Emisja zanieczyszczeń z procesu grafityzacji elektrod węglowych w piecach LWG (Castnera). Cz. 2. Wybrane substancje pyłowe

Podobne dokumenty
From the SelectedWorks of Robert Oleniacz. Marian Mazur Marek Bogacki Robert Oleniacz Przemysław Szczygłowski

Emisja zanieczyszczeń z procesu grafityzacji elektrod węglowych w piecach LWG (Castnera). Cz. 1. Wybrane substancje gazowe

4. OCENA JAKOŒCI POWIETRZA W AGLOMERACJI GDAÑSKIEJ

OCENA FUNKCJONOWANIA INSTALACJI OCZYSZCZANIA GAZÓW ODLOTOWYCH Z PROCESU GRAFITYZACJI ELEKTROD WĘGLOWYCH W SGL CARBON S.A.

Emisja zanieczyszczeń powietrza z procesu grafityzacji wyrobów drobnych

EMISJA ZANIECZYSZCZEŃ PYŁOWO-GAZOWYCH Z PROCESU WYPALANIA PÓŁPRODUKTÓW GRAFITOWYCH W PIECU TUNELOWYM

3.2 Warunki meteorologiczne

Badania zawartości substancji gazowych w gazach odprowadzanych z procesu przygotowania tworzyw do produkcji drobnych wyrobów węglowych i grafitowych

Krótka informacja o instytucjonalnej obs³udze rynku pracy

RAPORT 0630/2010_LAF. Kanał Elbląski. ECOWAVE BoŜena Skoblińska ul. Kasprzaka 6/ Szczecin. Pierwiastki

Powszechność nauczania języków obcych w roku szkolnym

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1704

1. Wstêp. 2. Metodyka i zakres badañ WP YW DODATKÓW MODYFIKUJ CYCH NA PODSTAWOWE W AŒCIWOŒCI ZAWIESIN Z POPIO ÓW LOTNYCH Z ELEKTROWNI X

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

DZIA 4. POWIETRZE I INNE GAZY

PRACE. Instytutu Szk³a, Ceramiki Materia³ów Ogniotrwa³ych i Budowlanych. Nr 4

Doświadczenia IChPW w badaniach energetyczno-emisyjnych kotłów c.o. według normy PN-EN 303-5:2012

3.3.3 Py³ PM10. Tabela Py³ PM10 - stê enia œrednioroczne i œredniookresowe

Zagro enia fizyczne. Zagro enia termiczne. wysoka temperatura ogieñ zimno

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

N O W O Œ Æ Obudowa kana³owa do filtrów absolutnych H13

Ryc. 1. Liczba bezrobotnych w stosunku do liczby mieszkañców w wieku produkcyjnym ogó³em w dzielnicach Gdyni. Chylonia. Karwiny. D¹browa.

1 FILTR. Jak usun¹æ 5 zanieczyszczeñ za pomoc¹ jednego z³o a? PROBLEMÓW Z WOD ROZWI ZUJE. NOWATORSKIE uzdatnianie wody 5 w 1

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

Metrologia cieplna i przepływowa

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 950

Sytuacja na rynkach zbytu wêgla oraz polityka cenowo-kosztowa szans¹ na poprawê efektywnoœci w polskim górnictwie

Postêp w dziedzinie oznaczania mykotoksyn

4.3. Warunki życia Katarzyna Gorczyca

VRRK. Regulatory przep³ywu CAV

WYJASNIENIA I MODYFIKACJA SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

PADY DIAMENTOWE POLOR

SYMULACJA STOCHASTYCZNA W ZASTOSOWANIU DO IDENTYFIKACJI FUNKCJI GÊSTOŒCI PRAWDOPODOBIEÑSTWA WYDOBYCIA

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

gdy wielomian p(x) jest podzielny bez reszty przez trójmian kwadratowy x rx q. W takim przypadku (5.10)

Nawiewnik NSL 2-szczelinowy.

TEST dla stanowisk robotniczych sprawdzający wiedzę z zakresu bhp

Emisja związków siarki z procesu wielkopiecowego

Projektowanie procesów logistycznych w systemach wytwarzania

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

Janusz Kazimierz Krochmal* MO LIWOŒCI OCENY ZAILENIA OŒRODKÓW PIASZCZYSTO-ILASTYCH NA PODSTAWIE POMIARU K TA FAZOWEGO**

INSTRUKCJA OBSŁUGI URZĄDZENIA: HC8201

W³adys³aw Duliñski*, Czes³awa Ewa Ropa*

Średni współczynnik toksyczności spalin emitowanych z procesów spopielania odpadów niebezpiecznych

PRZEPIĘCIA CZY TO JEST GROźNE?

