Při výpočtu nebo experimentálním stanovení složení spalin se zjišťují hodnoty koncentrací jejich jednotlivých složek. V zásadě se koncentrace látek dělí na objem (_) a hmotnost (_).
Objemové koncentrace (_) představují poměr objemu zabraného danou látkou k objemu celého vzorku plynu. Proto je pomocí objemových koncentrací popsán pouze obsah plynných produktů spalování, například NOxSOx, COх atd. Objemové koncentrace (_) lze měřit v % obj. nebo ppm. Lekce 1 ppt (část na milion) představuje jednu miliontinu objemu:
| 1 ppm = 10-6 = 10-4 % objemu = 1 cm3/m3. | (7.2.1) |
Důležitou výhodou měření obsahu složek plynu v objemových koncentracích je, že objemové koncentrace nezávisí na tlaku a teplotě média, a proto jsou vypočtené nebo experimentální výsledky analýzy plynů vyjádřené v % obj. nebo ppt, nevyžadují redukci na žádné specifikované podmínky teploty a tlaku.
Hmotnostní koncentrace (_) charakterizují množství (hmotnost) dané látky v jednom krychlovém metru spalin. S jejich pomocí se posuzuje obsah jak pevných (například popel, benzo(a)pyren, oxid vanadičný), tak i plynných složek ve zplodinách spalování. Pro vyjádření hmotnostních koncentrací se používají jednotky g/m3 nebo mg/m3 (méně běžně μg/m3).
Je zřejmé, že na rozdíl od objemové koncentrace závisí hmotnostní koncentrace na tlaku a teplotě média. Proto je hmotnostní koncentrace uvedena v podmínkách normálních podmínek (0 °C, (
_)= 760 mm Hg. = 101,3 kPa), pro který se používá následující výraz:
| (_^>=_^>frac+_>>frac_>_>), | (7.2.2) |
kde (_^>) je hmotnostní koncentrace získaná experimentálně při teplotě (_) a tlaku (
S ohledem na teplotu (_) a tlak (
_) vzorek plynu před analyzátorem plynu (ten se rovná skutečnému atmosférickému tlaku) vztah mezi objemovým (ppm) a hmotnostní (g/m3) koncentrace jsou stanoveny následujícím vztahem [5]:
| (__>=___>), | (7.2.3) |
Ve výrazu (7.2.3) je (_) převodní faktor roven
| (_=>^frac_>__>>frac>+_>frac_>_>), | (7.2.4) |
Kde (_) – molekulová hmotnost i-tá látka, g; (_>) – jeho molární objem, l (jako první aproximace pro (_>) objem jednoho molu ideálního plynu lze předpokládat 22,4 litrů).
Hodnoty konverzního faktoru (_) pro některé skutečné plynné látky a normální podmínky jsou uvedeny v tabulce. 7.2.1.
Tabulka 7.2.1. Hodnoty konverzního faktoru pro reálné plyny za normálních podmínek (0 °C; 101,3 kPa)
| Látky | Molekulová hmotnost (_), g | Molární objem (_), l | Konverzní faktor (_) |
| О2 | 32,0 | 22,39 | 1,43·10-3 |
| S | 28,01 | 22,4 | 1,25·10-3 |
| S2 | 44,01 | 22,26 | 1,98·10-3 |
| H2S | 34,08 | 22,14 | 1,54·10-3 |
| SO2 | 64,06 | 21,89 | 2,93·10-3 |
| NE | 30,01 | 22,41 | 1,34·10-3 |
| NE2 | 46,01 | 22,41 | 2,05·10-3 |
V souladu s normami [6] a pro správné porovnání experimentálních dat je třeba hmotnostní nebo objemové koncentrace získané při měření přepočítat na standardní podmínky, které jsou brány následovně: a = 1,4, 0 °C a 101,3 kPa (760 mm Hg). V závislosti na použitých metodách měření a metodách výpočtu se stanovuje obsah plynných složek v mokrých (mokrých) nebo suchých spalinách. Suchými produkty spalování (suchými plyny) se v tomto případě rozumí spaliny, ve kterých došlo ke kondenzaci vodní páry vzniklé při spalování paliva jejich ochlazením na teploty pod teplotou nasycení. Proto se pro přepočet vypočtených a experimentálních koncentrací na standardní podmínky používají různé vzorce:
