Měrné emise škodlivin ze zdrojů malých výkonů



Podobné dokumenty
MĚŘENÍ POVRCHOVÉHO ODTOKU VODY NA TRVALÝCH TRAVNÍCH POROSTECH MEASURING WATER SURFACE RUNOFF ON GRASSLAND

KOTLE PRO VYTÁPĚNÍ RODINNÉHO DOMU

STANOVENÍ VÝHŘEVNOSTI U ŠTĚPKY RÉVÍ Z VINIC

Emise jemných částic při spalování dřeva a hnědého uhlí v malých zdrojích

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské technologie. Ing. Václav Potácel

REDUKCE DIMENSIONALITY PRAVDĚPODOBNOSTNÍCH MODELŮ PRO FDI

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Nabídkový sortiment uhlí z produkce OKD, a.s.

Využití trav pro energetické účely Utilization of grasses for energy purposes

Lepší řezání s Wanner Řezací mlýny a regranulační systémy. ...superior granulators. Řezací mlýny pro nejmenší vtoky

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava PARNÍ KOTLE. (návody do cvičení) Kamila Ševelová Kamil Stárek Ivo Berka Jan Herosch Petr Salvet

Nabídkový sortiment uhlí z produkce OKD, a.s.

Oprava prostorů laboratoře AAS

Spalovací zdroje a paliva

PROJEKCE EMISÍ A ANALÝZA OPATŘENÍ K JEJICH SNÍŽENÍ V SEKTORU VYTÁPĚNÍ DOMÁCNOSTÍ MODELEM RAINS/GAINS

UŽITEČNÉ SEMINÁŘE. CZ Hradec Králové, 21. února Zjišťování znečišťování ovzduší a nová legislativa ochrany ovzduší

Nové normy na specifikace dřevních pelet, dřevních briket, dřevní štěpky a palivového dřeva pro maloodběratele

ROZDĚLENÍ PŘÍJMŮ A JEHO MODELY. Jitka Bartošová

Měření koaxiálních kabelů a antén

ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ JEDNOTKA

PODÉLNÁ STABILITA PLOVOUCÍHO TĚLESA VÁLCOVÉHO TVARU PLOVÁKŮ - 1. FÁZE LONGITUDINAL STABILITY OF THE FLOATING BODY BY CYLINDRICAL FORM OF FLOATS - 1

Koloidní zlato. Váš spojenec v boji proti rychle plynoucímu času

ZÁKLADNÍ POPIS. Katalog zubových čerpadel Základní popis

Kotel na dřevní štěpku

A) Vytápění v domácnostech

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ GB02 FYZIKA II MODUL M01 ELEKTŘINA A MAGNETISMUS

BETON V ENVIRONMENTÁLNÍCH SOUVISLOSTECH

Rutherfordův experiment s multikanálovým analyzátorem

Řešení regulace spalování na kotlích elektrárny Počerady

2. Současné platné limity a schválené budoucí předpisy. 2.1 Evropská unie obecně Požadavky na emisní třídy

Výsledky měření emisí v roce 1999

(Text s významem pro EHP)

R O Z H O D N U T Í. změnu integrovaného povolení

EKOLOGICKÁ DAŇOVÁ REFORMA V ČESKÉ REPUBLICE

PŘÍNOSY EMISNÍ VYHLÁŠKY (PROJEKT TAČR)

Otázka Základy vyzařování elektromagnetických vln

Katedra netkaných textilií, Fakulta textilní, Technická Univerzita v Liberci, Jakub Hrůza, 9. Spalování odpadů

MAKAK ČESKÝ VÝROBCE KOTLŮ. Přednosti: Emisní třída 5 dle ČSN EN Ekologické a komfortní vytápění. Dřevo až do délky 55 cm!

STÁVAJÍCÍ PALIVOVÝ MIX A PLNĚNÍ EMISNÍCH LIMITŮ V ČR

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. FAKULTA STAVEBNÍ, OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA SPECIÁLNÍ GEODÉZIE název předmětu

Zkušenosti s realizací testu teplotní odezvy ve vrtech pro tepelná čerpadla

VYUŽITÍ NANOSORBENTŮ NA BÁZI MnO 2 PRO ODSTRAŇOVÁNÍ As (V) Z VOD

2.1.2 Jaký náboj projde proudovodičem, klesá-li v něm proud z 18 A na nulu tak, že za každou sekundu klesne hodnota proudu na polovinu?

Základní vlastnosti elektrostatického pole, probrané v minulých hodinách, popisují dvě diferenciální rovnice : konzervativnost el.

