destinata ad aumentare; la riduzione delle emissioni di NOx è una componente chiave delle politiche di sostenibilità in tutto il mondo e gli ingegneri e i progettisti HVAC stanno dando la priorità alla progettazione di forme di riscaldamento migliori e più pulite (che dovranno essere valutate, verificate e mantenute).

Con il tempo, è probabile che i sistemi ad alta efficienza e a bassissimo contenuto di NOx domineranno, e la misurazione di NOx diventerà quindi un parametro sempre più importante e una parte più importante del lavoro quotidiano nel settore HVAC.

I nostri modelli Sprint Pro 5 e 6 sono completi di sensori NOcon sensori di NO dedicati che consentono una gamma di opzioni di misurazione di NO e NOx