Американские ученые оценили возможности камер с жестким потоком газа для измерений утечек метана и CO₂

Дайджест исследований

В этом исследовании оцениваются характеристики камеры с жестким потоком газа, оснащенной массовым расходомером (MFM), для измерения выбросов газа из негерметичных скважин и аналогичных точечных источников газа, работающих под давлением. Мы провели серию лабораторных и полевых экспериментов, чтобы оценить чувствительность, стабильность и динамический диапазон системы камер MFM, и нашли оптимальный способ герметизации камеры до основания, чтобы изолировать источник излучения. Исходя из этих результатов, мы оцениваем влияние различных газопроницаемостей почвы на результаты измерений и определяем неопределенность экологических процессов, которые могут повлиять на результаты измерений. Результаты моделирования камеры MFM сравниваются с результатами моделирования камеры с динамическим потоком, чтобы сопоставить данные, полученные с помощью обеих методик, и проиллюстрировать потенциал измерения утечек с высокой вариабельностью с помощью камеры MFM. Используя измерительный прибор с низким сопротивлением потоку и камеру, плотно прилегающую к земле, можно измерять утечки до 1.08x10-3 м3 ч-1 (при температуре 25° и давлении 1 атм), что соответствует 0,77 г ч−1 для метана или 2,11 г ч-1 для диоксида углерода. Экологические процессы, такие как нагрев газа внутри камеры за счет солнечной энергии, ветер, дующий через вентиляционное отверстие камеры, и изменение влажности в камере, могут привести к отклонениям в измерениях MFM. За 11 дней непрерывного мониторинга при различных погодных условиях было установлено, что стандартное отклонение сигналов, полученных из окружающей среды, составило 7.40x10-3 м3 ч-1 (что эквивалентно 5,27 г ч-1 для метана или 14,45 г ч-1 для углекислого газа). Стратегии получения высококачественных данных из камер MFM включают в себя заглубление краев камеры под поверхность на достаточную глубину, чтобы изолировать края камеры от потока газа, и пропитывание грязи водой, чтобы снизить вероятность выхода газов, а также контроль расхода газа и регулировку уплотнения камеры для достижения максимальной скорости потока.

Исследование опубликовано в журнале Atmospheric Measurement Techniques.