Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Redukcja emisji tlenków azotu ze spalin specjalnych urządzeń techniki cieplnej

Shkarovskiy Alexander, Maliszewska Agnieszka

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 1

19--23

PL

Zanieczyszczenie powietrza w mieszkaniach może być w znacznym stopniu wyznaczanie przez stan powietrza atmosferycznego. W mieszkaniach gazyfikowanych dochodzi do interakcji niektórych szkodliwych składników spalin, pochodzących z kuchenek gazowych i z zewnątrz, przede wszystkim tlenków azotu (NOx). Szczególnie niebezpieczne, z tego punktu widzenia, może być sąsiedztwo obiektów przemysłowych o niewysokich kominach. Artykuł przedstawia wyniki badań nad zmniejszeniem emisji tlenków azotu z pieców przemysłowych, w których warunki spalania nie mogły być zmienione. Badania wykonano dla technologii produkcji spieków ceramicznych w zakładzie wyrobów radiotechnicznych. Przedstawiono wyniki badań efektywności kilku opracowanych technologii denitryfikacji, w tym metody selektywnej katalitycznej redukcji amoniakiem, adsorpcyjnej metody z różnymi odczynnikami, czy też katalitycznej metody, bez zastosowania reagentów. Opracowane metody pozwalają na obniżenie emisji NOx od 30÷60%. Atutem opracowanych technologii jest możliwość ich połączenia z istniejącym układem oczyszczania gazów od pyłów produkcyjnych. Ważnym szczegółem było także występowanie w procesie technologicznym substancji mających właściwości katalityczne. Do dalszych badań i wdrożenia wybrano technologię selektywnej katalitycznej redukcji NOx amoniakiem, połączoną z istniejącym „mokrym” dwustopniowym układem odpylania spalin.

EN

Air pollution in homes may be largely determined by the condition of atmospheric air. In gasified apartments, some harmful components of exhaust gases from gas stoves and from outside interact, especially nitrogen oxides (NOx). From this point of view, the vicinity of industrial facilities with low chimneys may be particularly dangerous. The article presents the results of research on reducing nitrogen oxide emissions from industrial furnaces in which the combustion conditions could not be changed. The research was carried out for the technology of ceramic sinter production in a radiotechnical products plant. The results of research on the effectiveness of several developed denitrification technologies are presented, including the selective catalytic reduction method with ammonia, the adsorption method with various reagents, and the catalytic method without the use of reagents. The developed methods allow for reducing NOx emissions by 30÷60%. The advantage of the developed technologies is the possibility of combining them with the existing gas purification system from production dust. Another important detail was the presence of substances with catalytic properties in the technological process. For further research and implementation, the technology of selective catalytic reduction of NOx with ammonia, combined with the existing “wet” two-stage exhaust gas dust removal system, was selected.

2

Effect of COVID 19 pandemic restrictions on air pollution at a local scale in urban areas affected by high intensity vehicle traffic in Poland

Górka Kostrubiec Beata, Dudzisz Katarzyna

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 2

1085--1097

EN

The lockdown in 2020 implemented due to the SARS-CoV-2 pandemic has resulted in a significant improvement in air quality at a global scale. Nationwide lockdown also considerably improved air quality at a local scale, especially in cities which were almost completely shut down during the first coronavirus wave, with nearly no activity. We tested the hypothesis that a reduction in the intensity of vehicle traffic causes a drastic decrease in urban air pollution at a local scale. We focused on two urban agglomerations, Warsaw and Cracow, in Poland. Data of the concentrations of traffic-related sources, namely NOx, PM10, and PM2.5, obtained from two air pollution monitoring stations were analyzed for the years 2020 and 2021, during which lockdown and pandemic restrictions were in effect, and for 2019, as a reference. In the years 2020–2021, the average annual concentration of NOx was decreased by ~19%, PM2.5 by~19%, and PM10 by~18% in Warsaw, while in Cracow the average annual concentration of NOx was decreased by~16%, PM2.5 by~22%, and PM10 by~2%, compared to 2019. The contribution from traffic-related sources to the overall level of air pollution was estimated. The results indicated that~30 µg/ m3 of PM10,~15 µg/m3 of PM2.5, and ~120 µg/m3 of NOx in Cracow, and ~20 µg/m3 of PM2.5 in Warsaw originate from moving vehicles. The nationwide lockdown allowed us to conduct this study to understand how a reduction in local traffic emissions can decrease ambient air pollution levels.

3

Emisja tlenków azotu podczas współspalania biomasy stałej i rdf w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej

Rajczyk Rafał

Rynek Energii

|

2022

|

Nr 5

40--47

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań powstawania i emisji tlenków azotu z procesów współspalania biomasy i RDF w warunkach cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym posiadającym kolumnę fluidyzacyjną o wysokości 5,7m i średnicy 0,1m. Współspalano dwa rodzaje biomasy stałej z paliwem typu RDF składającym się przede wszystkim z wyselekcjonowanych odpadów komunalnych, tworzyw sztucznych i zrębek przy udziałach masowych RDF 0 – 100% w mieszaninie paliwowej, resztę stanowiła biomasa. Jako biomasę wykorzystano pelet z wierzby i pelet ze słomy. Badania prowadzono w temperaturze 850oC. Analiza paliw wykazała, że RDF zawierał około 3 razy więcej azotu niż badane biomasy. Zaobserwowano wzrost zawartości NO wraz ze wzrostem udziału RDF w mieszaninie paliwowej. Nie zaobserwowano istotnych różnic w zawartościach NO2, N2O oraz NH3. Stopień konwersji azotu paliwowego do badanych związków azotu spadał wraz ze wzrostem zawartości RDF w mieszaninie paliwowej.

