Frakcje pyłu – baza danych US EPA

Dane zawarte w zbiorach Amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (US EPA) dostępne są pod następującymi adresami www:

AP-42 (skład granulometryczny pyłów) http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html,
Speciate (skład chemiczny pyłów) http://www.epa.gov/ttnchie1/software/speciate/.

US EPA AP-42:

Baza danych o emisjach AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Fifth Edition, Volume 1: Stationary Point and Area Sources zawiera szeroki zbiór danych o składzie granulometrycznym pyłów zarówno uwalnianych ze źródeł emisji zorganizowanej (przemysłowych i usługowych) jak i ze źródeł emisji niezorganizowanej, w tym z dróg, placów budów i pożarów. Informacje o granulometrii pyłów przedstawione są na 3 sposoby:

ujednolicone przedziały średnic ziaren (PM2,5; PM6,0; PM10) dla wybranych źródeł (APPENDIX B.1),
dane szczegółowe dla niektórych rodzajów źródeł objętych AP-42,
uogólniony rozkład uziarnienia (APPENDIX B.2) umożliwiający oszacowanie składu frakcyjnego pyłu w przypadku braku danych szczegółowych.

Dane szczegółowe:

Skład frakcyjny pyłów emitowanych z poszczególnych rodzajów źródeł został scharakteryzowany w różny sposób, co jest konsekwencją specyfiki pyłów i doboru właściwych dla nich metod pomiarowych. Poniżej przedstawiamy kilka wybranych sposobów klasyfikacji pyłów:

podział pyłu na frakcje: 0,625µm; 1,00µm; 1,25µm; 2,5µm; 6µm; 10µm; 15µm oraz pył ogółem, np. dla źródeł spalania węgla i paliw ciekłych,
podział pyłu na frakcje: 2,5µm; 10µm oraz pył ogółem, np. dla elewatorów zbożowych, produkcji piwa,
określenie charakterystyki pyłu ogółem (np. 100% PM1,0) wraz z podaniem udziału pyłu aspirowanego na filtrze oraz pyłu z kondensacji, np. dla źródeł spalania gazu ziemnego,
określenie emisji pyłu całkowitego aspirowanego na filtrze oraz pyłu z kondensacji, np. dla komór wędzarniczych,
określenie emisji pyłu całkowitego aspirowanego na filtrze oraz pyłu PM10 stanowiącego sumę pyłu PM10 aspirowanego na filtrze oraz pyłu PM10 z kondensacji, np. dla procesu smażenia chipsów ziemniaczanych,
określenie emisji pyłu całkowitego, PM10 aspirowanego na filtrze oraz pyłu z kondensacji, np. dla produkcji płyt MDF,
podział pyłu na frakcje: 1,00µm; 2,5µm; 5µm; 10µm oraz 15µm, np. dla wytwórni mas bitumicznych,
podział pyłu na frakcje: 2,5µm; 5µm oraz 10µm, np. dla produkcji mocznika, azotanu amonu,
określenie emisji jednej frakcji pyłu, np. PM7 (przy wyznaczaniu emisji na podstawie obliczeń stężeń pyłu w powietrzu [downwind diffusion model] ze zbioru i przeładunku zbóż).

Ocena pyłu aspirowanego na filtrze oraz pyłu z kondensacji odnosi się do:

pyłów, które bez chłodzenia gazów można zaaspirować na filtrze o skuteczności nie mniejszej niż 99,95 % dla ziaren o średnicy 0,3 µm (metoda EPA Method 5, Determination of particulate matter emissions from stationary sources),
pyłów, których pomiar wymaga wychłodzenia odgazów według metody EPA Method 202, Dry impinger method for determining condensable particulate emissions from stationary sources.

Wobec niektórych źródeł prawidłowa ocena emisji pyłów wymaga wychłodzenia próbki gazów. Przykładem może być udział w pyle całkowitym pyłu zaaspirowanego na filtrze oraz pyłu z kondensacji (po ochłodzeniu próbki) dla procesu spalania gazu ziemnego. Według tabeli 1.4-2 Emission factors for criteria pollutants and greenhouse gases from natural gas combustion AP-42 proporcja pomiędzy obydwoma częściami pyłu całkowitego wynosi 1,9/7,6 do 5,7/7,6 odpowiednio dla pyłu przed i po wychłodzeniu próbki. Zasady pomiaru pyłu z kondensacji, w tym sposób desorpcji dwutlenku siarki opisano w ww. dokumencie EPA Method 5.

Uogólniony rozkład uziarnienia:

Przedstawiona w załączniku B.2 AP-42 Generalized particle size distributions metoda obliczeniowa pozwala oszacować emisję pyłu dla frakcji PM2,5; PM6,0; PM10, i poprzez aproksymację również dla frakcji PM1,0; PM2,0; PM3,0; PM4,0; PM5,0 dla źródeł, z których nie określono składu granulometrycznego w poszczególnych rozdziałach SP-42 ani w załączniku B.1. Kryterium doboru właściwych wskaźników jest pokrewieństwo procesu powodującego emisję (analizowanego i stanowiącego podstawę odniesienia) oraz podobieństwo wykorzystywanych materiałów. Algorytm postepowania obejmuje:

identyfikację analizowanego procesu w zbiorze AP-42 oraz obliczenie unosu emisji pyłu ogółem (emisji z założeniem braku urządzeń odpylających),
przypisanie numeru kategorii z tabeli B.2-1,
przyjęcie właściwego składu frakcyjnego z tabeli B.2-2,
dla źródeł wyposażonych w odpylacze - przyjęcie odpowiednich skuteczności redukcji emisji dla poszczególnych przedziałów średnic ziaren B.2-3.

Zakres stosowania powyższej metody wraz z przykładem obliczeń przedstawiono w załączniku B.2 AP-42.