TAH. T³umiki akustyczne. w wykonaniu higienicznym

Wyznaczenie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

spektroskopia UV Vis (cz. 2)

CZUJNIKI TEMPERATURY Dane techniczne

Rada Unii Europejskiej Bruksela, 30 kwietnia 2015 r. (OR. en)

Magurski Park Narodowy

Carsten Lassen, Mariusz Holtzer, Józef Dańko, Jens Apfel, Rafał Dańko,

POMIAR STRUMIENIA PRZEP YWU METOD ZWÊ KOW - KRYZA.

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski* ZASTOSOWANIE ODWIERTÓW MULTILATERALNYCH NA Z O ACH ROPY NAFTOWEJ W PÓ NEJ FAZIE EKSPLOATACJI

1. Szacowanie rynkowej wartoœci nieruchomoœci jako przedmiotu prawa w³asnoœci ograniczonej u ytkowaniem wieczystym

Emisja BTX towarzysząca produkcji wyrobów węglowych i grafitowych

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 463

Seria 240 i 250 Zawory regulacyjne z si³ownikami pneumatycznymi z zespo³em gniazdo/grzyb AC-1 lub AC-2

SRC. Przepustnice systemu ró nicowania ciœnienia. Przeznaczenie

PRZETWORNIK WARTOśCI SKUTECZNEJ PRąDU LUB NAPIęCIA PRZEMIENNEGO P20Z

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

REGULAMIN ZADANIA KONKURENCJI CASE STUDY V OGOLNOPOLSKIEGO KONKURSU BEST EGINEERING COMPETITION 2011

X. M A N A G E R. q Przeznaczenie modu³u q Wykaz funkcji q Codzienna eksploatacja

UCHWAŁA NR XVII/245/2016 RADY MIEJSKIEJ W MIECHOWIE. z dnia 4 kwietnia 2016 r.

KOMPAKTOWE REKUPERATORY CIEP A

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

Ćw. 5 Oznaczanie węglowodorów lekkich w powietrzu atmosferycznym

PRESTO systemy kominowe. kominy ceramiczne z 30-letni¹ gwarancj¹. presto. systemy kominowe. presto

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

GŁÓWNY URZĄD STATYSTYCZNY Notatka informacyjna Warszawa r.

Klasyfikacja i oznakowanie substancji chemicznych i ich mieszanin. Dominika Sowa

Ocena rynku CNG przez użytkowników pojazdów zasilanych gazem ziemnym

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Lista badań prowadzonych w ramach zakresu elastycznego nr AB 550

Rodzaje biomasy wykorzystywane na cele energetyczne:

PL B1. FAKRO PP SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Nowy Sącz, PL BUP 22/ WUP 05/12. WACŁAW MAJOCH, Nowy Sącz, PL

Roczne zeznanie podatkowe 2015

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 215

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

Spis treœci. Wstêp str. 2 Okap do wyci¹gu pary OWPW str. 3 Okap indukcyjny OIOC str. 5 Okap przyœcienny OWCS str. 7

Zasady przyznawania stypendiów doktoranckich na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego na rok akademicki 2016/2017

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 646

2. Charakterystyka materia³ów u ytych do badañ

Gospodarowanie odpadami w laboratoriach badawczych

HiTiN Sp. z o. o. Przekaźnik kontroli temperatury RTT 4/2 DTR Katowice, ul. Szopienicka 62 C tel/fax.: + 48 (32)

ZAPYTANIE OFERTOWE. Tłumaczenie pisemne dokumentacji rejestracyjnej ZAPYTANIE OFERTOWE

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

DWP. NOWOή: Dysza wentylacji po arowej

Infrastruktura techniczna. Warunki mieszkaniowe

SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA DLA PRZETARGU NIEOGRANICZONEGO CZĘŚĆ II OFERTA PRZETARGOWA

Dynamika wzrostu cen nośników energetycznych

Powiatowy Urząd Pracy w Trzebnicy. w powiecie trzebnickim w 2008 roku Absolwenci w powiecie trzebnickim

Andrzej Janocha*, Teresa Steliga*, Dariusz Bêben* ANALIZA BADAÑ NIEKTÓRYCH W AŒCIWOŒCI ROPY NAFTOWEJ ZE Z O A LMG