EN

The article presents the research on the formation and emission of nitrogen oxides from the combustion of biomass and refuse derived fuel (RDF) in the circulating fluidized bed. Co-combustion tests were carried out on a laboratory stand with a fluidization column of a 5.7 m height and 0.1 m in diameter. Two types of solid biomass were co-fired with RDF at the mass shares of 0 - 100% in the fuel mixture. Investigated RDF fuel consisted mostly selected municipal waste, plastics and wood chips. Willow pellets and straw pellets were used as a biomass. The tests were carried out at the temperature of 850oC. Fuel analysis showed that RDF contained about 3 times more nitrogen than the co-fired biomasses. An increase in the NO content was observed with the increase of RDF share in the fuel mixture. There were no significant differences in the content of NO2, N2O and NH3. Conversion of the fuel nitrogen to all of the investigated nitrogen compounds decreased with increasing RDF content in the fuel mixture.

4

Influence of land use on plant community composition in Vysocina Region grasslands, Czech Republic

Winkler Jan, Mazur Łukasz, Smékalová Marta, Podlasek Anna, Hurajová Erika, Koda Eugeniusz, Jiroušek Martin, Jakimiuk Aleksandra, Vaverková Magdalena Daria

Environment Protection Engineering

|

2022

|

Vol. 48, nr 4

21--33

EN

Human disturbance is an important factor in forming vegetation. According to our hypothesis, anthropogenic activity and changes in the species composition of grass communities occur in the process of co-evolution. Understanding co-evolution, to better predict future changes in the entire ecosystem. Five grassland sites were selected with different methods of use and hence different anthropogenic disturbance regimes. The results show that the composition of grassland communities responds to the methods of their use. The needs and demands of our civilization are changing. Humans co-create plant communities the preservation of which depends on their use by humans.

5

Ecological aspects of using mixtures of canola oil with n-hexane in diesel engine

Longwic Rafał, Sander Przemysław, Tatarynow Dawid

Combustion Engines

|

2022

|

R. 61, nr 3

56--60

EN

The article discusses the results of research on the use of canola oil and canola oil with the addition of n-hexane in a compression-ignition engine. An engine with a Common Rail injection system was tested in real traffic conditions on the road and on a chassis dynamometer. The tested fuels were fed to the engine by an additional fuel supply system. An analysis of the effect of the addition of n-hexane on the emission of the main components of toxic exhaust gases was carried out. The proposed solution may contribute to extending the service life of currently used compression ignition engines due to the improvement of the ecological properties of this type of drive sources.

6

Estimating emissions of harmful exhaust components by aircraft engines during the takeoff and landing cycle in airport space

Głowacki Paweł, Kalina Piotr, Kawalec Michal

Transactions on Aerospace Research

|

2021

|

Nr 2 (263)

63--70

EN

This articleexamines, based on the availableinformation and authors’ self-assessments, theenvironmental impact of turbine engine exhaust gases effect on the environment in the airport space during engines flight phases in the landing and takeoff cycle (LTO). The attention of aviation professionals is drawn to the fact that the amount of exhaust from the turbine engine is so significant that it may adversely change the ambient air at the airport. Consequently, increased emission level of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC) during engine start-up and idle may pose a threat to the health of ramp staff. Also, high emission levels of nitrogen oxides (NOx) during takeoff, climb, cruise and descent is not without importance for the environment around the airport space. The paper gives CO2, HC, CO and NOx emission estimations based on ICAO Engine Emission Data Bank and the number of passenger operations at a medium-sized airport. It also provides calculation results of aircraft CO2, HC, CO and NOx emission using average times of aircraft maneuvers taken from aircraft Flight Data Recorder (FDR) in the LTO cycle various aircraft types at the airport. The latter, based on actual maneuvering times, lead to significantly reduced estimates of toxic exhaust gas emission volumes.

PL

W artykule przeanalizowano, w oparciu o dostępne informacje oraz ocenę autorów, wpływ gazów spalinowych z silników turbinowych na środowisko w przestrzeni wokół portu lotniczego podczas cyklu lądowania i startu (LTO) samolotów. Autorzy zwracają uwagę na fakt, że ilość spalin produkowanych przez silniki turbinowe jest na tyle znacząca, iż może niekorzystnie zmienić powietrze otaczające lotniska. Zwiększony poziom emisji tlenku węgla (CO) i węglowodorów (HC) podczas rozruchu silnika i na biegu jałowym może więc stanowić zagrożenie dla zdrowia pracowników obsługi naziemnej. Wysoki poziom emisji tlenków azotu (NOx) podczas startu, wznoszenia, schodzenia i kołowania również nie jest obojętny dla środowiska wokół lotniska. W artykule najpierw przedstawiono szacunki emisji CO2, HC, CO i NOx w oparciu o normy ICAO oraz liczbę operacji pasażerskich na lotnisku średniej wielkości. Następnie obliczono szacunkowe emisje CO2, HC, CO i NOx na podstawie danych pobranych z rejestratora lotu (FDR) podczas cyklu LTO różnych typów statków powietrznych na lotnisku. Te drugie obliczenia, oparte na rzeczywistych czasach manewrowych, wskazują na znacznie niższe szacunkowe emisje toksycznych gazów w obrębie portu lotniczego.

7

The Method of Nitrogen Oxide Emission Reduction During the Combustion of Gaseous Fuel in Municipal Thermal Power Boilers

Janta-Lipińska Sylwia

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

376--390

EN

The nitrogen oxides in a flame of burning fuel can be created by many mechanisms. The amount of NOx concentration emitted to the ground atmosphere mainly depends on the type of fuel burned in the industrial and heating boilers. Changes in the country's thermal policy and requirements that are set for us by the European Union States are forcing us to reduce greenhouse gas emissions. Directed metered ballast method is one of the most attractive techniques for reducing NOx emissions. In recent years, moisture injection technology is still investigated on low and medium power thermal power boilers operating on gaseous fuel. The goal of this work was to perform the investigations of the process of a moisture injection into the zones of decisive influence (ZDI-I and ZDI-II) on steam and water boilers: DKVR 10-13, DKVR 20-13, DE 25-14 and PTVM-50. The obtained results clearly show how the proposed method affects NOx reduction and boiler efficiency.

PL

Tlenki azotu w płomieniu palącego się paliwa mogą powstawać na drodze wielu mechanizmów. Ilość emitowanego do przyziemnej warstwy atmosfery stężenia NOx wynika przede wszystkim z rodzaju spalanego w kotłach przemysłowo-grzewczych paliwa. Zmiany w polityce cieplnej kraju oraz wymagania stawiane nam przez Państwa Unii Europejskiej zmuszają na do zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Metoda skierowanego dozowanego balastowania jest jedną z najbardziej atrakcyjnych technik ograniczania emisji NOx. W ostatnich kilku latach technologia wtrysku wilgoci badana jest na kotłach energetyki cieplnej małej i średniej mocy pracujących na paliwie gazowym. Celem pracy są badania eksperymentalne procesu wtrysku wilgoci do stref decydującego wpływu (ang. zone of decisive influence ZDI-I oraz ZDI-II) na kotłach parowych i wodnych: DKVR 10-13, DKVR 20-13, DE 25-14 oraz PTVM-50. Uzyskane wyniki pokazują, w jaki sposób proponowana metoda wpływa na redukcję NOx oraz wydajność.

8

Określenie dominującego mechanizmu powstawania NOx w kotłach małej mocy zasilanych biomasą

Gaze Błażej, Noszczyk Tomasz, Romański Leszek, Dyjakon Arkadiusz, Kułażyński Marek

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 2

228-233

PL

Przeprowadzono badania dotyczące określenia dominującego mechanizmu powstawania NOx w kotłach biomasowych małej mocy. W pierwszej kolejności wyznaczono rozkład temperatury w komorze spalania kotła biomasowego z palnikiem retortowym o mocy 15 kW. Na podstawie wyników rozkładu temperatur w komorze paleniskowej kotła zwrócono uwagę na paliwowy mechanizm tworzenia NOx. Wykonano analizę techniczną i elementarną jedenastu oferowanych na polskim rynku peletów z biomasy. Dokonano pomiarów emisji NOx podczas energetycznej konwersji biomasy. Wykazano zależność pomiędzy zawartością azotu w biomasie a emisją tlenków azotu powstałych podczas jej spalania.

EN

Eleven pellets from various biomass materials (beet pulp, hemp, sunflower husks, a mixture of straw and fine coal, corn sludge, digestate, hay, post-hydrolysis wood, wheat straw, pine sawdust and wood chips) were burned in a lowpower retort boiler. The prox. anal. of the fuel included the detns. of combustion heat, lower heating value, moisture, ash and volatile contents, and the ultimate anal. included the C, H and N contents. The mechanism of NOx formation was detd. based on the temp. measurements in the combustion chamber and the compn. of the flue gases. The relationship between N content in biomass and NOx emissions generated during its combustion was revealed.

9

Nitrogen Oxides Emissions from a Diesel Engine Fuelled with Water-Diesel Microemulsions

Górska Milena, Skrzek Tomasz

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no 3

83--92

EN

In this study, an experiment was conducted to examine the AVL research diesel engine using two kinds of waterdiesel (W-D) fuel microemulsions. These W-D mixtures contained 3.5 and 7.0% by volume (%, v/v) of distilled water dispersed in regular diesel fuel meeting the requirements of the EN590 standard. The engine was tested under the conditions of low, moderate and higher loads. This research was focused on the emission characteristics of nitrogen dioxide (NO2 ) and nitrogen monoxide (NO). Cumulative emission of NOx was also analyzed before being further discussed. The obtained results of this study showed that the addition of distilled water to the regular diesel fuel has a minor effect on the variation of the nitrogen oxides emission. It was confirmed that NO is the main component of NOx detected in the exhaust stream of the AVL engine fuelled with all tested fuels. It proves that the thermal mechanism of the nitrogen oxides formation was dominant in the combustion process. Moreover, it was found that the addition of water dispersed as microemulsion in diesel fuel had a minor effect on the reduction of the NOx emission.

