Nanoparticles emission during brown coal briquettes combustion in small output furnaces

• Autorzy: Danihelka P. , Hase V. , Mička V. , Kubesa P. , Krpec K. , Horák J. , Lach K.

Warianty tytułu

PL

Emisja nanocząstek z procesu spalania brykietów z węgla brunatnego w małych kominkach domowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The combustion of solid fuels is a significant source of air pollution and together with knowledge progression, new important pollutants have been discovered and studied. Nowadays, the growing attention is paid to nanoparticles and their health effects in all branches where they are produced including combustion. To contribute to this research, the measurement of nanoparticles emissions from brown coal briquettes combustion in a small output under-fire boiler was performed in various stages of combustion. Sampling train problems have been overcome, most of them linked to high particles concentration, condensation of water and nanoparticles adsorption at sampling train walls. Nevertheless, some difficulties persist. Nanoparticles number distribution was measured in the range 5 nm to 250 nm by FMPS spectrometer. Results show that the prevailing part of nanoparticles corresponds to the range from 6 to 100 nm, the distribution is multimodal (generally bimodal) and both total concentration and distribution vary during different stages of combustion. The highest nanoparticles concentration was observed during stabilization period of burning where two maxims about 15 nm and about 35 nm were found. A noticeable change was observed at the end of burning - total particle concentration decreased almost to a half, ultrafine particles maximum (size 10 - 20 nm) found in the earlier phase almost disappeared and only one maximum (around 35 nm) remained in the histogram. This implies the change in nanoparticles formation mechanism.

PL

Spalanie paliw stałych stanowi znaczące źródło zanieczyszczenia powietrza Wraz z postępem nauki, odkrywane i badane są natomiast nowe, istotne zanieczyszczenia. Obecnie coraz większą uwagę we wszystkich gałęziach przemysłu poświęca się nanocząstkom, analizom podlega również ich wpływ na zdrowie. Powstają one zarówno w procesie spalania w energetyce zawodowej jak i komunalnej. Aby przyczynić się do rozwoju tych badań, zostały przeprowadzone pomiary emisji nanocząsteczek ze spalania brykiet z węgla brunatnego w małym kominku domowym na różnych etapach procesu spalania. W instalacji poboru próbek napotkano na problemy związane z wysokim stężeniem nanocząstek, kondensowaniem pary wodnej oraz adsorpcją nanocząsteczek na ściankach rurek. Owe problemy zostały jednak częściowo wyeliminowane. Rozkład nanocząstek został zmierzony za pomocą spektrometru FMPS o zakresie od 5 do 250 nm. Wyniki otrzymane z przeprowadzonego procesu spalania brykiet z węgla brunatnego w kominku z dolnym spalaniem pokazują, iż powstające nanocząsteczki mieściły się w zakresie od 6 do 100 nm. Charakteryzowała je multimodalność (a nawet bi-modalność), zmienne dla różnych faz procesu spalania. Najwyższe stężenia pyłowych nanocząstek zostały zaobserwowane podczas stabilnej fazy procesu spalania, gdzie zmierzono dwie najwyższe wartości - 15 nm i 35 nm. Zauważalne zmiany zaszły pod koniec procesu spalania. Całkowite stężenie cząstek spadło prawie o połowę, natomiast udział najdrobniejszej frakcji nanocząstek (10 - 20 nm) występujących we wcześniejszych fazach prawie zanikły. Pozostała jednak frakcja nanocząstek (ok. 35 nm) zarejestrowana podczas pomiarów. Spowodowało to zmianę w mechanizmie powstawania nanaocząstek.

Słowa kluczowe

EN

nanoparticles; emission; combustion; small output furnaces

PL

nanocząstki; emisja; spalanie paliw; kominki domowe

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 5
• Strony: 145--149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Danihelka P.

autor

Hase V.

autor

Mička V.

autor

Kubesa P.

autor

Krpec K.

autor

Horák J.

autor

Lach K.

• Research and Risk Management Laboratory (VŠB-Technical University of Ostrava),

Bibliografia

• [1] Lawton J.: Novel Materials in the Environment: The case of nanotechnology. [online]. 2008, č. 27. http://www.official-documents.gov.uk/document/cm74/7468/7468.pdf
• [2] Nohavica, D: Respirační a kardiovaskulární problémy související s nanočásticemi. [online]. 2009. http://www.nanocon.cz/data/nanocon2009/sbornik/Lists/Papers/028.pdf
• [3] Nussbaumer T: Aerosols from Biomass Combustion. [online]. 2001. http://www.ieabcc.nl/publications/aerosols.pdf
• [4] Ross AB., Jones JM., Chaiklangmuang S., Pourkashanian M., Williams A., Kubica K., Andersson JT., Kerst M., Danihelka P., Bartle KD.: Measurement and prediction of the emission of pollutants from the combustion of coal and biomass in a fixed bed furnace. FUEL 81 (5): 571-582 Sp. Iss. SI, MAR 2002
• [5] The appropriateness of existing methodologies to assess the potential risks associated with engineered and adventitious products of nanotechnologies. European Comission [online]. 2006, http://ec.europa.eu/health/ph_risk/committees/04_scenihr/docs/scenihr_o_003b.pdf
• [6] Topinka J.: Je nutné studovat možná rizika nanomateriálů pro lidské zdraví? Vesmír [online]. 2011, č. 90. http://www.vesmir.cz/clanek/je-nutne-studovat-mozna-rizika-nanomaterialu-pro-lidske-zdravi