Frakcje pyłu – badania Polskiej Akademii Nauk

Wyniki badań emisji pyłów przeprowadzonych przez PAN przedstawiono w artykule Właściwości pyłu respirabilnego emitowanego z wybranych instalacji, Konieczyński J., Biliński W., Komosiński B., Kozielska B., Mathews B. Pastuszka J., Pałamarczuk P., Rachwał T., Stec K., Talik E. (redakcja: Jan Konieczyński), Prace i studia nr 79, IPIŚ PAN, Zabrze 2010, dostępnym pod adresem http://www.ipis.zabrze.pl/dokumenty/pis/m79.pdf. Wyniki prac Polskiej Akademii Nauk bazują na pomiarach wykonanych w następujących instalacjach:

Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej GLIWICE Sp. z o.o. (Zakład Cieplny nr 1),
Elektrownia Opole (GE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. Oddział Elektrownia Opole),
Elektrownia Siersza (TAURON Wytwarzanie S.A. - Oddział Elektrownia Siersza w Trzebini),
Elektrownia Bełchatów (PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. Oddział Elektrownia Bełchatów),
Ciepłownia Nowy Wirek (Zespół Ciepłowni Przemysłowych „Carbo - Energia” sp. z o.o.),
Elektrociepłownia EC Nowa Sp. z o.o.,
Koksownia Przyjaźń (Jastrzębska Spółka Węglowa KOKS S.A.),
Huta ArcelorMittal Poland S.A. oddział w Dąbrowie Górniczej,
Cementownia Nowiny (Dyckerhoff Polska Sp. z o.o.).

Badania Polskiej Akademii Nauk objęły następujące źródła emisji:

Źródło emisji	Zdolność produkcyjna (moc lub wydajność)	Rodzaj paliwa lub surowców	Metody oczyszczania odgazów	Zakład
Kotły wodne WR 25 z rusztem mechanicznym	32 MW	Węgiel kamienny	Elektrofiltr	PEC Gliwice
Kocioł wodny z rusztem mechanicznym	–	Węgiel kamienny	Cyklon	Ciepłownia Nowy Wirek
Kotły wodne WP 70 wyposażone w palniki pyłowe	81 MW	Węgiel kamienny	Elektrofiltr	PEC Gliwice
Kocioł parowy BP 1150 wyposażony w palniki pyłowe niskoemisyjne	380 MW	Węgiel kamienny	Elektrofiltr, instalacja mokrego odsiarczania wapiennego	Elektrownia Opole
Kocioł parowy OP 380 wyposażony w palniki pyłowe	303,7 MW	Węgiel kamienny	Elektrofiltr, instalacja odsiarczania metodą półsuchą z filtrem tkaninowym	Elektrownia Siersza
Kocioł parowy OPG 230 wyposażony w palniki pyłowe	–	Węgiel kamienny, mieszanina gazów odpadowych pochodzących z procesów hutniczych (gaz wielkopiecowy, konwertorowy oraz koksowniczy)	Elektrofiltr	Elektrociepłownia Nowa
Bateria koksownicza	1900 Mg/d suchego koksu hutniczego i 890 tys. m_u/d surowego gazu koksowniczego	Węgiel kamienny	Odpylnik statyczny (strony koksowej), filtr workowy	Koksownia Przyjaźń
Huta żelaza, piec Maerza (wapnialnia)	425 Mg/dobę	Kamień wapienny lub dolomit	Filtry tkaninowe	ArcelorMittal w Dąbrowie Górniczej
Piec obrotowy do wypału klinkieru	2100 Mg/h	Mączka surowcowa	Filtr workowy	Cementownia Nowiny

Przykład danych PAN o składzie frakcyjnym pyłów przedstawiamy w zakładce Porównanie składów frakcyjnych (spalanie węgla). Wyniki pomiarów przedstawione zostały jako zmierzony skład ziarnowy pyłu dla poszczególnych stopni impaktora (F, 8B, 7A, 5B, 4A, 3B, 1A) oraz jako skład ziarnowy ujednolicony (I: < 1,0µm; II: 1,0-2,5µm; III: 2,5-10,0µm; IV: > 10µm).

W ramach badań przeprowadzonych przez Polską Akademię Nauk oprócz składu granulometrycznego wykonano następujące analizy pyłów:

oznaczenie gęstości bezwzględnej,
badanie morfologii pyłów,
spektroskopia fotoelektronów wzbudzanych promieniami rentgenowskimi (XPS),
badania reflektometryczne,
oznaczenie składu chemicznego,
oznaczenie zawartości pierwiastków śladowych we frakcjach pyłu,
oznaczenie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) we frakcjach pyłu.

Badania Polskiej Akademii Nauk przeprowadzono z wykorzystaniem następujących technik oraz sprzętu:

badanie składu granulometrycznego: z wykorzystaniem impaktora kaskadowego Andersen Mark III,
oznaczenie gęstości bezwzględnej: za pomocą piknometru cieczowego,
badanie morfologii pyłów: za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego JSM-5410 firmy JOEL,
spektroskopia fotoelektronów wzbudzanych promieniami rentgenowskimi (XPS): z wykorzystaniem spektrometru PHI 5700,
badania reflektometryczne: z wykorzystaniem reflektometru 43D firmy Diffusion Systems Ltd.,
oznaczenie składu chemicznego: zawartość SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, SO₃, TiO₂, P₂O₅ metodą spektrometrii rentgenowskiej fluorescencji (XRF),
oznaczenie zawartości pierwiastków śladowych we frakcjach pyłu: z wykorzystaniem spektrometru I.C.P.-A.E.S. firmy Jobin Yvon typ JY-36,
oznaczenie zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) we frakcjach pyłu: z wykorzystaniem chromatografu gazowego firmy Hewlett-Packard, model 5890 z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym (FID).