Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Studies on Aerosol Particle Emission, Sampling and Authenticity

Sampo Ylätalo

Doctoral dissertation, May 2006.
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physical Sciences.

Työssä tutkittiin erilaisissa poltto- ja suodatusolosuhteissa aiheutuvia hiilenpolton lentotuhkapäästöjä teollisen mittakaavan sähkösuodattimen läpi. Voimalan kattilan ja sähkösuodattimen päästöjen perusteella määritettiin sähkösuodattimelle lentotuhka-aerosolin läpäisy hiukkaskoon funktiona alle mikrometrin kokoisille pienhiukkasille sähköisen liikkuvuuden perusteella. Tällöin saatiin arvio hiukkaskoista ja vastaavista läpäisyn maksimitasoista, jolla pienhiukkaset voivat päästä sähkösuodattimen läpi. Kokeelliset mittaukset osoittavat pienhiukkasten maksimiläpäisyn voivan olla kapealla kokoalueella jopa 4-20% hiukkasten lukumäärän perusteella määritettynä, vaikka samalla tavanomaisesti määrityksissä käytetyn kokonaismassapitoisuuden perusteella sama sähkösuodatin voikin kerätä liki 100 %:n tehokkuudella hiukkaset lentotuhkan massasta. Vaikka läpäisevien hiukkasten kokoalue sinänsä näyttää olevan riippumaton hiilestä, kattilasta, ja jopa päästöjen rajoittamiseksi käytetystä laitteesta, riippuu pienhiukkasten läpäisytaso, lukumääräpitoisuuden mukaan määritettynä, sähkösuodattimen käyttöparametreistä. Stabiilin hiilenpolton aikana kattilasta aiheutuvat mitatut päästöt olivat stabiileja. Kunkin voimalaitoksen pienhiukkaspäästöt vaikuttivat olevan erilaisia voimalaitoskohtaisesti ja siten osoittaen mahdollisuutta käyttää alle mikrometrin kokoisten lentotuhkahiukkasten kokojakaumaa eräänä tunnistuksen erityispiirteenä aerosoliin perustuvassa autentikoinnissa, edellyttäen stabiilia toimintaa polttolaitteistoilta.

Päästöjen mittaustulosten perusteella voidaan todeta tietyn hiukkaskokoalueen olemassaolo, jota aluetta voidaan soveltaa ympäristönäytteiden avulla suoritettavassa tarkkailussa todennäköisyyden löytää tiettyjä jälkiä näytteissä optimoimiseksi. Tässä työssä esitetään myös aerosolinäytteiden autentikointisysteemi jälkitarkastusta varten suoritettavaksi mistä tahansa makroskooppisesta näytepalasta. Systeemi voi tällöin käsittää työssä esitettyjä uusia laitteita, toisistaan riippumattomasti tai myös yhdistelmänä käytettäväksi järjestettynä näytteenottopituuden pitkittämiseksi ja/tai autentikoinnissa käytettävän merkin, tagin, valintamahdollisuuksien kasvattamiseksi. Näytteen tagi voi perustua sopivassa suhteessa näytteessä luonnollisesti esiintyviin näyteominaisuuksiin ja/tai lisättyihin näyteominaisuuksiin. Systeemiä voidaan soveltaa käytettäväksi niin siviili- kuin sotilastekniikassa. Ympäristönäytteiden autentikoinnin lisäksi systeemiä voidaan käyttää esimerkiksi setelien tai arvopapereiden painatuksessa käytettävissä musteissa, mutta myös kuitusuodattimien valmistuksessa.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 26.04.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki