Stanovení biogenního, fosilního uhlíku ve spalinách (aplikace ČSN EN ISO 13833 Stacionární zdroje emisí - Stanovení poměru oxidu uhličitého z biomasy (biogenní původ) a z fosilních paliv - Radiouhlíková metoda)

Metoda pro stanovení poměru biogenního a fosilního uhlíku ze spaloven odpadů

Účelem měření je stanovit poměr biogenního a fosilního uhlíku v netříděném komunálním odpadu. Vzhledem k tomu, že odpad je nehomogenní a jeho složení je v místě i čase proměnné, není možné odebrat reprezentativní vzorek odpadu k přímé analýze stanovení biomasového podílu.

Z tohoto důvodu se měření provádí následujícím způsobem:

Běžně svážené palivo je pomocí drapáku relativně homogenizováno v bunkru spalovny a standardním způsobem spalováno. Během této zkoušky je odebírán vzorek nečištěných surových spalin, čímž je dosaženo homogenizace a určité reprezentativnosti vzorku v rámci směny. Vzorek je odebírán vytápěnou sondou a z něj ve vytápěném zachycovači odloučeny tuhé částice ve velkoobjemové filtrační patroně vyrobené ze skelných vláken. Poté je vzorek zaveden do průtočného skleněného chladiče, kde dojde k odloučení kyselého kondenzátu a dále podroben absorpci ve skleněném pěnovém absorbéru naplněném 3M roztokem NaOH.
Metoda stanovení poměru fosilního a biogenního uhlíku je založena na měření aktivity radionuklidu ¹⁴C. Uhlík ¹⁴C je nestabilní, jadernou přeměnou (β", s poločasem přeměny 5 730 let, vzniká ¹⁴N. ¹⁴C reaguje s kyslíkem za vzniku ¹⁴CO₂, který postupně disperguje do biosféry a účastní se uhlíkového cyklu. Obsah ¹⁴C v poslední době formované biomase je okolo 10^-12 (ppt). Z toho vyplývající specifická aktivita biogenního (biomasového) uhlíku je v současnosti okolo 0,273 Bq.g^-1 nebo 16 přeměn.min^-1.g^-1.

Pro stanovení množství uhlíku ¹⁴C ve vzorku paliva se aplikuje akreditovaná metoda měření aktivity pomocí kapalinové scintilační spektrometrie (LSC). Na základě tohoto měření se počítá podíl biomasy v alternativním palivu, tj. korigovaný podíl obsahu ¹⁴C k celkovému obsahu uhlíku.

Používaná akreditovaná metoda stanovení ¹⁴C v Ústav jaderného výzkumu Řež a.s., centrální analytická laboratoř, 250 68 Husinec – Řež 130, vychází ze vzorku tuhého paliva, který se zcela spálí, spalné plyny se pročistí a jímají do organického aminu (Carbo-Sorb E), který se koktejluje se scintilačním činidlem (Permafluor E+) a měří se aktivita ¹⁴C metodou LSC. Celkový obsah uhlíku se stanovuje z přírůstku hmotnosti barbotelu s aminem Carbo-Sorb E.

Vzhledem k tomu, že netříděný odpad nelze reprezentativně odvzorkovat vzhledem k jeho nehomogenitě je použit shora uvedený postup přípravy a odběru vzorku, který „ve velkém“ kopíruje akreditovaný postup stanovení v homogenním vzorku. Tato metoda stasnovení není akreditovaná.

Obr.1 Odběr ¹⁴C

Obr.2 Záchyt plynu po odloučení tuhých částic