Case study 1 Partikler fra flymotorer i Københavns Lufthavn

Transkript

1 Case study 1 Partikler fra flymotorer i Københavns Lufthavn Karsten Fuglsang, FORCE Technology, TINV Målekampagner udført for Københavns Lufthavne A/S i af: Thomas Rosenørn, FORCE Technology IGAS/TINV Temadag d. 18. november 2015

2 Formål At vurdere kilderne til luftbårne partikler på lufthavnens forplads, med særlig fokus på at vurdere bidraget fra: Flymotorer Køretøjer til transport af gods og fly på lufthavnens område ( handling køretøjer ).

3 Måleprogram Målingerne omfattede karakterisering af: 1. Partikler i udeluften på forpladsen 2. Partikler fra fly (APU) ved SAS hangar 3. Partikler fra push-back traktor

4 1. Målinger i udeluft på forplads Måleperiode: 1-6 maj 2014 Målte parametre: Karakterisering vhja. ELPI af Partikelantal Masse Størrelsesfordeling Kemisk sammensætning vhja. EDX Grundstoffordeling ELPI: Electrical Low Pressure Impactor EDX: Energy Dispersive X-Ray analysis

5 Koncentration (#/cm3) Number dn/dlogdp [1/cm³] Resultater: Udeluft på forplads 1,0E+06 Partikelkoncentration PN(tot) målt på forpladsen 5 min middel målt med ELPI ( nm) PN(tot) ELPI (højde 1,5 m) PN(tot) CPC (højde 3 m) 4.5E E E+04 Mange partikler < 30 nm 1,0E E+04 1,0E+04 1,0E+03 1,0E+02 Partikelantal: Ca. 3 x 10 4 partikler/cm 3 (gns) God overensstemmelse med parallel CPC måling af PN!! 2.5E E E E E E Dp [um] Andel af grundstof i opdelt efter partikelfraktion (vægt-%) Element nm nm nm nm nm C N O F Si S Ca % 100% 100% 100% 100% - Signifikant svovlindhold - Spor af silicium - Spor af flour

6 2. Karakterisering af partikler fra flymotor (APU)

7 Resultater: APU flymotor Partikler < 100 nm: - Signifikant svovlindhold - Spor af Si Ingen flour Stor andel af partikler < 30 nm (primær partikler) Andel af grundstof i opdelt efter partikelfraktion (vægt-%) Element nm nm nm nm nm C N O F Si S Ca % 100% 100% 100% 100%

8 3. Måling på push-back traktor

9 Resultater: Pushback traktor Stor andel af partikler omkring nm: Agglomeration af primær partikler som følge af opholdstid i udstødningssystemet? Andel af grundstof i opdelt efter partikelfraktion (vægt-%) Element nm nm nm nm nm C N O F Si S Ca Indhold af fluor: Stammer fra smøremidler (tilsat teflon). 2. Ingen svovl 100% 100% 100% 100% 100%

10 Konklusion Størstedelen af partiklerne på forpladsen stammer fra flymotorer. Dette vurderes ud fra: Mængden af svovl i partiklerne målt på forpladsen. Det store antal af partikler i størrelsesområdet < 30 nm. Mindre bidrag fra køretøjer (spor af flour)

11 Case study 2 Måling af emissioner efter partikelfilter monteret på lokomotiv/trolje Målinger udført for Banedanmark i 2014 af: Thomas Rosenørn og Steen Meldorf, FORCE Technology

12 Formål med målingerne At vurdere: Om partikelemissionen fra det eftermonterede partikelfilter kan forventes at overholde EU's grænseværdier for non-road køretøjer. Emissionen af ultrafine partikler efter partikelfilteret.

13 EU grænseværdier Enhed: g/kwh

14 Prøvetagning og måling 1. Sonde til udtag af partikler 2. Opvarmet slange til partikeludtag 3. Absolutfiltreret trykluft (forsyningstryk min. 4 bar, oliefri/vandfri trykluft) til fortynding af udstødningsgassen. Opvarmet til 350 ºC for PN-solids, opvarmet til 100 ºC for PN-tot. 4. Fortynder DI-1000, ejektorfortynding (DR 10 (med DPF) eller DR100 (uden DPF)). 5. Returluft fra fortynder (til lokal udsugning) 6. ELPI partikelmonitor 7. Opvarmet slange til gasudtag 8. NOx monitor (opvarmet CLD) 9. HC monitor (opvarmet FID) 10. CO2/CO monitor (inkl. køling og kondensation af vand, uopvarmet NDIR princip) 11. Overgang til udstødning fra DPF 12. Sonde til udtag af gasser (inkl. sintret filter til partikelfjernelse)

15 Måleprogram Måling af Partikler ved brug af ELPI via fortynding Volumenstrøm (røggasmængde) - Måling udført under tomgang - Beregning af indfyret effekt ud fra: Brændstofforbrug (bestemt ud fra målt CO 2 emission) og Brændværdi (diesel) Emission i g/kwh kan ikke beregnes eksakt (akseleffekten kan ikke oplyses for den givne motor) - g/kwh beregnes i stedet som funktion af motoreffekten

16 g/kwh #/kwh Målte emissioner som funktion af motoreffektivitet: Partikler (PM) Liftvogn lav ydelse PM 2.5 /kwh og PN 2.5 /kwh som funktion af motoreffektivitet 0.20 PM2.5 efter filter PN2.5 efter filter 2.00E E E Stage Stage IIIB III grænseværdi B grænseværdi (PM) (PM 2.5 ) 5.00E E+00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Motoreffektivitet

17 g/kwh #/kwh Målte emissioner som funktion af motoreffektivitet: Partikler (PM) Trolje hovedmotor PM 2.5 /kwh og PN 2.5 /kwh som funktion af motoreffektivitet PM2.5 efter filter PN2.5 efter filter 4.00E Stage IIIB B grænseværdi (PM) 2.5 ) 3.00E E E E+00 0% 20% 40% 60% 80% 100% Motoreffektivitet

18 Effektivitet af partikelfilter til reduktion af ultrafine partikler PM 0.1 målt før hhv. efter Purefi partikelfilter Før filter Efter filter Reduktion tæt på 100%

19 Konklusion Emissionen af partikler (PM) fra trolje og liftvogn vil med de eftermonterede partikelfiltre kunne overholde EU s stage IIIB grænseværdi.

20 Tak til: