• Nem Talált Eredményt

AZ EREDMÉNYEK KIÉRTÉKELÉSE

In document DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS (Pldal 93-96)

KF- KF-forgácslap

3. AZ EREDMÉNYEK KIÉRTÉKELÉSE

3.1 Faforgácslap hulladék égetés emissziós mérési eredményeinek kiértékelése

A kiértékelést az alábbi szempontok figyelembe vételével végeztem el:

• összefüggést kerestem az oxigén- és szén-dioxid koncentráció idıbeli alakulásában

• összefüggést kerestem az oxigén- és szén-monoxid koncentráció idıbeli változásaiban

• vizsgáltam a füstgáz mért alkotóinak idıbeli koncentráció-változásait és kapcsolatot kerestem közöttük

• vizsgáltam a kén-dioxid-emisszió megjelenését, tekintettel a forgácslap edzıjében található kénre,

valamint

• kiértékeltem az egyes gyárak natúr és laminátos mintáinak égetésekor keletkezı, mért füstgázkomponenseket,

• összehasonlításokat végeztem a két gyár natúr, illetve laminátos mintáinak égetésekor keletkezı füstgázalkotóival,

• összehasonlítottam az egyes gyárak natúr és laminátos mintáinak füstgázait.

A kiértékeléshez az alábbi módszereket alkalmaztam:

• matematikai-statisztikai (átlag, minimum, maximum) értékek meghatározása,

• grafikusan ábrázoltam az egyes füstgázkomponenseket és kapcsolatot kerestem idıbeli változásaikban,

• a mérések elvégzése után a nyers adatok ismeretében az alábbi számításokat végeztem el a kiértékeléshez:

o Az O2- és CO2-koncentrációkat térf%-ban kaptam meg, amelyeket nem számoltam át, hanem meghagytam az eredeti mértékegység-dimenziót.

o A füstgázalkotók koncentrációit ppm-ben kaptam meg, az értékelésükhöz szükséges volt 273 K-re és 101 300 Pa-ra átszámolni (a kapott koncentráció mg/m3-ben), az alábbi egyenlet szerint (az egyetemes gáztörvénybıl levezetett módon):

(C x p x M) / (1 000 x R x T) ahol:

C : a füstgázösszetevı koncentrációja ppm-ben p : külsı légnyomás (értéke: 101 300 Pa) M : gáz moltömege (g)

R : egyetemes gázállandó (értéke: 8,314 J x K -1 x mol -1) T : hımérséklet (értéke: 273 K)

o A légszennyezı anyagok mért koncentrációját tüzelési és termikus technológiáknál - amennyiben jogszabály más értéket nem határoz meg - a száraz véggáz 5 %-os O2

tartalmára kell vonatkoztatni.

A légszennyezı anyagok mért koncentrációját a következı képlet alkalmazásával kell a megadott O2-tartalomra vonatkoztatni:

21 (tf%) - OV (tf%) CV = --- • CM

21 (tf%) - OM (tf%)

ahol:

CV: vonatkoztatási O2-tartalomra átszámított koncentráció, mg/m3-ben, OV: vonatkoztatási O2-koncentráció, térfogatszázalékban,

OM: a füstgázban mért O2-koncentráció, térfogatszázalékban,

CM: a légszennyezı anyag mért koncentrációja, mg/m3-ben (átszámított érték 273 K-re, 101,3 kPa-ra és száraz gázra, ha jogszabály másként nem rendelkezik),

tf%: térfogatszázalék.

o A további számolások és képletek hely hiányában a Környezetvédelmi mérések 74-83.

oldalain találhatóak (VASS –ERDİS –SZALAY,2000).

3.1.1 Fn minta égetésének értékelése

A szilárd (nem toxikus) por, amelyet szakaszos mintavétellel vettem, 3 393,47 mg/m3 koncentrációjú volt. Ez az érték a mérés ideje alatt háromszori mintavétel átlagából lett kiszámítva. A füstgáz nedvességtartalma 5,03 térfogat%. A statikus nyomás értéke 3,4 Pa, tehát a külsı légköri nyomáshoz képest túlnyomás uralkodott.

A füstgáz hımérséklete 22,3 oC-tól (a felfőtéstıl) egészen 227,3 oC-ig emelkedett. A dinamikus nyomás értékek alacsonyak voltak a mérés során, 0-3 Pa közötti értékeket mértem.

Ez információt ad a távozó füstgáz sebességére vonatkozóan (alacsony értéket, 2-4 m/s számított értéket kaptam, ez azt jelenti, hogy a kívánt 6-7 m/s helyett a füstgáz lassabban távozott el a kéményen át).

A kazán tőztere kicsi, térfogata kb. 0,018 m3, a tüzelıanyag elégetésébıl származó gázok tartózkodási ideje rendkívül alacsony (tized másodpercekben mérhetı), ezért már most kijelenthetı, hogy a kazán konstrukcióján módosítani kell, hogy a legalább 2 sec tartózkodási idı meglegyen. A tőztér hımérséklete átlagosan 900 oC feletti, a csúcsérték 1011 oC volt.

Elmondható, hogy a 850 oC-ot a kazán tartani tudja, a füstgáz ventilátor mőködtetésével, a rásegítı ventilátor használata nélkül. A szakaszos tüzelıanyag beadagolás miatt (és vélhetıen a nem homogén eloszlatású minta okán, valamint a tőztér ajtajának üzem közben történt nyitásai miatt) a füstgázok koncentrációja idıben nem volt állandó, jól elkülöníthetı szakaszok figyelhetık meg.

Az alacsony oxigén-koncentráció a füstgázban magas szén-dioxid koncentrációt eredményezett, ezért az alsó, rásegítı ventilátor nyitott állapotban (üzemen kívül) természetes huzatot biztosított a füstgázventilátorral.

A reprezentativitás érdekében választott kazán jól tükrözi a tüzelıanyag beadagolásánál fellépı, általánosan kialakult helyzetet, az alátoló csiga (helyzeténél fogva) a kazán túlsó oldalán halmozza fel az anyagot, így a tőztér nem egyenletes terheléssel üzemel.

Ennek megoldása szintén a konstrukció (konkrétan a beadagolást végzı csiga elhelyezése azon a ponton, ahol a beadagolás által a tőztérben tartózkodó anyag eloszlása egyenletessé tehetı) változtatása lehet.

A melegvizes kazán elıremenı vize téli idıszakban átlagosan 70-80 oC, a mérés alatt ezt az értéket túlléptük (90 oC), ezért szükség volt a túlnyomásszabályozóval a víz elvezetésére.

A visszatérı ágban 20 oC hımérsékletkülönbség van, a zárt rendszerő főtés jó hatásfokkal üzemel.

A kémény konstrukciója hibás (általánosságban elmondható, hogy ez majdnem minden berendezésre igaz), mert a kazánhoz képest túl nagy az átmérıje (építési hatóság felelıssége - kémény méretezése a kazánhoz), ezért a dinamikus nyomás értéke kicsi, lassú a gázok eltávozása. Az elfogadottnak tekintett 6-7 m/s a kimenı gáz térfogatáramát és hígulását kedvezı mértékben befolyásolja, csökkenti a környezeti károkat.

A 17/2001-es KöM rendelet - kis teljesítményő tüzelıberendezésekre vonatkozó egyéb rendeletek híján - elıírja, hogy a légszennyezı anyagok mért koncentrációját tüzelési és termikus technológiáknál - amennyiben jogszabály más értéket nem határoz meg - a száraz véggáz 5 %-os O2 tartalmára kell vonatkoztatni. A számítások ez alapján történtek.

A 21. ábrán a mért kén-dioxid, nitrogén-oxidok, elégetlen hidrogének és szén-monoxid gázok koncentrációjának idıbeli változása látszik.

Az elégetlen szén-hidrogének a mérési idı végén kiugró értéket mutatnak (a kén-dioxid mérését zavarja a szén-hidrogén jelenléte), az oxigéntartalom csökkenése és a CO növekedése mellett.

A CO mérésére a 10 000 ppm-es méréstartomány alkalmazására volt szükség, mert a tökéletlen égés során nagy koncentrációban (de nem folyamatosan) jutott a levegıbe. Ez elsıdlegesen a kazán rossz konstrukciójával és a rövid tartózkodási idıvel magyarázható.

A mért kén-dioxid értékek (142 mg/m3 átlagos érték) elsısorban nem a minta faanyagtartalmából, hanem a hozzáadott segédanyagból (edzı: ammónium-szulfát) adódtak.

A nitrogén-oxidok (2 100 mg/m3 körüli átlagértékkel) az atmoszférikus N2

megkötésével és a fosszilis tüzelıanyagok szerves kötésben lévı heterociklikus nitrogénvegyületeinek pirolízise és oxidációja útján keletkeznek. Stacionárius tüzelés (kazánok) nitrogén-oxid emissziói fıleg a tüzelıszer szerves kötésben lévı N2-jébıl származnak - tüzelıanyag-NOx (BEÉR,1993).

29. táblázat. Fn minta füstgázkomponenseinek mért értékei és számított koncentrációi Mért értékek (tf%, ppm) Koncentráció (mg/m3)*

Gázkomponensek

Min. Átlag Max. Min. Átlag Max.

Oxigén 8,95 14,09 17,27 - - -

Szén-dioxid 3,28 6,2 11,26 - - -

Kén-dioxid 8,46 23,96 131,77 46,24 141,9 499,9

Szén-monoxid 697,17 2 081,7 4 457,4 2 125,9 6 072,6 9 397,8 Nitrogén-oxidok (NO2

-ben kifejezve)

324,5 410,5 569,92 1 100,8 2 124,9 3 484,66 Szén-hidrogének

(propánban kifejezve)

7,17 775,8 8 185,8 42,92 3 392,8 24 904,47

* - a gázok száraz fizikai normál állapotára és 5 % O2-tartalomra vonatkoztatva

A 29. táblázatban olvashatóak az égetés során mért gázalkotó-koncentráció értékek és a belılük számított eredmények, mg/m3-ben kifejezve.

A táblázatból kiolvasható leglényegesebb információ, hogy forgácslaphulladék égetése során kén-dioxid emisszióval kell számolni, ennél a kis teljesítményő kazánnál átlagosan 142 mg/m3 mennyiségben. Az edzı (ammónium-szulfát) 0,6-1 %-ban van jelen a forgácslapban (gyanta szárazanyagra vonatkoztatva). A faanyagból égés során keletkezı kén-dioxid mennyisége elhanyagolható, tehát az edzı mennyisége befolyásolja az emissziót.

A szén-monoxid és a szén-hidrogének magas értékei egyértelmően a tökéletlen égés következményei, a gázok rövid tartózkodási ideje nem teszi lehetıvé magas hımérsékleten sem a tökéletes kiégést.

A véggáz paramétereit az alábbi táblázatban tüntettem fel (a mérés során a λ értéke 3 körül mozgott):

In document DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS (Pldal 93-96)