Zlepšeníkvality ovzdušív příhraniční oblasti Česka a Polska. Ing. David Kupka

kotlem na pelety Ing. Silvie Petránkov hotel Skalní mlýn, Blansko - 1 -

ZVÝŠENÍ KONKURENCESCHOPNOSTI SPALOVACÍHO MOTORU NA STLAČENÝ ZEMNÍ PLYN COMPETITIVENESS INCREASE OF THE CNG ENGINE

R O Z H O D N U T Í. integrované povolení

Rozklad přírodních surovin minerálními kyselinami

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

Uplatnění spalovací turbíny v rámci obnovy elektrárny Prunéřov II Monika Vitvarová

Technicko-obchodní zadání pro spalování biopaliv - biomasy ve ŠKO ENERGO v období a v období

IREAS, o.p.s. Hrotovice, Autor: Ing. Jan Macháč, Ing. Ondřej Vojáček, Ph.D.

Hodnocení směrnice o energetických štítcích a některých aspektů směrnice o ekodesignu

Metodika sestavování klíčových indikátorů životního prostředí pro oblast průmyslu, energetiky a dopravy

Bc. Tomáš Zelený 1 VÝPOČET ÚČINNOSTI KOTLE K3

Návod k obsluze i montáži.

Návod k obsluze i montáži.

KOPYROLÝZA HNĚDÉHO UHLÍ A ŘEPKOVÝCH POKRUTIN. KAREL CIAHOTNÝ a, JAROSLAV KUSÝ b, LUCIE KOLÁŘOVÁ a, MARCELA ŠAFÁŘOVÁ b a LUKÁŠ ANDĚL b.

PŘÍNOS CEMENTÁREN K ČISTOTĚ OVZDUŠÍ V ČR

Znečištění ovzduší oxidem dusným a vliv průmyslových procesů na jeho emise

Extrakt ze Závěrečné zprávy č. 90/10 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za léta 2007 až 2010

KATALOG HNĚDÉHO UHLÍ. Severočeské doly a.s. člen Skupiny ČEZ

Spalovací motory Caterpillar pro platné emisní limity Stage IIIA

MINISTERSTVO VNITRA ČR

Profesor Ing. Aleš Komár, CSc. Aplikace palivového aditiva v provozu vojenské techniky AČR

ELT1 - Přednáška č. 4

Utilization of the Sewage Sludge in Silicate Technologies SPONAR Jan, HAVLICA Jaromír

EVROPSKÁ STANDARDIZACE TUHÝCH ALTERNATIVNÍCH PALIV. Ing. Jan Gemrich

HODNOCENÍ CHEMICKÝCH LÁTEK VZNIKAJÍCÍCH JAKO NEŽÁDOUCÍ VEDLEJŠÍ PRODUKTY DLE PŘÍLOHY C CHEMICKÉ LÁTKY (PCDDs/Fs, HCB A PCBs)

Univerzita Pardubice Dopravní fakulta Jana Pernera

TM3 OBSAH. Katalog zubových motorů Obsah

MOŽNOSTI VYUŽITÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ. Tomáš Schellong Kamil Pětroš Václav Foldyna. JINPO PLUS a.s., Křišťanova 2, Ostrava, ČR

Kompletní systém Viessmann zárukou efektivního využití OZE. Ratiboř 13. června 2014

Kompresorové ledničky

Ing. Simona Psotná, Ing. Taťána Barabášová V 10 APLIKACE PYROLÝZNÍCH OLEJŮ VE FLOTACI UHLÍ

Vytápění dřevní štěpkou a peletami

Křížová válečková ložiska Cross-Roler Ring Kompaktní, velice tuhá válečková ložiska s vynikající přesností otáčení

OBSAH. Katalog zubových čerpadel Obsah

KOVOHUTE PRIBRAM NASTUPNICKA, a.s. INTEGRATED RECYCLING OF WASTES CONTAINING HEAVY- AND PRECIOUS- METALS

Stopkové frézy

VLIV PŘÍDAVNÉHO SPALOVÁNÍ ČISTÍRENSKÉHO KALU S ČERNÝM UHLÍM NA REDISTRIBUCI TĚŽKÝCH KOVŮ V PRODUKTECH SPALOVÁNÍ

Parogenerátory a spalovací zařízení

VLASTNOSTI PALIV Z RRD V ZÁVISLOSTI NA JEJICH ZPRACOVÁNÍ THE PROPERTIES OF FUEL PRODUCED FROM FAST-GROWING WOOD DEPENDING ON THEIR PROCESSING

Přednosti: Emisní třída 5 dle ČSN EN EKODESIGN. Ocelový výměník. Ekologické a komfortní vytápění. Univerzální hořák. Vysoká účinnost až 95 %

PRODUKTY SPALOVÁNÍ TUHÝCH PALIV V MALÝCH DOMÁCÍCH TOPENIŠŤÍCH II. SPALOVÁNÍ HNĚDOUHELNÝCH PELET

ACOUSTIC EMISSION SIGNAL USED FOR EVALUATION OF FAILURES FROM SCRATCH INDENTATION

EVROPSKÝ PARLAMENT. Výbor pro životní prostředí, veřejné zdraví a bezpečnost potravin NÁVRH STANOVISKASTANOVISKO

METODIKA STANOVENÍ PM10/2,5. Helena Hnilicová

BIOLOGICKÉ LOUŽENÍ KAMÍNKU Z VÝROBY OLOVA

ELECTROCHEMICAL HYDRIDING OF MAGNESIUM-BASED ALLOYS

Laboratoř plní požadavky na periodická měření emisí dle ČSN P CEN/TS 15675:2009.