TABLICOWE MIERNIKI ELEKTROMAGNETYCZNE TYPU EA16, EB16, EA17, EA19, EA12. PKWiU Amperomierze i woltomierze DANE TECHNICZNE

ROZPORZÑDZENIE MINISTRA ÂRODOWISKA 1) z dnia 13 czerwca 2003 r. w sprawie wymagaƒ w zakresie prowadzenia pomiarów wielkoêci emisji

Marian Branny*, Bernard Nowak*, Bogus³aw Ptaszyñski*, Zbigniew Kuczera*, Rafa³ uczak*, Piotr yczkowski*

PRZETWORNIK WARTOŒCI SKUTECZNEJ PR DU LUB NAPIÊCIA PRZEMIENNEGO TYPU P11Z

Transkrypt:

From the SelectedWorks of Robert Oleniacz 2006 Emisja zanieczyszczeń z procesu grafityzacji elektrod węglowych w piecach LWG (Castnera). Cz. 2. Wybrane substancje pyłowe Marian Mazur Robert Oleniacz Marek Bogacki Przemysław Szczygłowski Available at: http://works.bepress.com/robert_oleniacz/15/

IN YNIERIA ŒRODOWISKA Tom 11 Zeszyt 1 2006 27 Marian Mazur*, Robert Oleniacz*, Marek Bogacki*, Przemys³aw Szczyg³owski* Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych w piecach LWG (Castnera). Czêœæ 2. Wybrane substancje py³owe** 1. Wstêp W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badañ oceniaj¹cych iloœæ substancji py³owych unoszonych i emitowanych do powietrza z procesu grafityzacji elektrod wêglowych. Obiektem badañ by³a instalacja pieców LWG (Castnera) o d³ugoœci 26 m, wyposa ona w dwustopniowy system oczyszczania gazów pografityzacyjnych oparty na instalacjach: dopalania katalitycznego (reaktory typu SWINGTHERM- -KORMORAN) i oczyszczania mokrego (skruber natryskowy) [1]. Charakterystyka obiektu badañ przedstawiona zosta³a w czêœci 1 artyku³u, poœwiêconej problematyce emisji substancji gazowych [2]. W procesie grafityzacji elektrod wêglowych mog¹ siê tworzyæ wy sze wêglowodory aromatyczne, st¹d badaniami oprócz py³u ogó³em objêto równie zawarte w nim substancje smo³owe, a tak e wielopierœcieniowe wêglowodory aromatyczne (WWA) i benzo(b)-nafto-(2,1)tiofen (BNT). Oznaczano w sumie 16 WWA z listy EPA: naftalen, acenaftylen, acenaften, fluoren, fenantren, antracen, fluoranten, piren, benzo(a)antracen, chryzen, benzo(b)fluoranten, benzo(k)fluoranten, benzo(a)piren, indeno(1,2,3-cd)piren, dibenzo(a,h)antracen i benzo(g,h)perylen. 2. Metodyka badañ Pobór próbek py³owych z gazów odlotowych odbywa³ siê zgodnie z PN-Z-040- -30-7 [5] w sposób izokinetyczny z wykorzystaniem zestawów automatycznych py³omierzy grawimetrycznych. Dokonywany on by³ jednoczeœnie w dwóch punk- * Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydzia³ Geodezji Górniczej i In ynierii Œrodowiska ** Praca finansowana z badañ statutowych AGH nr 11.11.150.171 oraz umowy nr 5.5.150.611 27

