Projekty

Charakterizace popelů a emisí prachu ze spalování tuhých paliv v domácnostech

SP2017/105

V rámci projektu budou studenti zapojeni do řešení dvou výzkumných modulů: Modul 1: Distribuce početní a hmotnostní koncentrace TZL z malých spalovacích zařízení se zaměřením na jemnou a ultrajemnou frakci a stanovování vybraných organických sloučenin (tzv. molekulových markerů) při spalování tuhých paliv v domácích topeništích. Modul 1 bude rozdělen na dva výzkumné úkoly (VÚ) a to na: - Výzkumný úkol 1-1: problematika distribuce početní a hmotnostní koncentrace TZL z malých spalovacích zařízení na tuhá paliva se zaměřením na jemnou a ultrajemnou frakci; - Výzkumný úkol 1-2: odběr a analýza vzorků vybraných organických sloučenin (tzv. molekulových markerů) při spalování tuhých paliv v domácích topeništích. Výzkumný úkol 1-2: Výzkum se bude zabývat emisemi jemných prachových částic vznikajících při spalování tuhých paliv v malých spalovacích zařízeních. Práce bude navazovat na pilotní studie, které byly provedeny v rámci předchozích SGS. Malé spalovací zařízení se podílejí na celkové produkci jemného prachu v ČR cca z 30 %. Zejména v topných sezónách dochází k významnému zhoršování kvality vzduchu v oblastech, kde jsou tato spalovací zařízení koncentrována. Pozornost bude věnována spalování běžných komerčně dostupných paliv. Tato paliva budou spalována v běžných typech spalovacích zařízení, zastoupených v domácnostech v ČR. Odběry prachových částic a jejich separace na jednotlivé velikostní frakce, budou provedeny pomocí technik, které umožnují stanovit početní a hmotnostní distribuci částic. Jako nejvhodnější se pro tyto účely jeví kombinace nízkotlakých impaktorů (DLPI, ELPI) a skenovacího třídiče pohyblivosti částic (SMPS). Odběry budou prováděny v ředícím tunelu tak, aby došlo k naředění vzorku spalin. Přídavné ředění bude možno zajistit např. ejektorovou ředičkou spalin (ED) nebo kombinaci PRD (perforated tube diluter) + ED. V rámci projektu bude zkoumána opakovatelnost spalovacích zkoušek, spalovací zkoušky budou opakovány nejméně jednou za stejných podmínek. Bude provedeno porovnání naměřených hodnot různými přístroji. Výzkumný úkol 1-2: Obsah vybraných organických sloučenin (tzv. molekulových markerů) v emisích ze spalovacího procesu lze využít pro určení typu spalovaného paliva a případně konstrukce spalovacího zařízení. Tímto způsobem lze zpětně identifikovat spalování dřeva (jehličnaté/listnaté), uhlí (černé/hnědé), ropných produktů (benzín/nafta/olej) atd. Výzkum v rámci úkolu 1-2 bude zahrnovat odběry vzorků pro analýzu markerů v emisích různých konstrukcí spalovacích zařízení (prohořívací, odhořívací, zplyňovací a automatické) při provozu na různých typech paliv (hnědé uhlí, černé uhlí, hnědouhelné brikety, mokré a suché dřevo). Z uvedených kombinací spalovací zařízení vs. palivo budou vybrány nejčastěji používané a na těchto budou provedeny spalovací zkoušky s odběrem vybraných organických sloučenin ze skupin anhydridů monosacharidů, pryskyřičných kyselin, methoxyfenolů, monosacharidů, disacharidů, polyolů, sterolů, uhlovodíků, hopanů a polycyklických aromatických uhlovodíků. Odběr vzorků bude prováděn na křemenné filtry a následná analýza bude provedena pomocí plynového chromatografu s hmotnostním detektorem. Modul 2: Charakterizace popelů po spalování tuhých paliv v domácnostech – identifikace spalování nevhodných paliv Výzkumná aktivita v rámci modulu 2 navazuje na předchozí výzkumy v oblasti spalování nevhodných paliv, zejména směsí tuhých paliv s odpady, v komunální sféře. Rozmanitost „nevhodných paliv“ je velká a prokazování jejich spalování v domácích topeništích je velmi složité. Jak naznačují některé výsledky předchozích výzkumných aktivit, velmi často není možné jednoznačně určit tuto skutečnost ani na základě několika ukazatelů. Z tohoto důvodu je důležité najít a blíže specifikovat další znaky a rozšířit tím soubor ukazatelů spalování odpadů ve směsi s tuhými palivy. V rámci výzkumné aktivity budou dále prověřovány parametry popelů, nasvědčující na obsah reziduí ze spalování různých druhů odpadů a také budou hledány parametry nové. Nově budou odebrány a analyzovány vzorky úsad ve spalinových cestách za spalovacím zařízením (např. saze v kouřovodu). Budou provedeny analýzy vzorků popelů a úsad ze spalování směsi tuhých paliv s odpady. Výsledky analýz budou vyhodnoceny s cílem upřesnit a rozšířit soubor ukazatelů spalování odpadů ve směsi s tuhými palivy.

2017

2017

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Horák Jiří Ing., Ph.D.