Французские исследователи выявили влияние некалиброванных измерений ацетилена на оценку потоков метана

Дайджест исследований

Потоки выбросов метана в масштабах предприятия могут быть получены путем сравнения результатов измерений с помощью индикатора и мольной доли метана с подветренной стороны от источника выбросов метана, где расположенный рядом газ-индикатор выделяется с известной скоростью потока. Ацетилен является широко используемым индикатором метана из-за его доступности, низкой стоимости и низкого атмосферного фона. Молярную долю ацетилена можно измерить с помощью инфракрасных газоанализаторов, таких как спектроскопия с кольцевым распределением Picarro G2203. Однако неправильная калибровка индикаторных газоанализаторов может повлиять на оценку потока метана из-за неточных измерений мольной доли исходного индикатора. Мы провели тщательное лабораторное тестирование характеристик Picarro G2203. Результаты измерений по ацетилену Picarro G2203 были откалиброваны путем разбавления ацетилена высокой концентрации окружающим воздухом. Точный уровень содержания ацетилена в каждой смеси для разбавления был определен путем разбавления источника метана высокой концентрации идентичным способом, при этом для количественной оценки истинного уровня разбавления использовались надежные измерения мольной доли метана. Линейная калибровка, примененная к мольной доле неочищенного ацетилена, измеренной прибором Picarro G2203, показала, что эти измерения могут быть скорректированы путем прямого умножения с коэффициентом усиления при калибровке, равным 0,94. Однако эта конкретная калибровка для Picarro G2203, протестированная в данном исследовании, действительна только при мольной доле ацетилена 1,16 частей на миллиард, ниже которой наблюдались нестабильные измерения. Тот же Picarro G2203 использовался во время полевых исследований для проведения 14 успешных разрезов с подветренной стороны от действующего полигона отходов, где точечный выброс ацетилена осуществлялся с фиксированной скоростью потока. Потоки метана были рассчитаны путем интегрирования мольных долей метана и ацетилена в зависимости от расстояния вдоль трассы отбора проб. Это привело к изменению потока на ±56% между различными участками, что в основном было вызвано ошибками, связанными с местоположением выброса индикатора и расположением пробоотборника с подветренной стороны. Потоки метана также были получены с использованием исходной некалиброванной мольной доли ацетилена Picarro G2203 вместо калиброванных измерений, что привело к занижению среднего потока выбросов метана примерно на 8 % для данного конкретного исследования по сравнению с потоками, полученными с использованием калиброванных измерений. В отличие от случайной неопределенности, это смещение представляет собой постоянное занижение расхода, которое невозможно уменьшить путем совершенствования методики отбора проб в полевых условиях; единственным решением является использование калиброванных измерений мольной доли ацетилена. Величина смещения в основном обусловлена коэффициентом усиления 0,94. Следовательно, аналогичный уровень смещения потока метана можно ожидать и в других исследованиях при использовании некалиброванных измерений мольной доли ацетилена с помощью прибора Picarro G2203, протестированного в данной работе. Таким образом, в данном исследовании подчеркивается равная важность калибровки как целевых, так и индикаторных газовых измерений, независимо от того, какой прибор используется для получения этих измерений. В противном случае могут возникнуть погрешности в оценках потока целевого газа. На примере метана это может повлиять на наше понимание роли определенных источников в масштабах предприятия в глобальном балансе метана.

Исследование опубликовано в журнале Atmospheric Measurement Techniques.