• při přepočtu koncentrací ((C)) získaných pro suché plyny na standardní podmínky ((^textу>)) pro suché plyny:
| (_^textу>=_frac^+left(alpha -1right)_^>^+left(mathrm-1right)_^>), | (7.2.5) |
| (_^textу>=_frac+_>>frac_>_>frac^+left(alpha -1right)_^>^+left(mathrm-1right)_^>), | (7.2.6) |
• při přepočtu koncentrací získaných pro mokré plyny na standardní podmínky pro suché plyny:
| (_^textу>=_frac^+left(mathrm-1right)_^>), | (7.2.7) |
| (_^textу>=_frac+_>>frac_>_>frac^+left(mathrm-1right)_^>), | (7.2.8) |
• při přepočtu koncentrací získaných pro mokré plyny na standardní podmínky pro mokré plyny:
| (_^textу>=_frac), | (7.2.9) |
| (_^textу>=_frac+_>>frac_>_>frac), | (7.2.10) |
kde (alfa) je vypočítaný nebo experimentální součinitel průtoku vzduchu v sekci odběru vzorků plynu; (_^,_^) – teoretické objemy vzduchu, resp. mokrých plynů, (_>^=_^-__O>^) – teoretické objemy suchých plynů (stanovení (_^,_^,__O>^) je vyrobené chemickým složením spáleného paliva nebo tabulkovými údaji podle standardní metody [7]).
Kromě koncentrací škodlivých látek se jako environmentální charakteristiky kotlů často používají specifické nebo hrubé (hmotnostní) emise.
Hromadné propuštění (_) (g/s) – toto je množství i– škodlivá látka vypuštěná do ovzduší s výfukovými plyny za jednotku času (za 1 sekundu). Hmotnostní emise škodlivé látky za určité časové období (měsíc, čtvrtletí, rok) se nazývá hrubá emise (například t/rok).
Specifická hmotnostní emise (_) (g/kg nebo g/m 3 ) představuje množství iškodlivé látky v gramech vzniklé při spalování 1 kg (nebo m 3 ) paliva. Tento ukazatel se často přepočítává na jednotku hmotnosti standardního paliva (g/kg ekvivalentního paliva nebo kg/t ekvivalentního paliva):
| (_=__); | (7.2.11) |
| nebo (_^<>=__frac_>>_^>), | (7.2.12) |
kde (_>) je spalné teplo ekvivalentního paliva, které se rovná 29,33 MJ/kg (7000 kcal/kg); (_^) – nižší výhřevnost paliva, MJ/kg (MJ/m 3 ).
Pod specifické emise (teplem) Кi (g/MJ) množství se rozumí i– škodlivá látka v gramech, vztaženo na 1 MJ energie chemického paliva uvolněné v kotli:
| (_=frac_>__^>), | (7.2.13) |
kde (_) je dostupná spotřeba paliva (kg/s).
Pro přepočet těchto parametrů se používají následující vztahy:
| (_=__/_^); | (7.2.14) |
| (_=__^); | (7.2.15) |
| (_=___); | (7.2.16) |
| (_=___^); | (7.2.17) |
| (_=__), | (7.2.18) |
kde (_) je objem spalin m 3 /kg (m 3 /m 3), stanovený takto:
- pokud je koncentrace (_) stanovena ve vlhkých spalinách, pak
| (_=_^+mathrmtextleft(alpha -1right)_^); | (7.2.19) |
- pokud je koncentrace (_) stanovena v produktech suchého spalování, pak
| (_=_>^+left(alpha -1right)_^), | (7.2.20) |
| (_>^=_^-__О>^), | (7.2.21) |
kde (alfa) je koeficient průtoku vzduchu pro podmínky, za kterých byla koncentrace (_) stanovena.
Specifické emise škodlivých látek jsou hlavními parametry, které je nutné sledovat za účelem ověření plnění schválených emisních norem a vyhodnocení výsledků realizace ekologických opatření.
