Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Heavy metal content in used engine oils depending on engine type and oil change interval

Szyszlak-Bargłowicz Joanna, Zając Grzegorz, Wolak Artur

Archives of Environmental Protection

|

2021

|

Vol. 47, no. 2

81--94

EN

The paper presents the results of the analysis of the content of selected heavy metals in used engine oils collected in car service stations during oil change. The main purpose of the research was to determine the difference in heavy metal content (Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn, Hg, Cd) depending on the engine type and oil change interval. The analysis comprised 80 samples of used engine oils obtained from passenger cars. The content of heavy metals was tested with use of the HDMaxine analyzer, operating on the basis of HDXRF (High-Definition X-Ray Fluorescence). Upon analyzing the differences in the average content of the examined elements, depending on the type of engine, it can be concluded that in oils coming from diesel engines the following elements showed a higher concentration – Cr (three times), Fe (1/3 times ), Ni (two times), Pb (1/2 times), whereas in oils coming from gasoline engines, only the average Cu content was higher (¾ times). Zinc had a comparable level of concentration. The multi-factor analysis of variance showed that in diesel engines the levels of Fe, Cr, Pb and Ni are statistically significantly different than in the reference group of gasoline engines. The study findings suggest that, depending on the engine type, the content of selected heavy metal elements in used oils varies. Therefore, to ensure proper handling of waste oils and reduce environmental risk, selective collection of used oils depending on the engine type may definitely be considered.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy zawartości wybranych metali ciężkich w przepracowanych olejach silnikowych zebranych w warsztatach samochodowych podczas wymiany oleju. Głównym celem przeprowadzonych badań było określenie różnicy zawartości metali ciężkich (Cr, Cu, Fe, Ni, Pb, Zn, Hg, Cd) w zależności od typu silnika i czasu eksploatacji oleju. Analizę przeprowadzono na 80 próbkach przepracowanych olejów silnikowych z samochodów osobowych różnych producentów. Zawartość metali ciężkich badano za pomocą analizatora HDMaxine, działającego w oparciu o fluorescencję wysokiej rozdzielczości (X-ray Fluorescence – HDXRF). Analizując zróżnicowanie średnich zawartości badanych pierwiastków w zależności od rodzaju silnika można stwierdzić, że w olejach pochodzących z silników o zapłonie samoczynnym następujące pierwiastki wykazały wyższe stężenie – Cr (trzykrotnie wyższe stężenie), Fe (o 1/3 wyższe stężenie), Ni (dwukrotnie wyższe stężenie), Pb (o ½ wyższe stężenie). Jedynie średnia zawartość Cu była wyższa (¾) w olejach pochodzących z silników o zapłonie iskrowym. Cynk w obu przypadkach charakteryzował się porównywalnym poziomem stężeń. Wieloczynnikowa analiza wariancji, wykazała, że w silnikach dieslach, poziom Fe, Cr, Pb oraz Ni jest istotnie statystycznie różny niż w referencyjnej grupie silników benzynowych. W żadnej z badanych próbek oleju silnikowego nie oznaczono rtęci i kadmu. Uzyskane wnioski uprawniają do stwierdzenia, że istnieją różnice w zawartości metali ciężkich w przepracowanych olejach w zależności od typu silnika. Można zatem rozważyć selektywną zbiórkę przepracowanych olejów w zależności od typu silnika co może zapewnić właściwe postępowanie z tymi olejami i zmniejszy zagrożenie dla środowiska.

2

Production of second generation bioethanol from straw during simultaneous microbial saccharification and fermentation

Hawrot-Paw Małgorzata, Koniuszy Adam, Zając Grzegorz, Szyszlak-Bargłowicz Joanna, Jaklewicz Julia

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

Vol. 46, no. 1

47--52

EN

The aim of the study was to evaluate the biochemical possibilities of converting waste lignocellulosic biomass to second generation bioethanol. Three substrates were used in the research: barley straw, rye straw and triticale straw. In the first stage of the research bacterial strains capable of converting waste biomass to produce sugars used to produce energy-useful ethanol were selected. Of the eight strains isolated the three with the highest potential were selected on the basis of activity index value. The raw materials were subjected to enzymatic hydrolysis using the simultaneous saccharification and fermentation method (SSF process). Based on the conducted research, it was found that the examined waste biomass is suitable for the production of cellulosic bioethanol. As a result of distillation 10% and 15% (v/v) ethanol was obtained, depending on the strain and the type of raw material. It was demonstrated that the bacterial strain had a greater impact on the effectiveness of the process than the type of straw used.

PL

Celem pracy była ocena możliwości biochemicznej konwersji odpadowej biomasy lignocelulozowej do bioetanolu 2 generacji. W badaniach użyto trzech substratów: słomy jęczmiennej, żytniej oraz pszenżytniej. W pierwszym etapie badań zostały wyselekcjonowane szczepy bakterii zdolne do konwersji biomasy odpadowej z wytworzeniem cukrów wykorzystywanych do produkcji użytecznego energetycznie etanolu. Z wyizolowanych ośmiu szczepów, na podstawie wartości indeksu aktywności, wybrano trzy charakteryzujące się największym potencjałem. Surowce poddano hydrolizie enzymatycznej stosując metodę jednoczesnego scukrzania i fermentacji (proces SSF). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że badana biomasa odpadowa nadaje się do produkcji bioetanolu celulozowego. W wyniku destylacji, w zależności od szczepu i rodzaju surowca, uzyskano etanol o stężeniu 10% i 15% (v/v). Wykazano, że większy wpływ na efektywność procesu miał szczep bakterii niż rodzaj użytego materiału słomiastego.

3

Assessment of CO2 emission by tractor engine at varied control settings of fuel unit

Wasilewski Jacek, Szyszlak-Bargłowicz Joanna, Zając Grzegorz, Szczepanik Małgorzata

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 4

105--115

EN

The paper presents results of experimental studies concerning CO2 emission of S-4003 diesel engine Ursus C-360 at a variable fuel injection advance angle and opening pressure of injectors. Measurements were made on the dynamometric stand on the test bench. The engine operated according to the load characteristic at two characteristic rotational speeds i.e., at the maximum torque velocity (1600 rpm) and at the rated speed (2200 rpm). In each measurement point of load characteristics, CO2 concentration was measured in exhaust gases with the use of exhaust gases analyser M-488 Multigas Plus. For a more detailed analysis of the CO2 content in exhaust gases, additional change of O2 level emission was presented, which in the biggest amount combines elementary carbon included in fuel during combustion. The studies showed the CO2 content reduction in exhaust gases at the reduced (by 3º of crankshaft rotations) fuel injection advance angle in comparison to the nominal angle by 4.5% at the rotational speed of 1600 rpm and by 5.7% at the speed of 2200 rpm (the average values for all measurement points of load - brake horsepower of engine). Similarly, CO2 concentration decrease in exhaust gases of the investigated engine was reported for the increased (by 1.5 MPa) opening pressure of injectors in comparison to the nominal pressure, on average by 9.8% for the speed of the maximum rotational moment and by 4.5% for the rated speed.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych poziomu emisji CO2 silnika wysokoprężnego S-4003 ciągnika rolniczego Ursus C-360, przy zmiennym kącie wyprzedzenia wtrysku i ciśnieniu otwarcia wtryskiwaczy. Pomiary wykonano na stanowisku dynamometrycznym w hamowni silnikowej. Silnik pracował według charakterystyki obciążeniowej przy dwóch charakterystycznych prędkościach obrotowych, tj. przy prędkości maksymalnego momentu obrotowego (1600 rpm) oraz przy prędkości znamionowej (2200 rpm). W każdym punkcie pomiarowym charakterystyk obciążeniowych mierzono stężenie CO2 w spalinach, przy wykorzystaniu analizatora spalin typu M-488 Multigas Plus. W celu pełniejszej analizy zawartości CO2 w spalinach, przedstawiono dodatkowo zmianę poziomu emisji O2, który w największej ilości wiąże węgiel elementarny zawarty w paliwie podczas spalania. Badania wykazały spadek zawartości CO2 w spalinach przy zmniejszonym (o 3° OWK) kącie wyprzedzenia wtrysku w stosunku do kąta nominalnego, o 4,5% przy prędkości obrotowej 1600 rpm i o 5,7% przy prędkości 2200 rpm (wartości średnie dla wszystkich punktów pomiarowych obciążenia - mocy efektywnej silnika). Podobnie spadek koncentracji CO2 w spalinach badanego silnika zanotowano dla podwyższonego (o 1,5 MPa) ciśnienia otwarcia wtryskiwaczy w stosunku do ciśnienia nominalnego, średnio o 9,8% dla prędkości maksymalnego momentu obrotowego i o 4,5% dla prędkości znamionowej.

4

Comparison and Assessment of Emission Factors for Toxic Exhaust Components During Combustion of Biomass Fuels