28 M. Mazur, R. Oleniacz, M. Bogacki, P. Szczyg³owski tach (przekrojach) pomiarowych, z których jeden zlokalizowany by³ na prostoliniowym odcinku kana³u doprowadzaj¹cym unoszone z pieca LWG surowe gazy pografityzacyjne do instalacji dopalania katalitycznego, a drugi na emitorze odprowadzaj¹cym gazy odlotowe do powietrza atmosferycznego (po oczyszczeniu w instalacji mokrej). Py³ wraz z substancjami smo³owymi, WWA i BNT zatrzymywany by³ na filtrach z mikrow³ókien szklanych (szk³o borokrzemowe), przy czym: w przypadku punktu zlokalizowanego przed instalacj¹ dopalania katalitycznego (gazy unoszone z pieca) stosowano gilzy o wymiarach 30 95 mm, w przypadku punktu zlokalizowanego na emitorze (gazy emitowane do powietrza) stosowano filtry p³askie (s¹czki) o œrednicy 50 mm. Z uwagi na nisk¹ temperaturê gazów pografityzacyjnych w obydwu punktach pomiarowych analizowane zwi¹zki organiczne wystêpowa³y tylko w fazie sta³ej. Równolegle z poborem próbek py³owych prowadzone by³y pomiary parametrów czêœciowego strumienia gazu zasysanego do py³omierzy oraz parametrów gazu w przekrojach pomiarowych niezbêdne w obliczeniach stê enia i strumienia masy rozpatrywanych substancji w gazach odlotowych. Badaniami objêto dwa cykle produkcyjne grafityzacji elektrod wêglowych w tym samym piecu LWG. Pomiary wykonywano w okresie, gdy gazy pografityzacyjne by³y odprowadzane do atmosfery w sposób zorganizowany (za³o ona pokrywa ss¹ca) z wykorzystaniem obydwu instalacji oczyszczania i komina. Cykle te charakteryzowa³y siê identycznymi parametrami wsadowymi (99 elektrod o ³¹cznej masie 110,9 Mg, w tym 60 elektrod 600 2530 mm o masie 81,8 Mg oraz 39 elektrod 500 1950 mm o masie 29,1 Mg). W charakterze zasypki izolacyjnej stosowany by³ regenerat w postaci mieszaniny koksów metalurgicznego i z wêgla brunatnego w stosunku 2:3 (ok. 240 Mg) oraz mieszanina koksów metalurgicznego i z wêgla brunatnego w stosunku 4:3 (ok. 30 Mg), przy czym podczas drugiego z badanych cykli produkcyjnych zastosowano now¹ (œwie ¹) zasypkê izolacyjn¹ [2]. W ci¹gu ok. 18 19-godzinnych serii pomiarowych w obydwu punktach pobrano: po 8 próbek py³owych podczas pierwszej serii pomiarowej (pierwszy badany cykl produkcyjny, pobory ok. 1,5 2,5-godzinne); po 6 próbek py³owych podczas drugiej serii pomiarowej (drugi badany cykl produkcyjny, pobory ok. 2,5 3-godzinne). Zawartoœæ substancji smo³owych w pobranych próbkach oznaczono wed³ug procedury AEERL/12-9/2/86 [6]. Gilzy i s¹czki z zatrzyman¹ frakcj¹ sta³¹ ekstrahowano dichlorometanem przez 8 godzin w aparacie Soxhleta. Uzyskane ekstrakty zagêszczano do objêtoœci 5 ml, odparowuj¹c rozpuszczalnik w aparacie Kuderna-Danisch.

Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych... 29 Uzyskane ekstrakty dzielono na dwie czêœci: 1 ml i 4 ml. Próbkê ekstraktu o pojemnoœci 1 ml przeznaczano do oznaczenia zawartoœci WWA, natomiast w pozosta³ych 4 ml ekstraktu oznaczono zawartoœæ smo³y (zwi¹zki organiczne, posiadaj¹ce punkty wrzenia w temperaturze 300 C i powy ej). Postêpowano w nastêpuj¹cy sposób: ekstrakt przenoszono iloœciowo do szalki aluminiowej o wywiniêtych brzegach, przykrywano, zapewniaj¹c cyrkulacjê powietrza i odparowywano próbkê w temperaturze pokojowej do sucha. Nastêpnie szalkê z próbk¹ umieszczano w eksykatorze wype³nionym elem krzemionkowym na ok. 8 godzin. Po tym czasie wa ono i powtarzano co 4 godziny czynnoœci kondycjonowania i wa enia a do uzyskania miêdzy kolejnymi wa eniami masy nie ró ni¹cej siê wiêcej ni o 0,0002 g. Analogicznie postêpowano ze œlep¹ prób¹. Oznaczenie zawartoœci WWA i BNT w ekstraktach chlorometanowych pobranych próbek wykonano metod¹ chromatografii gazowej. Stosowano chromatograf gazowy HP5890 z detektorem p³omieniowo-jonizacyjnym (FID) i kolumn¹ kapilarn¹ HP DB5 o d³ugoœci 30 m pracuj¹c¹ z programowanym wzrostem temperatury (8 C/min) od 40 do 280 C. Automatycznie dozowane 2 ml próbki odparowywano w temperaturze 300 C w strumieniu helu jako gazu noœnego. Do przeliczenia powierzchni pików na stê enia wyznaczono dla ka dego z oznaczanych zwi¹zków wspó³czynniki kalibracyjne z chromatogramów mieszanek wzorcowych zawieraj¹cych znane stê enia 16 WWA oraz BNT w dichlorometanie. Powierzchnie pików oznaczanych zwi¹zków korygowano, odejmuj¹c powierzchniê t³a. 3. Wyniki badañ Uzyskane w wyniku przeprowadzonych pomiarów wartoœci œrednie, minimalne i maksymalne stê eñ poszczególnych substancji py³owych w gazach pografityzacyjnych unoszonych z pieca LWG i odprowadzanych do powietrza (po oczyszczeniu) oraz wielkoœci ich emisji zamieszczono w tabeli 1 (na wklejce). Graficzne porównanie wyników pomiarów stê eñ py³u ogó³em, substancji smo³owych oraz sumy WWA w gazach pografityzacyjnych otrzymanych przed i za systemem oczyszczania zamieszczono na rysunku 1 (pierwszy badany cykl produkcyjny) i rysunku 2 (drugi badany cykl produkcyjny z now¹ zasypk¹ izolacyjn¹). Na rysunku 3 przedstawiono z kolei przebiegi zmiennoœci zawartoœci substancji smo- ³owych i sumy WWA w pobranych próbkach py³u. Wyniki pomiarów uzyskane dla obydwu badanych cykli produkcyjnych ró - ni¹ siê nieco miêdzy sob¹ zarówno pod wzglêdem wartoœci œrednich dla ca³ej serii pomiarowej (cyklu produkcyjnego), jak i w aspekcie zmiennoœci tych wartoœci w czasie trwania procesu grafityzacji elektrod wêglowych.