Vibrace vícečásticových soustav v harmonické aproximaci. ( r)

SPALOVÁNÍ A KOTLE. Fosilní paliva a jejich vlastnosti. Přírodní a umělá paliva BIOMASA

Rozhodnutí. 1. změnu integrovaného povolení při nepodstatné změně v provozu zařízení (dále jen 1. změna IP ) právnické osobě:

1 MANAŽERSKÉ SHRNUTÍ... 4 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ZÁKLADNÍ INFORMACE INFORMACE O LOKALITĚ, KTEROU PROJEKT ŘEŠÍ...

MĚŘENÍ VLHKOSTI V ENERGOPLYNU

Elektrárny A1M15ENY. přednáška č. 9. Jan Špetlík. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, Praha 6

Návod k obsluze a instalaci kotle

integrované povolení

Transkript:

Měné emise škodlivin ze zdojů malých výkonů Tadeáš Ochodek 1 a Jiří Hoák 1 Specific Emissions of Hamful Substances fom Small Boiles Coal is on of the most impotant enegy souce and its significance will incease in a futue. In Czech epublic coal is except else widely used as a fuel fo combustion in a small boiles (up to 50 kw). Low efficiency of the small boiles which is often below 50% togethe with high emissions of the hamful substances into nea suoundings cause in aveage 40 70% of total local ai pollution. The eseach was pefomed in a scope of the Gant no. 101/98/0820 of Gant Agency of Czech Republic was focused on quality of combustion pocess elated to combustion efficiency and ceation of hamful substances at combustion of domestic fuels. Expeiments wee pefomed to compae combustion of bown coal, clack coal, coke and black coal sluy. Extemely high ceation of hamful substances (CO, NO X, solid paticles and oganic substances) was measued when the black coal sluy was used as a fuel, measued in kg of emissions pe GJ of buned fuel. Combustion of bown coal poduced significant emissions of solid paticles which bond hamful substances as metals, polyaomatic hydocabons and othes) togethe with high emissions of SO 2. Stong dependence between emissions of CO and low quality of combustion given by low combustion tempeatue, shotage of combustion ai, not suitable design of afte-combustion chambe and shot duation of fuel pesence in a combustion aea was found out. Emissions of wide ange of metals wee investigated. The esults of the eseach gant poject descibe and explain the combustion pocess and ceation of hamful substances in small boiles plus give suggestions and ecommendations leading to ational opeation of the small boiles and loweing thei negative impact to envionment. Key wods: ai pollution, envionment, small boile, emission. Přes naůstající podíl plynových kotlů v této výkonové kategoii, t.j. do cca 50 kw, je žádoucí věnovat pozonost poblematice kotlů, spalujících uhlí, případně z uhlí odvozená paliva. Vyplývá to z budoucího významu uhlí jako zdoje enegie, stejně jako z poblému většiny současných konstukcí, dodžet přijatelné emisní limity škodlivin při zachování výkonových chaakteistik. Světová výzkumná střediska, kteá se zabývají výzkumem nových možností spalování uhlí ve zdojích malých výkonů, svůj zájem soustřeďují vždy na spalování lokálních duhů uhlí. Důaz je kladen nejen na ekologický povoz s minimální tvobou škodlivin, současně je však pozonost věnována i zvyšování účinnosti spalování s cílem maximálního využití fosilního paliva. Ze zkušeností řešitelů z dřívějšího období vyplynula skutečnost, že není možno vždy aplikovat výsledky výzkumných pací, pováděných při spalování zahaničních paliv, na domácí podmínky, a to z důvodu často velmi odlišných vlastností místní palivové základny. V České epublice je většina aktivit v oblasti malých zdojů zaměřena na jejich plynofikaci. Po výzkum spalování uhlí u těchto zdojů chybí teoetická základna, ze kteé by mohli vycházet výobci při návhu nových zdojů malých výkonů. Současní domácí výobci těchto zařízení uplatňují své výobky zejména na tzích, kteé nevyžadují přísné dodžování emisních limitů a nekladou takový důaz na jejich povoz s maximální účinnosti. Postupně lze však očekávat i na těchto tzích zhošování podmínek po uplatnění koncepčně zastaalých výobků. Povoz malých zdojů spalujících uhlí v České epublice je chaakteistický nejen spalováním nevhodných (méněhodnotných) duhů paliv, ovněž současná technická úoveň používaných kotlů neodpovídá ekonomicko-ekologickému tendu. Nízká účinnost spalování těchto zdojů, kteá někdy dosahuje pouze cca 50 %, spolu s ozptylem škodlivin do bezpostředního okolí zdojů (nízké komíny), způsobuje značné znečištění ovzduší v přízemních vstvách toxickými sloučeninami jako CO, NO x, SO 2, pach, Cl -, F -, uhlovodíky, těžkými kovy a pod. Podle zahaničních zdojů (IPCHW, 1996) dosahuje podíl znečištění ovzduší vlivem povozu zdojů malých výkonu spalujících tuhá paliva až v půměu 40 70 % z celkového lokálního znečištění. 1 D. Ing. Tadeáš Ochodek a Ing. Jiří Hoák, VŠB TU Ostava, Fakulta stojní, Kateda enegetiky (Recenzovaná a evidovaná vezia doučená 30.10.1998) 273

