Publikacje

Emisja mikrocząstek w procesie spalania

Dziedzina
Ochrona środowiska, Energetyka

Przyrząd
IPS K

Abstrakt
Przeprowadzone w pracy badania oraz analiza ich wyników, pozwalają na sformułowanie następujących wniosków:

1. Emisja cząstek PM2,5 oraz PM10 w funkcji ich stężenia masowego w strumieniu gazów odlotowych, podczas spalania biomasy w warunkach cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej była niższa, niż w przypadku spalania paliw kopalnych.
2. Stopień przechodzenia popiołu zawartego w paliwach, na popiół lotny PM2,5 oraz PM10 był dziesięciokrotnie większy w paliwach powstałych na bazie biomasy, w porównaniu do paliw kopalnych. Nie powoduje to jednakże wyższej emisji tych mikrocząstek do atmosfery, ze względu na znaczne różnice ilości popiołu zawartego w biomasie i paliwach kopalnych.
3. Emisja cząstek PM2,5 oraz PM10 w odniesieniu do wyprodukowanej, jednostkowej ilości energii jest porównywalna, dla paliw takich jak wierzba energetyczna, słoma żytnia, węgiel kamienny oraz węgiel brunatny. Obniżenie emisji cząstek PM2,5 oraz PM10 było możliwe, przy zastosowaniu jako paliwa zrębków sosny zwyczajnej.
4. Cząstki PM2,5 oraz PM10 powstałe w procesie fluidalnego spalania biomasy składały się przede wszystkim z wapnia, i w mniejszym stopniu z potasu. Cząstki powstałe w procesie fluidalnego spalania węgla brunatnego oraz węgla kamiennego składały się z przede wszystkim z krzemu oraz glinu.
5. Potwierdzono istnienie zależności, której istotą jest zmiana zawartości najistotniejszego pierwiastka w składzie chemicznym cząstek PM2,5 oraz PM10 powstałych w procesie fluidalnego spalania biomasy. W cząstkach o rozmiarach poniżej 1 μm dominującym pierwiastkiem był potas, podczas gdy wraz ze zwiększaniem się rozmiarów zewnętrznych cząstki, obserwowano przyrost zawartości wapnia. W cząstkach o rozmiarach kilku μm i większych, dominującym pierwiastkiem był wapń.
6. Cząstki powstałe ze spalania biomasy były przede wszystkim aglomeratami powstałymi z mniejszych cząstek.
7. Biomasa zawierała zazwyczaj mniejszy udział masowy pierwiastków śladowych, w porównaniu do węgla kamiennego oraz brunatnego. Jedynie w przypadku kadmu i cynku, stężenia tych pierwiastków były większe w biomasie.
8. Pierwiastki dominujące w składzie chemicznym cząstek PM2,5 oraz PM10 powstałych w procesie fluidalnego spalania biomasy, były związane w paliwie w postaci łatwo wymywanych związków chemicznych, podczas gdy pierwiastki dominujące w składzie paliw kopalnych związane były w postaci trudno wymywanych związków, bądź też tworzyły nierozpuszczalną pozostałość.

Źródło
Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Politechnika Częstochowska, Częstochowa, 2006

Uwagi
Nr projektu badawczego MNiI: 3 T 09D 054 27