30 M. Mazur, R. Oleniacz, M. Bogacki, P. Szczyg³owski a) b) c) Rys. 1. Porównanie stê eñ substancji py³owych (œrednie ok. 100 150-minutowe) w gazach pografityzacyjnych wprowadzanych do instalacji dopalania katalitycznego (unos) i emitowanych do powietrza (emisja) otrzymanych dla pierwszego badanego cyklu produkcyjnego: a) py³ ogó³em; b) substancje smo³owe; c) suma WWA (gaz suchy, warunki odniesienia: pu = 101,3 kpa, Tu = 273 K)

Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych... 31 a) b) c) Rys. 2. Porównanie stê eñ substancji py³owych (œrednie ok. 150 180-minutowe) w gazach pografityzacyjnych wprowadzanych do instalacji dopalania katalitycznego (unos) i emitowanych do powietrza (emisja) otrzymanych dla drugiego badanego cyklu produkcyjnego: a) py³ ogó³em; b) substancje smo³owe; c) suma WWA (gaz suchy, warunki odniesienia: pu = 101,3 kpa, Tu = 273 K)

32 M. Mazur, R. Oleniacz, M. Bogacki, P. Szczyg³owski a) b) Rys. 3. Porównanie zawartoœci substancji smo³owych (a) i WWA (b) w próbkach py³owych pobranych podczas I i II serii pomiarowej Dla drugiego cyklu produkcyjnego (II serii pomiarowej), w którym zastosowano now¹ (œwie ¹) zasypkê izolacyjn¹, w gazach emitowanych do powietrza uzyskano wy sze œrednie stê enia py³u ogó³em oraz substancji smo³owych i sumy WWA ni dla pierwszego cyklu produkcyjnego (I serii pomiarowej), ale w gazach unoszonych z pieca (wprowadzanych do instalacji dopalania katalitycznego) stê enia substancji smo³owych i sumy WWA wyst¹pi³y na wy szym poziomie podczas I serii pomiarowej. W przypadku benzo(b)nafto(2,1-d)tiofenu (BNT) i niektórych WWA (np. benzo(a)antracenu i dibenzo(a,h)antracenu) ich zawartoœæ w gazach pografityzacyjnych by³a zdecydowanie ni sza podczas II serii pomiarowej bez wzglêdu na po³o enie punktu pomiarowego. Istotne ró nice wyst¹pi³y równie w iloœci substancji py³owych unoszonych i emitowanych do powietrza w ró nych etapach cyklu produkcyjnego (zarówno w ramach danej serii pomiarowej, jak i w odniesieniu do innego cyklu produkcyj-

Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych... 33 nego). Jak wynika z porównania wyników pomiarów uzyskanych dla obydwu serii pomiarowych (rys. 1 i 2), w przypadku zastosowania œwie ej zasypki izolacyjnej (II seria pomiarowa) stê enia py³u ogó³em w gazach pografityzacyjnych unoszonych z pieca LWG by³y zdecydowanie najwy sze (rzêdu 8 10 mg/m 3 u ) w pierwszych i ostatnich trzech godzinach analizowanego cyklu produkcyjnego. W okresie tym w unoszonym pyle stwierdzono najmniejsz¹ zawartoœæ substancji smo³owych (rzêdu 1,9 2,3% wag.) i WWA ogó³em (rzêdu 0,03 0,07% wag.), a wiêc dominuj¹cym jego sk³adnikiem by³y zapewne najdrobniejsze ziarna zasypki izolacyjnej odci¹gane z pieca oraz zanieczyszczenia py³owe zawarte w powietrzu wentyluj¹cym piec (zasysanym z hali przez szczelinê pod pokryw¹ ss¹c¹) i w powietrzu pochodz¹cym spoza tego uk³adu (zasysanym przez nieszczelnoœci kana³ów doprowadzaj¹cych gazy pografityzacyjne do instalacji dopalania katalitycznego). Dla porównania podczas pierwszego z badanych cykli produkcyjnych (I seria pomiarowa) przy identycznej masie grafityzowanego wsadu, ale przed wymian¹ zasypki izolacyjnej, iloœæ py³u odprowadzanego z tego samego pieca na pocz¹tku szar y pr¹dowej by³a ponad 6 razy mniejsza, natomiast zawartoœæ substancji smo³owych w tym pyle wynosi³a prawie 34% wag., a sumaryczna zawartoœæ WWA prawie 0,9% wag. Jak wynika z rysunku 3, w dalszej fazie pierwszego z badanych cykli produkcyjnych wystêpowa³a ju nieco mniejsza zawartoœæ substancji smo³owych i WWA w unoszonym pyle z wyraÿnym maksimum pomiêdzy 8 i 10 godzin¹ cyklu. W przypadku gazów emitowanych do powietrza podwy szona zawartoœæ substancji smo³owych i WWA w pyle wystêpowa³a w pocz¹tkowych 4 5 godzinach cyklu produkcyjnego, a wiêc wtedy, gdy obserwowano bardzo ma³¹ wielkoœæ emisji py³u ogó³em. Co ciekawe, najmniejsza wielkoœæ emisji py³u wynosz¹ca ok. 33 g/h (co odpowiada stê eniu ok. 0,7 mg/m 3 u ) wyst¹pi³a w pierwszych trzech godzinach drugiego z badanych cykli produkcyjnych, a wiêc w okresie, w którym zaobserwowano najwiêksze stê enie py³u w gazach unoszonych z pieca (ponad 10 mg/m 3 u ). W tym czasie uzyskano zatem wyj¹tkowo wysok¹ redukcjê stê eñ py³u ogó³em w zastosowanym systemie oczyszczania gazów pografityzacyjnych (g³ównie w absorberze natryskowym). Poza nielicznymi wyj¹tkami (pocz¹tkowa i ewentualnie koñcowa faza procesu) stê enia py³u ogó³em w gazach emitowanych do powietrza przewa nie jednak wystêpowa³y na wy szym poziomie ni w gazach unoszonych z pieca (wprowadzanych do instalacji dopalania katalitycznego). Podobna sytuacja obserwowana by³a tak e w przypadku substancji smo³owych oraz sumy WWA, ale ju tylko podczas drugiego badanego cyklu produkcyjnego. Pomijaj¹c b³¹d pomiarowy, który mo e byæ znaczny z uwagi na generalnie niskie stê enia substancji py³owych, obserwowany przyrost stê eñ py³u ogó³em i zawartych w nim zwi¹zków organicz-