Ochodek a Hoák: Měné emise škodlivin ze zdojů malých výkonů Rychlá výměna všech těchto zdojů spalujících uhlí za jiné, není z důvodu vysoké finanční náočnosti možná. Zdoje malých výkonů, spalující tuhá paliva, budou zřejmě i v budoucnu povozovány, a to zejména v oblastech, do kteých bude dopava ušlechtilejších duhů paliv neekonomická. Jednou z dalších příčin neutěšeného stavu v této oblasti je skutečnost, že zákony a příslušné povádějící vyhlášky stanovují podmínky po povoz a emisní limity pouze u zařízení, kteá mají výkon větší než 200 kw. Zde je v poovnání se stavem legislativy platné ve vyspělých zemích značná mezea. Náš výzkum je pováděn v ámci řešení gantu GAČR č. 101/98/0820 a je zaměřen na hodnocení kvality spalovacího pocesu ve vztahu k účinnosti spalování a tvobě škodlivin při spalování domácích duhů paliv. V případě malých kotlů ozhoduje o kvalitě spalovacího pocesu řada faktoů. K těm nejvýznamnějším patří : způsob přívodu paliva (kontinuální-mechanický nebo peiodický-uční), tva, objem a konstukční řešení spalovací komoy a teplosměnných ploch ve vztahu k výkonu zařízení, duh spalovaného paliva a jeho kvalitativní paamety (vedle obvyklého pvkového ozbou a výhřevnosti, ovněž např. spékavost uhlí a ganulometie). Po povádění výzkumných expeimentálních pací byla vybána typická spalovací zařízení domácích výobců, a to samotížných oštových kotlů; kotle typu K-33 o výkonu 33 kw, jehož výobcem je v.d. Kovoděl Moavský Písek a kotle typu U22 o výkonu 22 kw, jehož výobcem je a.s. ŽDB Bohumín, závod Viadus. U obou spalovacích zařízení byly povedeny komplexní spalovací zkoušky při spalování čeného uhlí OKD, tříděného hnědého uhlí MUS, OKD-kalů a OKD-koksu. Spalovací zkoušky na kotlích K33 a U22 byly pováděny na zařízeních, povozovaných ve skuečných povozních podmínkách. Měřicí místa byla upavena v souladu s požadavky metodiky měření a současně byly na kotlích instalovány měřící přístoje a odběové sondy po stanovení účinností kotlů a množství vypouštěných emisí. Schéma odběové tasy po kontinuální analýzu spalin je uvedeno na ob.1. Schéma měřicího místa kotle K33 uvádí ob.2. Obdobně bylo řešeno i měřicí stanoviště při spalovacích zkouškách na kotli U22. Po poovnání výsledků expeimentálních pací byla dále povedena měření půběhu spalovacího pocesu a měření emisí u kotle modení konstukce, od anglického výobce STOKE & ORCHARD, s označením CRE-25. S ohledem na skutečnost, že dodané palivo po zkoušky na uvedeném kotli (čené uhlí OKD) nevyhovělo testů na spékavost, byly zkoušky povedeny na dvou duzích polských čených uhlí (čené uhlí I a čené uhlí II, viz. následné tabulky a gaf). Měření kotle CRE bylo povedeno na akeditované zkušebně v IPCHW v Polsku. Ob.1. Schéma apaatuy po kontinuální analýzu plynných složek spalin. Ob.2. Schéma měřicího místa kotle K33. Komě uvedených měření byla povedena měření emisí na dalších 16 kotlích, a to s cílem, získat další podklady po zobecnění získaných hodnot emisí do emisních faktoů. 274

