Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1/34 © Gács Iván Légszennyezőanyag kibocsátás Primerenergia fajták, tüzelőanyagok égetése, szennyezőanyagok keletkezése, leválasztása.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1/34 © Gács Iván Légszennyezőanyag kibocsátás Primerenergia fajták, tüzelőanyagok égetése, szennyezőanyagok keletkezése, leválasztása."— Előadás másolata:

1 1/34 © Gács Iván Légszennyezőanyag kibocsátás Primerenergia fajták, tüzelőanyagok égetése, szennyezőanyagok keletkezése, leválasztása

2 2/34 © Gács Iván Primer energiahordozók (energiaforrások) – megújuló energiaforrások: vízenergia, geotermikus energia, (gejzírek, hévizes források, földhő), napenergia, szélenergia, biomassza (mezőgazdasági, kommunális stb. hulladék, energianövény) – ásványi tüzelőanyagok: szilárd tüzelőanyagok (feketeszén, barnaszén, lignit, tőzeg), kőolaj, földgáz – nukleáris energiaforrások (magenergia): hasadóanyagok (urán, tórium) fúzió alapanyagai (deutérium, lítium) égetés nem égetés

3 3/34 © Gács Iván Világ energiahordozó felhasználása tüzeléssel: 91,6% tüzelés nélkül: 8,4%

4 4/34 © Gács Iván Hőtermelés égéssel Égés: hőfejlődéssel járó oxidáció, pl.: Metán égése Oktán: C 8 H ,5 O 2  8 CO H 2 O 114 g + 12,5*32 g 8*44g+9*18 g Kén: S + O 2  SO 2 32 g+32 g 64 g +2 CH 4 O 2 CO 2 H 2 O 16 g + 2 * 32 g44 g + 2 *18 g +

5 5/34 © Gács Iván Tüzelőanyagok komponensei Komponens égéstermékfűtőérték, MJ/kg megjegyzés fő-egyéb C (szén)CO 2 CO33,8 H (hidrogén)H2OH2O---121,5 S (kén)SO 2 SO 3 10,9 N (nitrogén)NO NO 2, N 2 O 0kevés lesz oxid O (oxigén) ,2leköti a hidrogént hamupernyesalak0változó arányban nedvesség--- -2,5elpárolog

6 6/34 © Gács Iván Égésből keletkező szennyezők Karbon – széndioxid: nem mérgező, hosszúéletű, szelektív sugárzás elnyelés, globális (üvegház) hatás szénmonoxid: jó tüzelésben alig lesz, mérgező Hidrogén – vízgőz: nem mérgező, rövid légköri életű, nem szennyező Kén – kéndioxid (kéntrioxid) : savas, maró hatás, légkörben szulfáttá alakul – kontinentális hatás Nitrogén – nitrogénoxidok (NO, NO 2 ) : savas, eü. hatás, légkörben nitráttá alakul – kontinentális hatás hamutartalom – pernye: kirakódik, eü. hatás – salak: tűztérben marad

7 7/34 © Gács Iván Légszennyezők keletkezése Legtöbbször (tipikus folyamat): a szennyezőanyag kiinduló anyaga a tüzelőanyagban található (pl. kén), aránya: A, [-] a kémiai reakcióban résztvevő hányad: c 2, [-] a szennyezőanyag kémiai reakcióval keletkezik, (pl. kén égése), a reakció tömegaránya: c 1, [-] tüzelőanyag fűtőértéke: H tü Fajlagos keletkezési tényező:

8 8/34 © Gács Iván Számpélda Barnaszén  kéndioxid Barnaszén  kéndioxid S + O 2 → SO 2 32g + 32g → 64 g C + O 2 → CO 2 12g + 32g → 44 g Karbon  széndioxid Karbon  széndioxid

9 9/34 © Gács Iván Légszennyezők leválasztása Szennyezőanyagjelenlegi legfőbb leválasztási eljárások leválasztás terjedése kezdeteteljes pernyeelektrosztatikus, zsákos szűrő XX. sz. eleje 1970-es kénoxidoknedves: meszes, mészköves, száraz: fluidágyas tüzelés 1970-es2000-s nitrogénoxidoktüzeléstechnikai (primer), SCR leválasztó (szekunder) 1990-es?? széndioxidCCS: tüzelés előtti, tüzelés utáni, oxi-fuel 2020-as (?) ??