34 M. Mazur, R. Oleniacz, M. Bogacki, P. Szczyg³owski nych po przejœciu analizowanych gazów przez system oczyszczania mo e wynikaæ z tego, e czêœæ nieoczyszczonych gazów pografityzacyjnych odprowadzanych by³a bezpoœrednio z pieców LWG do czopucha komina (z pominiêciem obydwu instalacji oczyszczania) [1] oraz e system oczyszczania i ewakuacji gazów pografityzacyjnych jest Ÿród³em powstawania i/lub unoszenia dodatkowych iloœci substancji py³owych, w tym te wy szych zwi¹zków organicznych emitowanych do powietrza w fazie sta³ej. Dodatkowy ³adunek substancji py³owych mo e byæ wprowadzany do gazów pografityzacyjnych zarówno w obrêbie instalacji dopalania katalitycznego (tworzenie siê py³ów kondensacyjnych z wêglowodorów wy szych powstaj¹cych w tej instalacji), jak i w instalacji oczyszczania mokrego (porywanie przez gazy odlotowe czêœci zawiesiny z cieczy absorpcyjnej stosowanej w skruberze natryskowym). W obrêbie reaktorów katalitycznych mo liwe jest powstawanie wêglowodorów aromatycznych (zarówno z wêglowodorów alifatycznych, jak i z innych wêglowodorów aromatycznych), co obserwowane ju by³o w przypadku np. benzenu [2]. Analiza wyników pomiarów zawartoœci WWA w py³ach wprowadzanych do instalacji dopalania katalitycznego i opuszczaj¹cych ca³y system oczyszczania gazów pografityzacyjnych (emitowanych do powietrza) œwiadczy o zachodz¹cym przegrupowywaniu WWA w obrêbie systemu oczyszczania, a w³aœciwie ju po przejœciu przez reaktory katalityczne (w instalacji oczyszczania mokrego, wystêpuj¹cej w dalszej kolejnoœci, przegrupowywanie to jest niemo liwe). Porównanie œredniej struktury wielopierœcieniowych wêglowodorów aromatycznych otrzymanej dla poszczególnych serii pomiarowych przedstawiono na rysunkach 4 i 5. Z rysunków tych wynika, e podczas obydwu badanych cykli produkcyjnych faza sta³a emitowana do powietrza ulega wzbogaceniu w pewne WWA, a zubo eniu w inne w porównaniu z faz¹ sta³¹ unoszon¹ z pieca (przed wprowadzeniem do systemu oczyszczania), przy czym: w przypadku pierwszego cyklu produkcyjnego (rys. 4) w najwiêkszym stopniu (kilka razy) w profilu WWA wzrós³ udzia³ benzo(a)antracenu, acenaftenu i fluorantenu, a drastycznie (ponad 60 razy) zmala³ udzia³ antracenu (do poziomu poni ej 3%); w przypadku drugiego cyklu produkcyjnego (rys. 5) zmiany w profilu WWA nie by³y ju tak du e i mia³y one zdecydowanie inny charakter, wyst¹pi³ np. istotny wzrost udzia³u antracenu (z ponad 26% do ponad 35%) i pirenu (z ok. 4% do prawie 7%) i analogiczny spadek udzia³u innych substancji, w tym np. benzo(a)antracenu, acenaftenu, fluorantenu czy fluorenu, ale w rzeczywistoœci zawartoœæ wszystkich tych substancji w gazach emitowanych do powietrza zwiêkszy³a siê, i to znacznie (œrednio 2 4 razy), w porównaniu z gazami unoszonymi z pieca.

Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych... 35 a) b) Rys. 4. Œrednia struktura WWA zawartych w pyle wprowadzanym do instalacji dopalania katalitycznego (a) i emitowanym do powietrza (b) podczas pierwszego badanego cyklu produkcyjnego

36 M. Mazur, R. Oleniacz, M. Bogacki, P. Szczyg³owski a) b) Rys. 5. Œrednia struktura WWA zawartych w pyle wprowadzanym do instalacji dopalania katalitycznego (a) i emitowanym do powietrza (b) podczas drugiego badanego cyklu produkcyjnego

Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych... 37 4. Podsumowanie Przedmiotem badañ by³ proces grafityzacji elektrod wêglowych w piecu oporowym typu LWG (Castnera) jako Ÿród³o emisji substancji zanieczyszczaj¹cych powietrze. W porównaniu z wynikami pomiarów stê eñ niektórych zanieczyszczeñ gazowych [2], wartoœci stê eñ substancji py³owych w gazach pografityzacyjnych unoszonych i emitowanych do powietrza z pieca LWG s¹ du o ni sze. Maksymalne stê enia w gazach odlotowych dla czasów uœredniania rzêdu 100 180 minut wynosi³y ok. 12 mg/m 3 u w przypadku py³u ogó³em, ok. 1,0 mg/m 3 u w przypadku substancji smo³owych oraz ok. 16 g/m 3 u w przypadku sumy wielopierœcieniowych wêglowodorów aromatycznych (w warunkach odniesienia: pu = 101,3 kpa, Tu = 273 K, gaz suchy). A zatem stosowanie do grafityzacji elektrod wêglowych pieców LWG wi¹ e siê ze znacznie mniejszym ca³kowitym unosem substancji py³owych (w tym te substancji smo³owych i wy szych wêglowodorów) w porównaniu z piecami starszego typu (Achesona), w których proces produkcyjny trwa zdecydowanie d³u ej, podobnie jak to mia³o miejsce w przypadku g³ównych zanieczyszczeñ gazowych [2 4]. Iloœæ substancji py³owych (a zw³aszcza substancji smo³owych i poszczególnych wy szych wêglowodorów aromatycznych) odprowadzanych z pieca wraz z gazami odlotowymi w kolejnych fazach procesu zale y m.in. od rodzaju stopnia zu ycia stosowanej zasypki izolacyjnej. Niestety instalacje wykorzystywane do oczyszczania gazów pografityzacyjnych s¹ prawdopodobnie Ÿród³em powstawania i/lub unoszenia dodatkowych iloœci substancji mog¹cych wystêpowaæ w fazie sta³ej, a do uk³adu oczyszczania i ewakuacji gazów na odcinkach, w których panowa³o podciœnienie, jest dodatkowo zasysane zapylone powietrze z zewn¹trz. Przy niskich stê eniach substancji py³owych w gazach odlotowych czynniki te maj¹ na tyle istotne znaczenie, e powoduj¹ wzrost zawartoœci fazy sta³ej w gazach odprowadzanych do powietrza w stosunku do gazów unoszonych z pieca, pomimo e znaczna czêœæ tych gazów przechodzi przez system oczyszczania, w tym przez instalacjê mokr¹ (skruber natryskowy), pe³ni¹c¹ funkcjê zarówno instalacji odsiarczaj¹cej, jak i odpylaj¹cej. W eksploatacji instalacji stosowanych do oczyszczania gazów pografityzacyjnych z pewnoœci¹ nale y dbaæ o ich dobry stan techniczny, ze szczególnym uwzglêdnieniem szczelnoœci ca³ego uk³adu, czystoœci z³o a katalitycznego (wykorzystywanego w instalacji dopalania katalitycznego) oraz w³aœciwej regeneracji roztworu posorpcyjnego (wykorzystywanego w instalacji oczyszczania mokrego). Prawdopodobnie jednak nie da siê unikn¹æ tworzenia siê w obrêbie reaktorów katalitycznego dopalania dodatkowych iloœci substancji smo³owych i niektórych WWA, co skutkuje te zmian¹ profilu wy szych wêglowodorów aromatycznych.

38 M. Mazur, R. Oleniacz, M. Bogacki, P. Szczyg³owski Literatura [1] Mazur M., Oleniacz R., Bogacki M., Szczyg³owski P.: Ocena funkcjonowania instalacji oczyszczania gazów odlotowych z procesu grafityzacji elektrod wêglowych w SGL Carbon S.A. w Nowym S¹czu. [w]: Konieczyñski J., Zarzycki R. (red.), Problemy ochrony powietrza w aglomeracjach miejsko-przemys³owych, ódÿ, Gliwice, Wyd. PAN, Oddzia³ w odzi, Komisja Ochrony Œrodowiska i Gospodarki Komunalnej 2003 [2] Mazur M., Oleniacz R., Bogacki M., Szczyg³owski P.: Emisja zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod wêglowych w piecach LWG (Castnera). Czêœæ 1. Wybrane substancje gazowe. Pó³rocznik AGH In ynieria Œrodowiska, t. 10, z. 2, 2005, 149 160 [3] Mazur M., Westfal M., Sadowska-Janusz D., Lipowski J.: Problemy emisji zanieczyszczeñ z procesu grafityzacji elektrod. Ochrona Powietrza, nr 6, 1990, 129 131 [4] Orszulik E., Œwi¹drowski J.: Ograniczenie emisji SO2, CS2 ih2s do powietrza atmosferycznego z procesu grafityzacji wyrobów wêglowych. Karbo-Energochemia-Ekologia, nr 5, 1996, 177 180 [5] PN-Z-0404030-7 Ochrona czystoœci powietrza. Badania zawartoœci py³u. Pomiar stê enia i strumienia masy py³u metod¹ grawimetryczn¹. Grudzieñ 1994 [6] Procedura AEERL/12-9/2/86: Standardowy tok postêpowania przy grawimetrycznej analizie ekstraktów organicznych. Oprac. na podstawie Haris J.C. i in. Laboratory Evaluation, Level 1, Organic Analysis Procedure, EPA-600/ S7-82-048, NTIS PB 82-239, pp. 30 36, March 1982 oraz Lentzen D.E., Wagoner D.E., Estes E.D., Gutknecht W.F., IERL-RTP Procedures Manual, Level I, Environment Assessments (Second Edition), EPA 6000/7-78/201, NTIS No PB293-795, 140 142, October 1978