V ámci řešení gantu byla zpacována podobná metodika měření, kteá umožnila poovnání výsledků získaných při zkouškách ve zkušebně a výsledků, získaných při zkouškách, pováděných na eálně povozovaných zdojích. Po kontinuální analýzu plynných složek spalin (SO 2, NO x, CO, CO 2 a O 2 ) bylo použito kontinuálních přístojů, zabudovaných do měřicího vozu řešitele. Koncentace uhlovodíků byly stanovovány analyticky dle příslušných noem, koncentace tuhých částic byly stanoveny pomoci izokinetické gavimetické apaatuy, kteá umožňuje následnou analýzu odebaných vzoků ke stanovení obsahu tuhých anoganických sloučenin (kovů). Komě analýzy plynných složek spalin byly měřeny další veličiny, jako výkon kotle, teplota vody na vstupu do kotle, teplota vody na výstupu z kotle, teplota spalin za kotlem, množství spalovaného paliva. Na základě naměřených údajů byla stanovena účinnost kotle nepřímou a přímou metodou. U všech spalovaných paliv a jejich zbytků po spalování byla povedena laboatoní analýza. Spalovací zkoušky kotle K33 pokázaly, že ačkoliv byl kotel výobcem deklaován jako kotel na spalování hnědého uhlí, velmi dobých výsledků bylo dosaženo i při spalování koksu. Povozovatel kotle používá koks jako své běžné palivo v uvedeném kotli již 8 let, takže je možno povést závě, že spalování koksu u tohoto kotle nemá podstatný vliv na snížení jeho životnosti. Kotel je konstuován jako samotížný (uční dopava paliva), dostatečně dimenzován zásobník paliva zajišťuje jeho dlouhý povoz bez nutnosti častých zásahu obsluhy. Konstukční řešení přívodu spalovacího vzduchu do kotle umožňuje jeho egulaci dle velikosti štěbiny víka přívodu vzduchu. Kotel je ovněž vybaven přívodem sekundáního vzduchu. Po spalovací zkoušky dodali dodavatele hnědého uhlí a koksu palivo o velmi nízkém podílu pachových částic (do 5 % částic o velikosti do 5 mm). Zvýšený obsah pachového podílu byl zjištěn u čeného uhlí OKD a způsoboval nadměnou tvobu CO při spalování. Pachový podíl omezuje přístup spalovacího vzduchu k částicím paliva, jejich popad oštem zvyšuje ovněž ztátu mechanickým nedopalem kotle. Vzhledem k tomu, že přívod spalovacího vzduchu je zajišťován pouze jednoduchými štěbinovými dvířky, není možný jiný přívod při spalování uhlí s větším podílem pachových části, komě pootevření těchto dvířek. Obecně bylo dosaženo lepších výsledků emisních chaakteistik, než je tomu u zdojů, publikovaných v odboné liteatuře [IPCHW, 1996]. Komě možných odlišných konstukcí kotlů, k dalším důvodům patří i skutečnost, že kotle byly obsluhovány v půběhu zkoušek vysoce kvalifikovanými pacovníky. Poto bylo naměřené množství emisí u obou kotlů o 20 30 % menší než v případech pozdějšího statistického měření emisí dalších kotlů, kdy bylo pováděno měření emisí při běžném povozu kotlů, bez zásahu řešitelů do půběhu spalování. Složení běžných, komečně nabízených paliv vykazuje odlišnosti vůči palivu, použitému u spalovacích zkoušek, a to zejména ve vyšším obsahu pachového podílu a nižší výhřevnosti. Tabulka č. 1. obsahuje výsledky analytického ozbou spalovaných paliv, použitých u spalovacích zkoušek kotle K33 a kotle U22. Na kotli K33 byly povedeny spalovací zkoušky z hnědým a čeným uhlím, koksem a kaly, u kotle U22 byly zkoušky povedeny při spalování koksu. Extémně vysoká tvoba škodlivin byla zaznamenána při spalování čenouhelných kalů. Zde bylo dosaženo pouze 70 % jmenovitého výkonu kotle. Tabulka č. 2. jednoznačně ukazuje nejvyšší hodnotu měných emisí při jejich spalování, s výjimkou obsahu SO 2 ve spalinách. Celkové měné emise při spalování čenouhelných kalů překačují celkové měné emise při spalování koksu více jak 4 x. Po názoné sovnání měných emisi byla povedena jejich indexace, kdy za palivo s koeficientem k=1 bylo zvolen koks. Tab.1. Výsledky laboatoní analýzy spalovaných paliv. Palivo/Složení Rozmě Hnědé uhlí Čené uhlí Č. u. kaly Koks Obsah vody W t % hm. 28.56 11.90 22.07 2.70 Obsah popela A % hm. 8.31 9.62 24.51 9.67 Obsah vodíku H % hm. 3.16 3,09 2.76 0.16 Obsah uhlíku C % hm. 47.11 61.98 45.98 84.68 Obsah dusíku N % hm. 0.60 1.10 0.79 0.91 Obsah kyslíku O % hm. 13.11 8.60 4.6 0.46 Obsah síy vešk. S % hm. 0.61 0.44 0.41 0.39 Výhřevnost Q i MJ.kg -1 16.93 24.28 17.91 28.97 Tab.2. Expeimentálně stan. hodnoty měných emisí v kg/gj spáleného paliva. Složka Hnědé uhlí Čené uhlí Č. u. kaly Koks Tuhé emise 3.913 0.542 3.266 0.321 SO 2 1.611 0.532 0.582 0.400 NO x 0.279 0.226 0.230 0.242 CO 2.412 5.626 6.167 1.522 Og. látky 0.035 0.022 0.072 0.010 CELKEM 8.25 6.948 10.317 2.495 275