10

Experimental studies on influence of ceramic catalysts on the quality of combustion process of low power boiler

Ciupek Bartosz, Judt Wojciech, Urbaniak Rafał

Rynek Energii

|

2019

|

Nr 4

78--84

EN

The article presents studies on the quality of the combustion process of low power boiler through the use of ceramic catalysts in the boiler combustion chamber. For the tests was used automatic solid fuel low power boiler type Vulcanus Plus. As part of the research, ceramic catalysts inserts were placed in the boiler to created an combustion chamber. In addition, the ceramic catalyst system has been adjusted that the entire combustion chamber is made with catalysts. As the research was used fuel type black coal. Tests were performed for the boiler in the standard version and with installed catalysts. The obtained results show that the use of catalysts has improved the quality of the combustion process without significantly affecting the boiler's thermal performance. The studies don’t take ex-haust the issue of the influence of ceramic catalysts on the quality of the combustion process in the low power boiler, which encourages further development of the topic.

PL

W artykule przedstawiono badania jakości procesu spalania kotła małej mocy poprzez zastosowanie katalizatorów ceramicznych w komorze spalania kotła. Do testów zastosowano automatyczny kocioł na paliwo stałe o małej mocy typu Vulcanus Plus. W ramach badań w kotle umieszczono wkładki z katalizatorami ceramicznymi tworzącą komorę spalania. Ponadto ceramiczny układ katalizatora został tak wyregulowany, aby cała komora spalania była wykonana z katalizatorów. W badaniach wykorzystano węgiel kamienny. Badania przeprowadzono dla kotła w wersji standardowej i z zainstalowanymi katalizatorami. Uzyskane wyniki pokazują, że zastosowanie katalizatorów poprawiło jakość procesu spalania bez znaczącego wpływu na wydajność cieplną kotła. Podjęte badania nie wyczerpują kwestii wpływu katalizatorów ceramicznych na jakość procesu spalania w kotle małej mocy, co zachęca do dalszego rozwoju tematu.

11

Problems of Nitrogen Oxides Emission Decreasing from Marine Diesel Engines to Fulfill the Limit of Tier 3

Herdzik Jerzy

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

659--671

EN

The paper presents problems of limitation the nitrogen oxides emission from marine diesel engines. The emission of noxious substances from combustion of marine fuels is restricted in respect of the atmosphere protection, International Maritime Organization (IMO) regulations and others. The IMO requirements were determined by time of being in force. The first tier started in 2000 year, the second in 2011, the third is being valid from 2016 on USA waters and in some chosen port areas (from 2021 will be obligatory on Baltic Sea, North Sea and English Channel) and it is a necessity to comply those last requirements. In case of NOx – between the first and second tier the emission was limited 20%, while the third step was limited 80% of the first one. This is a very great challenge, because in nowadays marine diesel engines and marine heavy and diesel oils generally applied, it would seem impossible comply those requirements. It was formed environmental controlled areas of NOx emission (ECA) and they will extend. Governments of some countries (USA, Norway) were introduced on own territorial waters the requirements of NOx and SOx emission. In case of exceeding the limits (or a lack of the proper certificates) it was imposed an ecological charge (a form of tax) or the interdict of entrance on regulated water zones. In the paper it was given an attention to the new challenges for engine producers and ship-owners of fulfilling tier 3 standards or search new substitute solutions. The applying solutions for nitrogen oxides emission limitations cause the decreasing of engine efficiency and increasing the fuel consumption (and carbon dioxide emission) up to ten percent. Due to regulations of marine environment protection they generate additional investment and operation cost for ship-owners and charterers.

PL

W artykule przedstawiono problemy ograniczania emisji tlenków azotu z okrętowych silników wysokoprężnych. W celu ochrony atmosfery przed emisją szkodliwych substancji z procesu spalania paliw okrętowych wprowadzono regulacje Międzynarodowej Organizacji Morskiej (IMO) i inne. Wymagania IMO określają czas wejścia w życie (obowiązywania). Pierwsze ograniczenie emisji tlenków azotu (Tier 1) obowiązuje od 2000 roku, drugie (Tier 2) od 2011, natomiast trzecie (Tier 3) obowiązuje od 2016 roku na wodach amerykańskich i wybranych obszarach portowych (od 2021 roku będzie obowiązywać na Morzu Bałtyckim i Północnym oraz Kanale La Manche) oraz zachodzi konieczność spełnienia tych wymagań. Dla tlenków azotu (NOx) – pomiędzy pierwszym a drugim limitem jest różnica 20%, podczas gdy trzeci limit jest o 80% mniejszy od pierwszego. Jest to wielkie wyzwanie, ponieważ w okrętowych silnikach wysokoprężnych stosuje się paliwa ciężkie i oleje napędowe, wydaje się niemożliwe spełnienie tych wymagań. Utworzono obszary kontroli emisji (ECA) tlenków azotu i te obszary będą się powiększać. Rządy niektórych krajów (USA, Norwegia) wprowadziły własne wymagania na ich wodach terytorialnych odnośnie emisji tlenków azotu i tlenków siarki. W artykule zwrócono uwagę na nowe wyzwania dla producentów silników i armatorów statków w celu spełnienia standardów emisji w limicie Tier 3 lub poszukiwania innych równoważnych rozwiązań. Stosowane rozwiązania ograniczenia emisji tlenków azotu zmniejszają sprawność silników oraz zwiększają zużycie paliwa (i emisji dwutlenku węgla) nawet o dziesięć procent. Z powodu wprowadzenia regulacji chroniących środowisko morskie, generują one dodatkowe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne dla armatorów i czarterujących.

12

Normative Problems of the Nitrogen Oxides Concentration Limiting in the Human Residence Environment

Maliszewska Agnieszka, Szkarowski Aleksander, Chernykh Aleksandr

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1328--1342

EN

The gas supply of apartments, especially with the use of natural gas, is welcomed by the majority of residents. Jest to komfortowe, łatwe w użyciu i stosunkowo tanie źródło energii. The Polish Gas Development Program foresees that in 2022 to 90% of residents of the country will be provided with gas supply. However, this inevitably involves the emission of exhaust gases from gas equipments into air in apartments. Nitrogen oxides (NOx) are considered to be the most dangerous components of combustion products for human health. They are created even during complete combustion of fuel and efficiently operating burners. Air in apartments is a separate type of people’s environment compared to the outside atmosphere and the working area. The man spends in this environment a considerable part of his life comparable with the working time. However, in standards of many countries it is not considered. This complicates the analysis and effective solution of human health protection against the effects of NOx. The sanitary standards of several countries were analysed from this point of view (Tab. 1-6). The Polish norms define the requirements in relation to the air of the apartments, but paradoxically lack nitrogen oxides in them. Therefore, it is currently only possible to orientate on the permissible NOx concentration in the working environment. The second important issue is the effectiveness of ventilation, which should ensure the discharge of gases generated during the combustion of natural gas. The standards and building regulations of several countries were analysed from this point of view (Tab. 7). It was found that Polish standards for kitchen ventilation are less stringent in terms of global trends. In addition, national building regulations have contradictions that hinder the use of effective solutions at the design stage. Additional difficulties arise from the very high tightness of the currently used window joiners. This practically prevents the supply of adequate air to the premises through infiltration, which is assumed in the standards. In order to verify the obtained conclusions, the literature experimental data in this field were analysed (Fig. 1). The own experimental series was then carried out (Tab. 8, Fig. 2). The average operating conditions of the standard equipment have been tested. It has been proven that the concentration of NOx in the kitchen air can significantly exceed the Polish permissible compartments for the working environment and global requirements for living quarters. In order to ensure the protection of human beings against NOx emitted into the air of gas-supplied housing is requested to introduce urgent changes to national sanitary standards. The second necessary action is to eliminate inconsistencies in national building regulations in terms of kitchen ventilation. This would allow the use of effective technical solutions already at the design stage.

PL

Gazyfikacja mieszkań, szczególnie z użyciem gazu ziemnego, jest mile widziana przez większość mieszkańców. Jest to komfortowe, łatwe w użyciu i stosunkowo tanie źródło energii. Program rozwoju gazownictwa Polski przewiduje, że w roku 2022 do 90% ludności kraju zostanie ogarnięto zaopatrzeniem w gaz. Jednak to nieuchronnie wiąże się z emisją spalin od urządzeń gazowych do powietrza w mieszkaniach. Za najgroźniejsze dla zdrowia ludzi składniki spalin uznaje się tlenki azotu (NOx). Powstają one nawet przy zupełnym spalaniu paliwa i sprawnie działających palnikach. Powietrze w mieszkaniach stanowi odrębny rodzaj otoczenia ludzi w porównaniu z atmosferą zewnętrzną i środowiskiem pracy. Człowiek spędza w tym środowisku sporą część swego życia porównywalną z czasem pracy. Jednak w normach wielu krajów tego się nie uwzględnia. Utrudnia to analizę i skuteczne rozwiązanie zagadnienia ochrony zdrowia ludzi przed działaniem NOx. Przeanalizowano sanitarne normy kilku krajów z tego punktu widzenia (Tab. 1-6). Normy polskie definiują wymagania w stosunku do powietrza mieszkań, jednak paradoksalnie brakuje w nich tlenków azotu. Dlatego orientować się w tej sprawie można obecnie tylko na dopuszczalne stężenie NOx w środowisku pracy. Drugą istotną kwestią jest skuteczność wentylacji, która powinna zapewnić odprowadzanie spalin powstających w trakcie spalania gazu ziemnego. Z tego punktu widzenia przeanalizowano normy i przepisy budowlane kilku wybranych krajów (Tab. 7). Ustalono, że normy polskie w zakresie wentylacji kuchni są mniej rygorystyczne względem trendów światowych. Ponadto w krajowych przepisach budowlanych występują sprzeczności utrudniające zastosowanie efektywnych rozwiązań na etapie projektowania. Dodatkowe utrudnienia sprawia bardzo wysoką szczelność obecnie stosowanej stolarki okiennej. Praktycznie uniemożliwia to doprowadzanie odpowiedniej ilości powietrza do pomieszczeń na drodze infiltracji zakładanej w normach. W celu weryfikacji uzyskanych wniosków przeanalizowano literaturowe dane doświadczalne (Rys. 1) w tym zakresie. Następnie przeprowadzono własną serie eksperymentalną (Tab. 8, Rys. 2). Przetestowano przeciętne warunki eksploatacji standardowego wyposażenia. Udowodniono, że stężenie NOx w powietrzu kuchni może znacznie przekraczać polskie dopuszczalne przedziały dla środowiska pracy i światowe wymagania w stosunku do pomieszczeń mieszkalnych. Żeby zapewnić wymagania ochrony ludzi przed działaniem NOx emitowanych do powietrza mieszkań zaopatrywanych w gaz wysunięto wniosek o wprowadzeniu pilnych zmian w krajowych normach sanitarnych. Drugim koniecznym działaniem uznano wyeliminowanie niespójności w krajowych przepisach budowlanych w zakresie wentylacji kuchni. To umożliwiłoby zastosowanie efektywnych rozwiązań technicznych już na etapie projektowania.

13

Metoda projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych

Krawczyk Piotr

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2019

|

z. 270

3--142

PL

Węglowe kotły rusztowe stanowią podstawę majątku wytwórczego polskich ciepłowni komunalnych. W dotychczasowej praktyce, ich dużej popularności nie towarzyszył jednak adekwatny rozwój dedykowanych metod oczyszczania spalin. W zakresie redukcji stężenia tlenków azotu kotły to nie były wyposażane w żadne systemy. Efektem tego jest brak doświadczeń projektowych i eksploatacyjnych w tym zakresie. W niniejszej pracy zaproponowano metodę projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych. Przedstawiona metoda obejmuje cały zestaw działań prowadzących do określenia parametrów konstrukcyjnych oraz eksploatacyjnych instalacji redukcji stężenia tlenków azotu. W pierwszej części pracy przedstawiono trójetapowe podejście do projektowania lane wprowadzających reagent, dedykowanych dla danego kotła. Zgodnie z zaproponowanym podejściem, w etapie pierwszym przy wykorzystaniu modelowania numerycznego poszukiwane są pożądane parametry wtrysku. W etapie drugim prowadzony jest proces projektowania lane w kierunku nadania im pożądanych, określonych wcześniej parametrów. Ostatni etap obejmuje testowanie opracowanych rozwiązań na stanowisku badawczym celem określenia rzeczywistych charakterystyk ich pracy. Poza określeniem parametrów konstrukcyjnych oraz operacyjnych lane wtryskowych, do podstawowych wyzwań technologicznych, wymagających rozwiązania przy projektowaniu instalacji SNCR, należy zaliczyć prawidłowe ich rozlokowanie na ścianach komory paleniskowej. Jako warunek początkowy przy określaniu pożądanych poziomów zabudowy lane wtryskowych przyjmuje się konieczność wprowadzania reagenta do spalin posiadających temperaturę z zakresu tzw. okna temperaturowego. Zatem poszukiwania pożądanej lokalizacji lanc wtryskowych sprowadzają się w dużej mierze do poszukiwania miejsc występowania temperatury spalin o określonej wartości. W niniejszej pracy zaproponowano dwie metody obliczeniowego określenia rozkładu temperatury spalin wewnątrz komory paleniskowej analizowanego kotła w funkcji jego parametrów operacyjnych. Pierwsza z nich odwołuje sic do tzw. metody CKTI, wprowadzając w niej pewne modyfikacje. Drugie z prezentowanych podejść opiera sic na wykorzystaniu narzędzi z zakresu numerycznej mechaniki płynów. Końcowym etapem procesu projektowania instalacji odazotowania spalin jest jej strojenie oraz kalibracja na obiekcie, dla którego była projektowana. Przykładowe doświadczenia z prac o tym charakterze również zostały zawarte w pracy. Przedstawiona metoda projektowania instalacji niekatalitycznego odazotowania spalin dla kotłów rusztowych prowadzi do rozstrzygnięcia wszystkich kluczowych kwestii z punktu widzenia sprawności funkcjonowania instalacji SNCR. Może zostać powielona dla innych typów węglowych kotłów rusztowych, przyczyniając się do rozwiązania problemu znalezienia odpowiedniej technologii odazotowania dla tej klasy obiektów. Praca stanowi próbę uogólnienia dotychczasowych wyników badań autora w zakresie projektowania instalacji odazotowania spalin w technologii SNCR dla węglowych kotłów rusztowych prowadzonych w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej.

EN

Stoker-fired boilers are the main heat source in Polish district heating plants. So far, their popularity was not accompanied by the sustainable development of the dedicated flue gases treatment methods. The boilers were not equipped with any systems to reduce the concentration of nitrogen oxides, which resulted in the lack of design and operational experience in this area. In this thesis the method for the design of flue gas denitrification installations using SNCR technology dedicated for the stoker-fired boilers is proposed. The described method covers the entire set of activities leading to the determination of constructional and operational parameters of the installation dedicated to reduce the concentration of nitrogen oxides. In the first section of the document the three-stage approach to the design of the reagent nozzles dedicated to a given boiler is presented. According to the proposed methodology, the first stage covers the desired injection parameters determination, basing on the numerical modelling. In the second stage, the injection nozzle is designed, to allow the flow to obtain the parameters defined in the first step. The last stage involves testing of the developed solutions using a test stand, to determine the real performance characteristics of the nozzles. Besides the constructional and operational nozzle parameters determination, the main challenge of the SNCR technology designing is to choose the proper injection positions on the combustion chamber walls. As an initial condition in determining the desired levels of the injection nozzles installation, it is assumed that the reagent should be introduced into flue gas having a temperature in the range of so-called temperature window. Therefore, the search for a desired location of injection nozzles largely comes down to the definition of the places where flue gas temperatures takes a given range of values. In the thesis two methods of the computational determination of the exhaust gases temperature distribution inside the furnace chamber of the analyzed boiler as a function of its operational parameters are proposed. The first one refers to so-called CKTI method introducing several modifications. The second approach presented in the document bases on the implementation of the computational fluid dynamics tools. The last stadium of the denitrification installation designing process is to tune and calibrate the whole system on the site for which it was designed. The examples from experiments conducted in this field were also included in this paper. The presented method of designing non-catalytic denitrification installations dedicated for the stoker-fired boilers flue gas treatment leads to resolution of all key issues from the SNCR efficiency point of view. The method can be replicated for the various types of the stoker-fired boilers, contributing to solve the problem of denitrification technology choice occurring in this class of facilities. This work is an attempt to generalize the current results of the author's research in the field of designing of the flue gas denitrification systems in SNCR technology for stoker-fired boilers conducted at the Institute of Heat Engineering at the Warsaw University of Technology.

