Wykrywanie zanieczyszczeń lotnych pochodzących ze spalania płyt wiórowych z wykorzystaniem różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów

Negatywnym efektem rozwoju przemysłu produkcji płyt wiórowych i drewnopochodnych jest konieczność utylizacji dużej ilości odpadów. Jakkolwiek odpady te stanowią cenne paliwo, łatwo dostępne i atrakcyjne dla odbiorców indywidualnych, to jednak piece i kotłownie domowe nie spełniają wymagań dotyczących instalacji termicznego przekształcania odpadów. Odnosi się to przede wszystkim do dotrzymywania standardów emisyjnych, dlatego utylizacja odpadów z płyt wiórowych i drewnopodobnych w takich instalacjach jest niedopuszczalna. Z tego względu bardzo ważna jest możliwość detekcji emisji substancji pochodzących ze spalania płyt wiórowych i drewnopodobnych w nieprzeznaczonych do tego instalacjach. W pracy przedstawiono wyniki badań przyrządu działającego na podstawie metody różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów, który został użyty do detekcji emisji lotnych substancji pochodzących ze spalania płyt wiórowych w kotle nieprzeznaczonym do utylizacji tego typu odpadów. Na podstawie uzyskanych pomiarów stwierdzono, że możliwe jest zastosowanie różnicowej spektrometrii ruchliwości jonów do detekcji emisji ze spalania płyt wiórowych. Stwierdzono charakterystyczną zmianę spektrum ruchliwości jonów, w wypadku pomiaru powietrza zawierającego takie substancje, w porównaniu do pomiaru powietrza odniesienia. Skonstruowano wzorzec zmiany spektrum ruchliwości jonów, który jest podstawą detekcji emisji ze spalania takich płyt z wykorzystaniem badanej techniki. Istnieją przesłanki do skutecznej detekcji emisji ze spalania płyt wiórowych w paleniskach domowych z użyciem zaprezentowanej metody. Ponadto wykazano, że detektor fotojonizacyjny nie jest zdolny podołać rozważanemu w pracy zadaniu pomiarowemu, choć technika ta jest chętnie stosowana w pomiarach sumy lotnych związków organicznych w powietrzu. Prezentowana praca zapoczątkowała badania, które mają na celu znalezienie metody umożliwiającej detekcję niepożądanych emisji na podstawie odpowiednio wygenerowanej odpowiedzi przyrządu, a nie w wyniku wyznaczenia stężenia markera.

A need for extensive waste utilization is an adverse effect of developments in the chipboard and wood-based panel production industry. Although the produced waste constitutes a valuable fuel, easily accessible and attractive to individual consumers, domestic furnaces and heat-only boilers do not satisfy thermal waste processing requirements. In particular, utilization of chipboard and wood-based product waste in such installations is not allowed as not compliant with the emission standards. Therefore, an ability to detect emissions from combustion of chipboard and wood-based products in domestic installations, unsuited for that purpose, is vital. The paper presents results of tests carried out with a measuring device that operates based on the differential ion mobility spectrometry method. The device was applied to detect volatile substances emissions originating from chipboard combustion in a furnace not designed for utilization of this type of waste. The results confirmed applicability of the differential ion mobility spectrometry to detection of emissions from the chipboard combustion. A characteristic change in the ion mobility spectrum was observed when the instrument was exposed to the emissions, compared to the reference measurement. The ion mobility spectrum change pattern was constructed to form the basis for the emission detection. The conducted research indicates possibility of effective chipboard combustion emission detection in domestic furnaces with the use of the technique discussed. In addition, it has been determined that although the photoionization technique is widely applied to the measurement of total VOCs in the air, the detector of this kind is not suitable for the measurement task discussed. Further studies have been undertaken to develop a detection method for undesirable emissions based on the relevant device response and not concentration of a marker.