Ochodek a Hoák: Měné emise škodlivin ze zdojů malých výkonů Tab.3. Indexované hodnoty měných emisí (po koks = 1). Složka Hnědé uhlí Čené uhlí Č.u. kaly Koks Tuhé emise 12.19 1.68 10.17 1.00 SO 2 4.03 1.33 1.46 1.00 NO x 1.15 0,934 0,95 1.00 CO 1.58 3.70 4.05 1.00 Og. látky 3.50 2.20 7.20 1.00 Při hodnocení indexovaných hodnot emisí jsou velmi významné emise tuhých částic při spalování hnědého uhlí. Výzkumy, zveřejněné v zahaniční odboné liteatuře (IPCHW, 1996) upozoňují na vazbu řady škodlivin na tuhé částice (kovy, polyaomatické uhlovodíky a další). Jejich škodlivost po lidský oganismus je dostatečně pokázána. S ohledem na malý ozptyl škodlivin vypouštěných do ovzduší spalovacími zařízeními malých výkonů (nízká výška komína), může být škodlivost vysoké emise tuhých částic po lidský oganismus naposto sovnatelná se škodlivostí ostatních, častěji sledovaných škodlivin, jako jsou SO 2 a NO x. Nejvyšší indexované měné emise uhlovodíků byly zjištěny při spalování čenouhelných kalů. Zde je jednoznačná vazba na zjištění tvoby CO při spalování. Nevyhovující podmínky po vyhoření CO (nízká spalovací teplota, nedostatek spalovacího vzduchu, nevhodný tva a velikost dohořívacího postou, kátká doba setvání paliva v oblasti hoření) vytváří podmínky po nedokonalé spalování i dalších plynných složek, uvolněných z paliva. Naměřené nejvyšší hodnoty koncentací uhlovodíků ve spalinách ze všech spalovaných paliv, a to při spalování uhelných kalů, kde byla zjištěna značná tvoba CO, potvdily předpoklady o jejich výskytu při nedokonalém spálení CO. Další poblémem při spalování tuhých paliv ve zdojích malých výkonů je sledování obsahu tuhých anoganických sloučenin (kovů) v palivech, ve spalinách a v úletu. Shomáždění dostatečného množství statistických údajů po zjištění mechanismu jejich vazeb a přeměn v půběhu spalování, vyžaduje dlouhodobý a koodinovaný výzkum. Zjištěná množství těchto pvků při pováděných spalovacích zkouškách byla doplněna o údaje, získané v půběhu řešení pojektu (Heppne, et al., 1991). Přehled získaných výsledků o množství kovů v českých palivech používaných po spalování ve spalovacích zařízeních malých výkonů, udává tabulka č. 4. Rozbo tabeláních výsledků ukazuje, že ozhodující množství stopových pvků (kovů) je vázáno na pevný úlet. Zde je nutno zdůaznit, že spalovací zařízení malých výkonů nejsou vybavena odlučovači tuhých částic, a poto veškeý pevný úlet je ozptýlen v přízemní vstvě v blízkosti zdoje znečištění. Pvek Tab.4. Obsah tuhých anoganických sloučenin (kovů) a jejich emise při spalování českých enegetických uhlí ve spalovacích zařízeních malých výkonů. Obsah tuhých anoganických sloučenin (kovů) v palivu Půměné emise tuh.anog. sloučenin [ g.t -1 paliva] (kovů) [g.t -1 spáleného paliva] Střední Smě. Maximum Minimum v úletu v plynu Celkem hodnota. Odchylka C 58,00 22,00 110,00 19,00 6,50 1,40 7,90 Cd 2,70 1,30 5,50 1,00 2,80 1,80 4,60 Co 19,00 9,00 37,00 12,00 2,30 1,90 4,20 Cu 29,00 7,00 61,00 19,00 3,20 1,10 4,30 Ni 45,00 11,00 100,00 15,00 4,80 4,90 9,70 Pb 15,00 3,00 67,00 4,00 1,60 0,00 1,60 Be 3,10 2,00 7,00 1,00 0,40 0,00 0,40 V 113,00 50,00 390,00 5,00 10,20 1,10 11,30 As 45,00 29,00 190,00 1,00 5,20 0,50 5,70 Se 0,60 0,08 1,20 0,30 0,06 0,10 0,16 Hg 0,36 0,20 0,69 0,13 0,10 0,10 0,20 Mn 150,00 60,00 270,00 100,00 16,80 0,00 16,80 Sn 0,80 1,20 8,30 0,40 0,06 0,30 0,36 Spalovací zkoušky kotle CRE v IPCHW Zabře v Polsku Po poovnání úovně vedení spalovacího pocesu, technického řešení konstukce kotle a množství vypouštěných škodlivin byly povedeny spalovací zkoušky kotle typu CRE-25 anglického výobce fy STOKE & ORCHARD. S ohledem na skutečnost, že dodané uhlí po zkoušky od společnosti OKD nevyhovělo požadavkům výobce kotle na spékavost uhlí (požadované paamety uhlí, tj. nízká náchylnost ke spékání, nebyly dodavatelem dodženy), byla měření povedena na dvou duzích polských čených uhlí. 276