10 10/34 © Gács Iván Pernye Keletkezés – széntüzelésnél: hamutartalomból, %, talaj-, kőzet-alkotó anyagok, zárványok. Leggyakoribb összetétel: SiO % Al vegyületek15-30% Fe vegyületek 2-30% Ca vegyületek1,5-15% – olajtüzelésnél: szűrés utáni ásványi maradék, olajfinomítóban belekerülő fémek (lepárlási maradék) <<1%, sok fémoxid, nehézfém, apró szemcsék Bázicitási szám a bázikus komponensek aránya: K+Na+Ca+Mg vegyületek összes hamu Kénmegkötési hajlamot jellemzi

11 11/34 © Gács Iván Szemcseméret eloszlás, szitamaradék görbe 0,05 0,1 0,2 0,3 0,15 0,25 0,35 mennyiség A C B E D F G H A+B A A+B+C A+B+C+D A+B+C+D+E A+B+C+D+E+F A+B+C+D+E+F+G Normálva az összesre (A+B+C+D+E+F+G+H) Integrális eloszlás Differenciális eloszlás 0,05-0,1 0,15-0,2 0,25-0,3 >0,035 <0,05 0,1-0,15 0,2-0,25 0,3-0,35

12 12/34 © Gács Iván Frakció és összes leválasztási fok

13 13/34 © Gács Iván Természetes leválasztódás Szénportüzelés  t = Rostély tüzelés  t  0.9 Salakolvasztó tüzelés  t =

14 14/34 © Gács Iván Elektrosztatikus pernyeleválasztó szóróelektróda alakok:

15 15/34 © Gács Iván Elektrosztatikus pernyeleválasztó pernye oldalirányú vándorlási sebessége: (gyűjtőelektróda felé)

16 16/34 © Gács Iván Zsákos szűrő Szakaszos üzem Üzem közbeni tisztítás

17 17/34 © Gács Iván Tüzelőanyagok kéntartalmának összetétele és égése kén szerves kén szervetlen kén szulfát pirit kénoxidok a füstgázban hamuban kötött kén

18 18/34 © Gács Iván Kén-trioxid képződés aránya

19 19/34 © Gács Iván Száraz kénleválaszt(ód)ás Természetes leválasztódás: mészkőpor befúvás Száraz leválasztás: (alacsony leválasztási fok) víz befecskendezés leválasztás javítása: LIFAC eljárás (félszáraz)

20 20/34 © Gács Iván Száraz kéntelenítés (CFBC) Cirkulációs fluid tüzelés

21 21/34 © Gács Iván Nedves mészköves kéntelenítés Tisztítandó füstgáz Tisztított füstgáz előmosó SO 2 + H 2 O  H 2 SO 3 Víz Mészkő szuszpenzió mosótorony CaCO 3 + H 2 SO 3  CaSO 3 + H 2 O + CO 2 oxidálás CaSO 3 + ½ O 2  CaSO 4 Gipsz pép Levegő Utómelegítés Utómelegítés lehet: gáztüzelés csapolt gőzzel füstgáz hőjével

22 22/34 © Gács Iván Nitrogénoxidok keletkezése elsődlegesen mindig NO (nitrogén-monoxid) oxidáló környezetben részlegesen NO 2 -vé alakul redukáló környezetben részlegesen N 2 O-vé alakul három képződési forma: – termikus NO – tüzelőanyag NO – prompt NO

23 23/34 © Gács Iván Termikus NO x képződés termikus NO: levegő N tartalmából Első lépés: O 2 disszociáció Feltételek: magas hőmérséklet elegendő oxigén hosszú tartózkodási idő O 2 ↔ 2O O+N 2 ↔ NO+N N+O 2 ↔ NO+O N+N ↔ N 2 Disszociáció fok:

24 24/34 © Gács Iván Tüzelőanyag NO x képződés tüzelőanyag NO: tüzelőanyag N tartalmából C n H m -N + O 2  H 2 O+CO 2 +N N+O 2 ↔ NO+O N+N ↔ N 2

25 25/34 © Gács Iván Prompt NO x képződés prompt NO: levegő N tartalmából Gyors felmelegedés + lokális oxigén hiány  szénhidrogén lánc szétszakadása Pl.: H – C – C – C – C – C – H H – C – C – – C – C – C – H H H H H H I I I I I H H H H H I I I I I H H H H H I I I I I H H I I H – C – C – N 2 I I H H I I H – C – C – N N I I H H mint a tüzelőanyag NO mint a termikus NO

26 26/34 © Gács Iván Nitrogénoxid csökkentés Tüzeléstechnikai beavatkozások – füstgáz recirkuláció (hőmérséklet és O 2 csökkentés) – többfokozatú tüzelés (hőmérséklet és O 2 csökkentés) – NO x szegény égők (hőmérséklet és O 2 csökkentés) – redukáló zóna kialakítása (lokális O 2 hiány) – égési levegő hőmérsékletének csökkentése (hőmérséklet csökkentés) Hatása: 35…75% csökkenés a hagyományos megoldásokhoz képest

27 27/34 © Gács Iván Nitrogénoxid leválasztás általában vanádium-pentoxid katalizátor TiO 2 vázon élettartama 3-8 év a tüzelőanyagtól függően SCR – Selective Catalytic R eduction

28 28/34 © Gács Iván SCR berendezés NH 3 befecskendezés Katalizátor elemek:

29 29/34 © Gács Iván Széndioxid leválasztás tüzelés előtti leválasztás: szénelgázosítás utáni széndioxid leválasztás, gázturbinában tiszta hidrogén tüzelés tüzelés utáni leválasztás: hagyományos tüzelés után abszorpciós leválasztás, majd deszorpció oxi-fuel tüzelés: tiszta oxigénben égetés után a széndioxid + vízgőz égéstermékből a vízgőz kikondenzálása

30 30/34 © Gács Iván Széndioxid kivonás a füstgázból (post-combustion CO 2 capture) Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005 reagens reagens: etanol-amin oldat költség költség: 50…60 USD/t CO 2 utólag beépíthető megoldás Levegő Szén G Atmoszferikus égéstermék (1000 m 3 /s) Égéstermék GőzCO 2 Gőzturbin a Kazán Füstgáz- tisztítás CO 2 befogás További lépésekG: Generátor Szükséges fejlesztések:  Mosószerek/anyagok viselkedésüknek és környezetükre gyakorolt hatásuknak vizsgálata szén specifikus feltételek mellett.  Folyamattesztelés kísérleti és demonstrációs léptékben.

31 31/34 © Gács Iván Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005 Széndioxid kivonás elgázosítással (pre-combustion CO 2 capture) Szén G Füstgáz CO 2 Gáz- turbina Elgázosító Füstgáz- tisztítás CO 2 befogás További/változtatott lépések Szükséges fejlesztések: H 2 -ben gazdag tüzelőanyagú gázturbina, további egységek integrálása  A teljes IGCC technológia műszaki/gazdasági optimalizálása CO shift Nagynyomású füstgáz (10m 3 /s) A technológia hozzáférhető ipari méretekben, a H 2 hasznosító gázturbina kivételével. Az IGCC-k elterjedésének egyelőre gátat szab azok magas költsége. Gőz- turbina HK G O2O2 LSZ N2N2 G: Generátor LSZ: Levegő szeparátor HK: Hőhasznosító kazán Levegő CO shift: (H 2 O) gőz + CO = CO 2 + H 2

32 32/34 © Gács Iván Oxi-fuel eljárás tüzelés oxigénnel: égéstermék: H 2 O + CO 2 égéstermék recirkuláció kell vízgőz kondenzálás egyszerű levegő szétválasztás energiaigénye nagy Levegő G CO 2 O2O2 CO 2 / H 2 O Gőz- turbina LSZ Füstgáz- tisztítás Kondenzáció További/változtatott lépésekG: Generátor LSZ: Levegő szeparátor Szükséges fejlesztések és vizsgálatok: Kazántervezés az égéstermék recirkulációjával és O 2 /CO 2 égetésével  Égéstermék tisztítása, kondenzáció és vízkezelés  A folyamat elemeinek összehangolása Kazán H 2 O, SO 2 Szén Jelenleg Oxy-fuel folyamat csak elméleti modellként létezik, laboratóriumi méretekben. Megvalósíthatóságát most kell demonstrálni.

33 33/34 © Gács Iván Tárolási geológiai formációkban 1.kimerült olaj és gázmezők 2.olaj és gáztermelés intenzifikálása 3.mély víz- és sórétegekben 4.metán kitermelés szénrétegekből

34 34/34 © Gács Iván Óceáni elhelyezés


Letölteni ppt "1/34 © Gács Iván Légszennyezőanyag kibocsátás Primerenergia fajták, tüzelőanyagok égetése, szennyezőanyagok keletkezése, leválasztása."

Hasonló előadás


Google Hirdetések