Zając Grzegorz, Szyszlak-Bargłowicz Joanna, Słowik Tomasz

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

378--394

EN

The assessment of environmental benefits resulting from biomass burning is a complex issue. The most reliable is when there is the possibility of empirical emission assessment using various fuels in energy installations. If no specific emission data is available, it should be estimated using appropriate indicators. There is still considerable uncertainty in the assessment of the impact of pollutant emissions accompanying the combustion of biomass on air quality on a local scale. This is caused not only by the lack of data on the amount of biomass burned but also by the lack of emission factors that would characterize real combustion. In this context, it is extremely important to expand knowledge about environmental aspects resulting from the use of energy biomass. The aim of the work was to compare and assess emission factors of toxic exhaust components obtained on the basis of direct measurements and indicators estimated using the index method, calculated on the basis of appropriate fixed-point indicators available in the literature. The work uses a commercially available automatic pellet boiler with a capacity of 10 kW. Combustion tests were carried out for five different materials, including wood pellets, energy plant pellets and agricultural waste. The emission factors were determined for CO, NOx and SO2 with reference to the unit of mass of fuel and calorific value of fuel. The CO, NOx, SO2 emission indices determined using the index method were burdened with a large error. In the case of CO and NOxemission indicators, this resulted from the course of the combustion process, which for the biofuels tested did not always run equally smoothly and without problems, which affected the obtained boiler power. During the conducted combustion tests, when the boiler reached its rated power and maximum load, the CO emission indices determined using the index method were much higher than those determined empirically. On the other hand, NOx emission factors determined using the index method were lower than those determined empirically. It follows that setting emission indicators using biomass fuels may be subject to a very large error and not to inform about the actual emissions from low-capacity boilers installed in individual households. Because the combustion process is very sensitive to the conditions in which it occurs, and their slight change may cause major changes in emission factors, it can not be considered that the emission factors obtained in the conducted research can be an undisputable source of information about emissions from this type of installations. Further emission tests are required, taking into account different types of equipment, a wide range of their models and technologies as well as various biomass fuels. The results of this research will allow the development of more accurate drift rates for biomass fuels and for more precise estimation of emission factors.

PL

Ocena korzyści środowiskowych, wynikających ze spalania biomasy, jest zagadnieniem złożonym. Najbardziej wiarygodna jest wówczas, gdy istnieje możliwość empirycznej oceny emisji z wykorzystaniem różnych paliw w instalacjach energetycznych. Jeżeli brak jest konkretnych danych o emisji, należy ją oszacować, wykorzystując odpowiednie wskaźniki. Wciąż istnieje znaczna niepewność oceny wpływu emisji zanieczyszczeń towarzyszących spalaniu biomasy na jakość powietrza w skali lokalnej. Spowodowane jest to nie tylko brakiem danych dotyczących ilości spalanej biomasy ale również brakiem współczynników emisji, które charakteryzowałyby spalanie rzeczywiste. W tym kontekście niezwykle istotne jest poszerzanie wiedzy dotyczącej aspektów środowiskowych wynikających z wykorzystania energetycznego biomasy. Celem pracy było porównanie i ocena wskaźników emisji toksycznych składników spalin, uzyskanych na podstawie pomiarów bezpośrednich oraz wskaźników oszacowanych za pomocą metody wskaźnikowej, obliczonych na podstawie odpowiednich, dostępnych w literaturze wskaźników unosu. W pracy wykorzystano dostępny komercyjnie, automatyczny kocioł na pelety o mocy 10 kW. Testy spalania przeprowadzono dla pięciu różnych materiałów, w tym peletów drzewnych, peletu z roślin energetycznych i odpadów rolniczych. Wskaźniki emisji wyznaczono dla CO, NOx SO2 SO2 w odniesieniu do jednostki masy paliwa i wartości opałowej paliwa. Wskaźniki emisji CO, NOx, SO2 wyznaczone metodą wskaźnikową były obciążone dużym błędem. W przypadku wskaźników emisji CO NOx wynikało to z przebiegu procesu spalania, który dla badanych biopaliw nie zawsze przebiegał jednakowo sprawnie i bezproblemowo, co wpływało na uzyskiwaną moc kotła. Podczas prowadzonych testów spalania, kiedy kocioł osiągał moc znamionową i maksymalne obciążenie, wskaźniki emisji CO wyznaczone metodą wskaźnikową były o wiele wyższe od wyznaczonych empirycznie. Natomiast wskaźniki emisji NOxwyznaczone metodą wskaźnikową były niższe niż wyznaczone empirycznie. Wynika stąd, że wyznaczanie wskaźników emisji metodą wskaźnikową dla paliw biomasowych może być obarczone bardzo dużym błędem i nie informować o rzeczywistej emisji z kotłów małej mocy zainstalowanych w indywidualnych gospodarstwach domowych. Ponieważ proces spalania jest bardzo wrażliwy na warunki w jakich zachodzi, a niewielka ich zmiana może spowodować duże zmiany wskaźników emisji, nie można uznać, że wskaźniki emisji uzyskane w przeprowadzonych badaniach mogą stanowić bezdyskusyjne źródło informacji o emisjach z instalacji tego typu. Niezbędne są dalsze badania emisji z uwzględnieniem różnych typów urządzeń, szerokiej gamy ich modeli i technologii oraz różnych paliw biomasowych. Wyniki tych badań pozwolą na opracowanie dokładniejszych wskaźników unosu dla paliw biomasowych oraz na precyzyjniejsze szacowanie wskaźników emisji.