14

Metody redukcji emisji NOx

Sikorski Wojciech

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2019

|

nr 6

37--39

PL

Spalanie paliw kopalnych pociąga za sobą emisję szkodliwych gazów do atmosfery. Stale postępujący rozwój przemysłu na świecie wpływa na zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz cieplną, a co za tym idzie, intensyfikuje wielkość generowanego ekwiwalentu tlenków azotu. Na szczęście, istnieje szereg metod, które umożliwiają niwelowanie przedostawania się szkodliwych gazów do atmosfery.

15

Improving of boiler efficiency by controlling the harmful substances concentration in the combustion products

Szkarowski A., Janta-Lipińska S.

Structure and Environment

|

2018

|

Vol. 10, no. 4

367--375

EN

Chemical carbon level control is considered to be one of the simplest, cheapest and the most effective methods of optimizing fuel combustion. Standardized balance boiler’s tests show that maximum efficiency can be mentioned with highly noticeable chemical underburn responding to concentration of carbon monoxide 0.02-0.03% vol. (200-300 ppm). In addition, nitrogen oxide, which originates in maximum temperature (with lack of underburn), is 35 times more toxic than carbon monoxide. It can be supposed that defining the permissible level of chemical underburn is a typical optimizing issue due to minimize the destination function. To simplify and unify the issue, ecological and economical fuel combustion criteria were proposed as well as general energy-ecology criterion, which is simultaneously the searched destination function. Results of such research on boilers have shown that optimum combustion operation takes place within carbon monoxide concentration of 234-379 mg/m3, oxygen 4.11-4.24% vol. and air pressure 80-81 daPa.

PL

Sterowanie poziomem niedopału chemicznego uważa się za jedną z najprostszych, najtańszych i wysokoefektywnych metod optymalizacji spalania paliwa. Standardowe bilansowe próby kotła pokazują, że maksymalną jego sprawność notuje się przy wielce zauważalnym niedopale chemicznym odpowiadającym stężeniu CO na poziomie 0,02-0,03% obj. (200-300 ppm). Ponadto tlenki azotu, które powstają w maksymalnej temperaturze, czyli przy braku niedopału, są substancjami około 35 razy bardziej toksycznymi niż tlenek węgla. Z tego wynika, że wyznaczenie dopuszczalnego poziomu niedopału chemicznego stanowi typowe zagadnienie optymalizacyjne, mające na celu zminimalizowanie pewnej funkcji docelowej. Dla ujednolicenia tego problemu zostało zaproponowane ekologiczne i ekonomiczne kryterium spalania paliwa, jak również uogólnione kryterium energetyczno-ekologiczne będące poszukiwaną funkcją docelową. Jak pokazały wyniki takich badań na kotłach, optymalny tryb spalania znajduje się w zakresie stężenia tlenku węgla w granicach 234-379 mg/m3, tlenu 4,11–4,24% obj. i ciśnienia powietrza 80–81 daPa.

16

CFD Model of SNCR with Shifting Effect of CO

Blejchař T., Jablonská J., Szeliga Z., Zavila O., Konvička J., Regucki P., Krzyżyńska R.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

109--122

EN

The paper deals with CFD simulation of SNCR technology with implemented CO temperature shift. The influence of CO on the SNCR process is described by empirical adjustment of kinetics parameters of chemical reactions. Results of CFD simulation were compared with results of experimental measurements. Although the proposed kinetics model of SNCR technology is simplified, it is able to describe reduction of NOx and other phenomena of SNCR with good precision. The model can be used to verify of injection levels and injection lances arrangement at design phase.

PL

Artykuł przedstawia wyniki symulacji procesów SNCR z wykorzystaniem obliczeń CFD z uwzględnieniem przesunięcia temperaturowego związanego z obecnością CO oraz parametrów kinetycznych przedstawionych w tekście reakcji chemicznych. Wpływ CO na proces SNCR opisuje empiryczna korekta parametrów kinetyki reakcji chemicznych. Wyniki symulacji CFD porównano z wynikami pomiarów eksperymentalnych. Chociaż proponowany kinetyczny model technologii SNCR jest uproszczony, to jest w stanie opisać redukcję NOx, z uwzględnieniem wielu parametrów technologii SNCR, z dobrą precyzją. Opisany model może być wykorzystany na etapie projektowania instalacji SNCR uwzględniając m.in. miejsca iniekcji i układ lanc.

17

Ocena możliwości redukcji tlenków azotu przez beton fotokatalityczny

Witkowski H., Jackiewicz-Rek W., Chilmon K.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 7

58--60

PL

W artykule omówiono zastosowanie betonu fotokatalitycznego w kontekście redukcji stężenia tlenków azotu w powietrzu. Opisano mechanizm procesu fotokatalizy i metody badań skuteczności tego rozwiązania. Przedstawiono również przykłady realizacji z użyciem betonu fotokatalitycznego oraz wymieniono czynniki wpływające na efektywność redukcji tlenków azotu.

EN

The paper presents the use of photocatalytic concrete in the context of reducing the concentration of nitrogen oxides in the air. The mechanism of the photocatalysis process and research methods on the effectiveness of this solution are described. Examples of realizations using photocatalytic concrete and factors influencing the effectiveness of reduction of nitrogen oxides are also presented.

18

Dedicated type-2 fuzzy logic systems: a novel approach to DeNOx filtration systems

Niewiadomski A., Kacprowicz M.

Journal of Applied Computer Science

|

2018

|

Vol. 26, nr 2

117--130

EN

The paper presents some novel research on applications of Type-2 Fuzzy Logic Systems to support the Selective Catalytic Reduction process (SCR). The aim of the research is to design and test higher order fuzzy logic systems and their genuine modifications to manage data in DeNOx systems responsible for controlling emission of nitrogen oxides (NO, NO2). Since in real applications, it is still performed under the supervision of a human expert, the scope is to replace, at least partially, his/her participation with dedicated type-2 fuzzy logic systems. As the result, it is shown that the proposed systems with new means of learning fuzzy IF-THEN rules allow us to compute parameters much closer to those determined by experts, even in a comparison to some earlier approaches based on traditional fuzzy logic.

19

Wykorzystanie odpadów ciekłych z produkcji biopaliw w procesach współspalania paliw w kotłach dużej mocy

Stępień A., Kozdrach R., Karaś J., Wolszczak M., Niemyjski O.

Instal

|

2018

|

nr 6

14--19

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu współspalania frakcji glicerynowej pochodzącej z produkcji biopaliw ciekłych (estrów metylowych kwasów tłuszczowych) z węglem kamiennym. Badania przeprowadzono w warunkach przemysłowych z wykorzystaniem kotła parowego o mocy ok. 2 MW w jednym z zakładów przemysłu materiałów budowlanych. Oceniono proces współspalania mieszaniny 3% frakcji glicerynowej i węgla kamiennego – ekogroszku. Paliwem wzorcowym był węgiel kamienny tzw. ekogroszek. Zbadano przebieg procesu spalania, skład i temperaturę spalin. Nieprawidłowe spalanie frakcji glicerynowej może doprowadzić do emisji toksycznych, mutagennych i kancerogennych substancji, w tym wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Podczas badań procesu spalania mieszaniny ekogroszku z frakcją glicerynową zaobserwowano spadek zawartości O2, CO i NOx, wzrost zawartości H2, CO2 i SO2 w spalinach oraz wzrost temperatury spalin w stosunku do wyników spalania samego ekogroszku.

EN

The article were presented the results of the co-firing of glycerol fraction derived from the production of liquid biofuels (fatty acid methyl ester) with coal. The research was conducted under industrial conditions using a steam boiler with a capacity of approx. 2 MW in one of the institutions of building materials. The evaluated process of co-firing mixture of a 3 % glycerol fraction and coal ecopea. The reference fuel was coalecopea. The rated of combustion process, composition and temperature of the exhaust gases. The incorrect combustion of glycerol fraction may lead to the emission of toxic, mutagenic and cancerogenic substances, including polycyclic aromatic hydrocarbons. During the study of combustion process mixture of glycerin fraction and coal-ecopea was observed a decrease content of O2, CO and NOx, increase content of H2, CO2 and SO2 in the fumes and increase of temperature of exhaust gases in relative to the results of combustion to the same coal-ecopea.

20

Wpływ kuchenek gazowych na jakość powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych

Szkarowski A., Maliszewska A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 9

318--321

PL

Strategia rozwoju Polski zakłada, że w najbliższych latach wzrośnie znaczenie gazu oraz powiększy się liczba urządzeń gazowych, będących na wyposażeniu gospodarstw domowych. Użytkowanie energii pochodzącej ze spalania paliwa organicznego wiąże się z emisją substancji, które nie są dla człowieka obojętne. Wieloletnie kampanie i akcje promujące bezpieczeństwo sprawiły, że jesteśmy coraz bardziej świadomi zagrożeń związanych z zatruciami wywołanymi tlenkiem węgla. Niewiele mówi się o zagrożeniach tlenkiem azotu, którego nadmierna koncentracja w pomieszczeniu kuchni, może mieć wpływ na nasze zdrowie. Autorzy artykułu postanowili przeprowadzić doświadczenie i zbadać jaki wpływ na jakość powietrza w pomieszczeniu kuchni ma użytkowanie kuchenki gazowej. Otrzymane wyniki pokazują, że przy przeciętnych warunkach eksploatacji kuchenki koncentracja stężenia NOx jest na tyle wysoka, że może stanowić realne zagrożenie dla zdrowia i życia.

EN

Strategy of development in Poland is based on increasing the importance of natural gas. The accessibility and availabity of gas will lead to rise in using gas equipment in the households. Using energy from combustion of organic fuel is related with the emission of substances, which are not neutral. Long-term campaigns and action to bring carbon monoxide (CO) to our attention are successful. Not much is explained about the safety risk of excessive nitric oxide (NOx) concentration in the kitchens. The authors decide to investigate that concentration of pollution from the cooker can damage the quality of the air in the kitchens. The results shows that during the average use of the cookers, the level of NOx concentration was so high, that it could be dangerous for our health and safety.