Vliv vybraných fyzikálně – chemických vlastností tuhých biopaliv na proces samovznícení

SP2015/122

null

prof. Dr. Ing. Aleš Bernatík

01. 01. 2015 - 31. 12. 2015

Předmětem výzkumu navrhovaného projektu je prozkoumání vlivu vybraných fyzikálně – chemických vlastností vybraných tuhých biopaliv na proces samovznícení. Z důvodu snížení spotřeby fosilních paliv a zvýšení kvality ovzduší, hrají tuhá biopaliva v současné době stále větší roli. Avšak také používání tuhých biopaliv sebou přináší jistá rizika, která mohou být příčinou ohrožení života, zdraví a životního prostředí. Tuhá biopaliva řadíme mezi rostlinné materiály, které mají sklon k samovznícení. Samovznícení představuje závažné riziko, neboť se jedná o nesnadno odhalitelné riziko, které může způsobit velmi závažné škody. Samovznícení rostlinných materiálů napomáhá zejména skladování ve velkých hromadách a jejich vlhkost. Nejnižší teplota, při které v látce začínají bez vnějšího přívodu tepla exotermické procesy vedoucí ke vznícení látky, se nazývá teplota samovznícení. Teplota samovznícení není konstanta, ale je ovlivněna řadou faktorů. Jedná se zejména o fyzikálně – chemické vlastnosti materiálů a podmínky uložení materiálu. Samovznícení není pouze příčinou vzniku požárů, ale je také významné z hlediska hygienických podmínek. Při samovznícení se mohou uvolňovat plyny, z nichž některé mohou mít nebezpečné vlastnosti. Aby tuhá biopaliva byla bezpečně skladována, je potřeba provést hodnocení nebezpečí jejich náchylnosti k samovznícení a přijmout vhodná preventivní opatření. Jedním ze způsobů, jak kontrolovat vývoj samovznícení hmoty na skládkách je sledování změn koncentrací plynů vznikajících při jejich samozahřívání. Pro výzkum budou vybrány druhy tuhých biopaliv, jež jsou nejčastěji velkoobjemově skladovány v průmyslových provozech. Vzorky vybraných tuhých biopaliv budou odebrány podle normy ČSN EN 14778 a připraveny podle normy ČSN EN 14780. Vzorky budou podrobeny základním chemickým a elementárním rozborům, následně bude provedeno stanovení jejich náchylnosti k samovznícení a provedena analýza plynů vznikajících při jejich samozáhřevu. Nakonec bude u nich posuzován vliv fyzikálně – chemických parametrů (obsah uhlíku, prchavá hořlavina, vlhkost) na teplotu samovznícení a plynné produkty vznikající při jejich samozáhřevu. Experimentální měření bude provedeno na těchto zařízeních: • pec pro samozáhřev pevných látek CLASIC CZ KK5006 • plynový chromatogram GRIFFIN 460 Stanovení náchylnosti k samovznícení bude provedeno podle normy ČSN EN 15 188.

Ing. Hana Věžníková, Ph.D.
Ing. et Ing. Vendula Laciok, Ph.D.
Ing. Michaela Skřížovská, Ph.D.
Ing. Kateřina Derychová
Ing. Milan Kanči
Bc. David Talaš
Ing. Kateřina Derychová
prof. Dr. Ing. Aleš Bernatík

Hlavním cílem projektu je posoudit vliv vybraných fyzikálně – chemických vlastností (obsah uhlíku, prchavá hořlavina, vlhkost) vybraných tuhých biopaliv na teplotu samovznícení a plynné produkty, které vznikají při jejich samovolném zahřívání.

Ke splnění zadaného cíle povedou následující dílčí kroky:
1) Vytipování provozů s výskytem velkoobjemových skládek tuhých biopaliv.
2) Odběr a příprava vzorků vybraných tuhých biopaliv.
3) Provedení základního chemického a elementárního rozboru vzorků.
4) Za účelem zjištění vlivu vlhkosti na proces samovznícení, bude provedena pomocí vysoušení nebo zvlhčování změna vlhkostí u vzorků (tři úrovně vlhkosti), vlhkost bude měřena pomocí analyzátoru vlhkosti.
5) Stanovení náchylnosti k samovznícení dle normy.
6) Analýza plynných produktů vznikajících při samozáhřevu vzorků v rozmezí teplot 50 – 200 °C pomocí plynové chromatografie.
7) Vyhodnocení naměřených dat.
8) Posouzení vlivu fyzikálně – chemických parametrů na teplotu samovznícení a plynné produkty.