Popis kotle: Automatický samočinný kotel CRE-25 o jmenovitém výkonu 25 kw, je učen ke spalování tříděného uhlí (velikost zn 5 25 mm) o výhřevnosti nad 20 MJ.kg -1, obsahu popele menší než 10 % a nízké náchylnosti ke spékání. Hlavní součástí kotle ukazuje ob. 3. Ob.3. Schéma kotle CRE-25. Ob.4. Emisní faktoy spáleného paliva [ kg.gj -1 ]. Uhlí je ze zásobníku dopavováno šnekovým dopavníkem do malého kuhového topeniště (etoty). Přívod paliva je řízen temostatem, kteý eguluje teplotu vody v kotli. Nízká teplota aktivuje elekticky poháněný šnekový dopavník uhlí, přičemž potřebné množství spalovacího vzduchu je zajišťováno ventilátoem. Popel se homadí na desce kolem topeniště a popadává do výsypky. Bezpostředně nad topeništěm je žáová deska, kteá usnadňuje zapalování paliva, stabilizuje hoření a dále chání teplosměnné plochy výměníku před místním přehřátím. Deklaovaná účinnost kotle je min. 75 %. Kotel umožňuje povoz v šiokém ozsahu výkonů, a to od cca 1 kw až do jmenovitého výkonu kotle. Spalovací zkoušky, pováděné na dvou duzích uhlí ukázaly, že se jedná o zařízení s vysokým komfotem obsluhy. Při spalování obou paliv o dopoučených paametech byl jeho povoz plně automatický a egulace kotle zajišťovala spolehlivě požadovaný výkon kotle. Výsledky analytického ozbou spalovaných paliv jsou uvedeny v tabulce č. 5. Přes toto kladné hodnocení bylo nutno věnovat povozu kotle větší péči než deklaoval výobce. V půběhu zkoušek došlo k opakovanému zastavení povozu kotle z důvodu pouchy podávacího zařízení. Pavděpodobnou příčinou pouchy však byla nedůsledná přípava paliva (překočení maximální velikosti zn uhlí). Instalovaná egulace kotle je značně složitá a při pouše vyžaduje zásah odboného sevisu. Rozšířenému přístojovému vybavení kotle odpovídá i jeho cena, kteá dosahuje tojnásobku nejdažších tuzemských kotlů na spalování uhlí. Na ozdíl od jednoduchých spalovacích zařízení, kteá za cenu vyšší tvoby škodlivin a nižší účinnosti jsou schopná spalovat i méněkvalitní paliva, kotle nové geneace, ke kteým kotel CRE-25 patří, vyžadují důslednou přípavu paliva (požadavek na 2 x pané tříděné uhlí). Cena takového paliva spolu s vysokou cenou kotle může vést k dalšímu omezování spalování uhlí u těchto zařízení. Tab.5. Výsledky laboatoní analýzy spalovaných paliv v kotli CRE-25. Palivo/Složení Rozmě Čené uhlí I Čené uhlí II Obsah vody W t % hm. 5,60 12,60 Obsah popela A % hm. 4,50 6.60 Obsah vodíku H % hm. 5,04 4,12 Obsah uhlíku C % hm. 74,90 62.03 Obsah dusíku N % hm. 1,43 0,94 Obsah síy vešk. S % hm. 0.48 0.71 Výhřevnost Q i MJ.kg -1 29.19 24.25 Při spalování uhlí v půběhu expeimentálních zkoušek bylo dosaženo velmi příznivých emisních chaakteistik za současné vysoké účinnosti spalování (cca 80 %). 277

Ochodek a Hoák: Měné emise škodlivin ze zdojů malých výkonů Hodnoty měných emisí jsou uvedeny v tabulce č. 6, gafické vyjádření emisních faktoů obsahuje ob. č. 4. Koncentace CO jsou například v případě spalování v kotli CRE-25 ve sovnání se spalováním kalů, popř. čeného uhlí ve standadním topeništi 5 6 x nižší. Tab.6. Hodnoty měných emisí spáleného paliva kotle CRE-25 [ kg.gj -1 ]. Složka Čené uhlí I Čené uhlí II Tuhé emise 0,117 0,186 SO 2 0,470 0.576 NO x 0.294 0.293 CO 1,100 1,070 Og. Látky 0.010 0.010 CELKEM 1.991 2,135 Hodnoty tuhých anoganických sloučenin (kovů) při spalování paliv na kotli CRE-25 jsou uvedeny v tabulce č. 7. Zde je nutno upozonit na značně ozdílné obsahy kovů ve spalovaném palivu vůči předchozím palivům. Toto ujištění poto potvzuje předpoklad, že sledování emisí kovů a možných vlivů na tyto emise bude vyžadovat delší výzkumné období. Pvek Tab.7. Obsah tuhých anoganických sloučenin (kovů) a jejich emise při spalování paliv na kotli CRE-25. Obsah tuhých anoganických sloučenin (kovů) Půměné emise tuh.anog. sloučenin (kovů) v palivu [ g.t -1 paliva] v úletu [g.t -1 spáleného paliva] Čené uhlí I Čené uhlí II Čené uhlí I Čené uhlí II C 100,000 150,000 0,089 0,112 Cd 0,085 0,350 0,020 0,007 Pb 65,000 44,000 5,660 4,870 Be 0,000 0,000 0 0 As 2,010 9,900 0,724 0,117 Se 0,850 1,100 0 0 Hg 0,067 0,120 0,017 0,009 Závě Na základě výsledků povedených expeimentálních zkoušek byly vysloveny následující závěy: Spalování tuhých paliv v ohništích malých výkonů je zdojem značných emisí škodlivin, vypouštěných do ovzduší v přízemních vstvách. Jsou to zejména CO, NO x, SO 2, tuhé látky (včetně tuhých anoganických sloučenin), dehty, obsahující PAH (polyaomatické uhlovodíky). Enegetická účinnost spalování a tvoba škodlivin v půběhu spalování je závislá na duhu a kvalitě spalovaného paliva a současně je přímo závislá na konstukci ohniště kotle a způsobu povozování. Modení konstukce kotlů malých výkonů ve spalovaném palivu emitují podstatně nižší (např. u emisí CO až 5 x méně) množství emisí při zajištění vysoké účinnosti spalování (cca 80 %). Tyto kotle však vyžaduji přísné dodžování požadovaných kvalitativních paametů paliva. Vysoký komfot obsluhy těchto zařízení (plynulá automatická dopava paliva do ohniště kotle a automatická egulace výkonu kotle) s nutnou instalací měřicí a egulační techniky, zvyšuje cenu těchto zařízení v poovnání se standadními, v současné době nejozšířenějšími typy kotlů až na tojnásobek. Ekonomicky přijatelné aplikace lze předpokládat u zdojů řádu několika set kw. Po zabezpečení vysoké účinnosti spalování a minimální tvoby škodlivin je třeba změnit přístup výobců paliv po tento duh spalovacích zařízení. Jedná se zejména o nové duhy směsi tříděných uhlí s nízkým obsahem popela a s nízkým obsahem pachových částic. Současně je důležité podpořit pokokové technologie výoby bezdýmných paliv. Další směy výzkumu bude nutno ovněž zaměřit na výzkum tvoby a možností snížení emisí polyaomatických uhlovodíku, kteé vznikají při nedokonalém spalování a dále na výzkum distibuce kovů v poduktech spalování při spalování tuhých paliv ve zdojích malých výkonů. Rovněž bude nutno hledat konstukce kotlů, kteé při konkuenční ceně zařízení zajistí vyhovujícím způsobem požadavky na povoz s vysokou účinnosti a nízkou tvobou škodlivin. Rozsah instalované měřící a egulační techniky u modeních konstukcí kotlů musí vycházet z podobné technicko- ekonomické analýzy. Jestli má být i do budoucna zachována existence malých uhelných kotlů, musí se zásadně změnit koncepce spalování a nabídka vhodných duhů paliv. To obojí povede ke zvýšení nákladů a s oh- 278

ledem na současnou defomaci cen enegie vlastně neexistuje řešení. Po libealizaci cen enegie bude existence těchto kotlů možná při splnění dvou základních podmínek: musí vyhovovat platným emisním limitům (nebo požadavkům) a musí být konkuenceschopné (ekonomika, povozní komfot) v šioké nabídce jiných zdojů. Liteatua Danihelka, Ochodek a Boovec: Coal Combustion and Heavy Metalls Pollution. Příspěvek na 13. mezináodní uhelné konfeenci v Pittsbughu, 1996. Dílčí zpávy a závěečná publikace z řešení gantového pojektu GAČR č.101/95/0355. IPCHW 1996 Czyste spalanie paliw stalych w uzadzeniach gzewczych malej mocy, výzkumná zpáva. Heppne, Heppneová a Poczta: Ekologické aspekty spalování tuhých paliv v zařízeních malých výkonů. ÚVP 1991 Výzkumná zpáva. Ochodek, Janalík a Výtisk: Emission of Hamful Paticles fom Combustion Pocesses of Low Output Resouces - příspěvek na mezináodní konfeenci Szczyk 1995, st.253-259. 279