Analýza spalin: Přepočet ppm na mg·Nm–3 a význam referenční koncentrace kyslíku

Spalování je konverze primární chemické energie obsažené v palivu (např. uhlí, ropa, zemní plyn nebo dřevo) na teplo (sekundární energii) oxidačním procesem. Spalování je proto technický pojem pro chemickou reakci mezi kyslíkem a spalitelnou složkou obsaženou v palivu, doprovázenou uvolněním energie. Spalovací procesy probíhají za vysokých teplot (až 1 000 °C i výše).

Kyslík potřebný pro spalování pochází ze vzduchu přiváděného do spalovacího procesu. je pojem pro všechny chemické reakce kyslíku jinými látkami. Při oxidačních procesech dochází k uvolňování energie a jsou velmi důležité jak v oblasti techniky (např. spalování), tak v oblasti biologických procesů (např.

Hmotnostní a částicová koncentrace v analýze spalin

V analýze spalin se běžně používají hmotnostní a částicová koncentrace. Jednotka hmotnosti je gram (mg, µg, atd.) a velmi populární částicovou koncentrací je ppm. Tato jednotka představuje určitý poměr jako například procenta (1 % je setina, 1 ppm je miliontina). Tak jako počet procent znamená „počet prvků ve stovce prvků“, udává jednotka ppm „počet prvků v milionu prvků“.

Pokud je tedy například v tlakové lahvi 250 ppm oxidu uhelnatého (CO), znamená to, že pokud bychom z tlakové lahve odebralimilion dílků plynu, bylo by mezi nimi 250 dílků CO. Zbývajících 999 750 dílků by obsahovalo dusík a kyslík.

Přepočet ppm na mg·Nm-3 a význam referenční koncentrace kyslíku

Koncentraci v ppm lze přepočítat na hmotnostní [mg·Nm-3] použitím standardní hustoty plynu. V případě této jednotky se za základ považuje normovaný objem (normovaný krychlový metr, Nm3) a množství škodlivého plynu se vyjádří v miligramech (mg). Tento údaj však stále není jednoznačný, protože jednotlivé objemové podíly ve spalinách se mění podle podílu kyslíku („zředění“ kouřových plynů okolním vzduchem).

Čtěte také: Uhlíková stopa plynu

Přímo lze porovnávat jen údaje zjištěné při stejném obsahu kyslíku, proto musejí být naměřené veličiny přepočteny na určitý - vztažný - objem kyslíku. Z tohoto důvodu je nutné brát koncentraci kyslíku jako referenční hodnotu, na kterou musí být všechny hodnoty koncentrace přepočteny, jinak není možné je porovnat. Proto se v oficiálních emisních limitech vždy uvádí referenční koncentrace kyslíku, na kterou se musí hodnoty přepočítat. Pro přepočet z ppm na mg·Nm-3 je třeba změřit také obsah kyslíku (O2) ve spalinách.

Složení spalin a jejich vliv na životní prostředí

Dusík je hlavní složkou vzduchu (79 objemových %). Jedná se o bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu. Do spalovacího procesu se dostává jako součást spalovacího vzduchu, avšak přímo se procesu spalování neúčastní. V procesu působí jako balastní materiál a přenašeč ztraceného tepla.

Oxid uhličitý je bezbarvý plyn, bez zápachu, se slabou kyselou chutí. Vzniká ve všech spalovacích procesech (vyjma spalování čistého vodíku) a také při dýchání. Významně přispívá k posílení skleníkového efektu, díky jeho schopnosti filtrace tepelného záření.

Vodík (H2), obsažený v palivu, se vylučuje po spálení (oxidaci kyslíkem) ve formě vody (H2O). Zbytkový kyslík, který nebyl spálen, se měří jako součinitel přebytku vzduchu, který se používá pro výpočet účinnosti spalování.

Oxid uhelnatý je bezbarvý plyn, bez zápachu, toxický. Vytváří se především při nedokonalém spalování fosilních paliv a dalších uhlíkatých materiálů. V atmosféře není pro člověka nebezpečný, protože rychle reaguje s kyslíkem na CO2. V uzavřeném prostoru se ovšem jedná o velmi nebezpečný plyn, již při vdechování koncentrace 700 ppm dojde za krátkou dobu k smrti.

Čtěte také: Elektromobily a uhlíková stopa

Při vysokých teplotách hoření se dusík (N2), obsažený v palivu a v okolní atmosféře, váže se vzdušným kyslíkem (O2) na oxid dusnatý (NO). Tento bezbarvý plyn působením volného kyslíku (O2) po čase oxiduje na oxid dusičitý (NO2). NO2 je ve vodě rozpustný jedovatý plyn, jehož vdechování vede k těžkému poškození plic. Působením ultrafialového záření (sluneční světlo) přispívá ke tvorbě ozonu.

Je bezbarvý toxický plyn, s dráždivým zápachem. Vzniká oxidací síry v palivu. Pro pracovní prostředí je limit 5 ppm. nebo sírové (H2SO4), které jsou obě zodpovědné za různá poškození přírody nebo budov (kyselé deště).

Uhlovodíky jsou široká skupina sloučenin, které se skládají z uhlíku a vodíku a jsou nejdůležitějšími sloučeninami v organické chemii; v přírodních palivech se vyskytují v ropě, uhlí a zemním plynu. Emise CxHy mohou vznikat při jejich zpracování (např. rafinérie), použití i likvidaci, například rozpouštědla, plasty, palivo motorů apod. Zdrojem uhlovodíků jsou také nedokonalé spalovací procesy (např. cigarety, požáry lesů). Uhlovodíky přispívají k posílení skleníkového efektu. Mezi uhlovodíky patří statisíce sloučenin, příkladem může být metan (CH4), butan (C4H10) nebo benzen (C6H6), nebo i silně karcinogenní sloučeniny, např. benzo[a]pyren.

Pevné částice ve spalinách pocházejí z nespalitelných složek pevného nebo kapalného paliva. Obsahují oxidy křemíku, hliník a vápník (v případě uhlí), nebo sírany různých prvků v případě těžkých olejů.

Čtěte také: Vše o emisních normách

tags: #emise #přepočet #ppm #vzorec

Oblíbené příspěvky:

• Praktické a hygienické odpadkové koše
• Mini Koš Simplehuman: Detalní pohled
• Směrnice o hluku dopravy
• Globální hrozby
• Tomáš Akvinský a hříchy