Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Energiahordozók és -források. „Erőforrás és adottság” természeti erőforrás: az ember által hasznosítható természeti adottság; „in situ” erőforrás: csak.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Energiahordozók és -források. „Erőforrás és adottság” természeti erőforrás: az ember által hasznosítható természeti adottság; „in situ” erőforrás: csak."— Előadás másolata:

1 Energiahordozók és -források

2 „Erőforrás és adottság” természeti erőforrás: az ember által hasznosítható természeti adottság; „in situ” erőforrás: csak a helyszínen hasznosítható, nem kitermelhető és nem szállítható természeti adottság: ami a környezetben rendelkezésre áll.

3 Természeti erőforrások

4 Alapfogalmak alap (primer) energiahordozók: energetikailag hasznosítható ásványi anyagok (pl. szén, kőolaj); alap (primer) energiahordozók: energetikailag hasznosítható ásványi anyagok (pl. szén, kőolaj); alap (primer) energiaforrások: munkavégzésre használható természeti erők (pl. napsugárzás, szél, víz); alap (primer) energiaforrások: munkavégzésre használható természeti erők (pl. napsugárzás, szél, víz); átalakított (szekunder) energiahordozók: a primer energiahordozóktól fizikai tulajdonságaikban különböző anyagok (pl. brikett, benzin, gázolaj). átalakított (szekunder) energiahordozók: a primer energiahordozóktól fizikai tulajdonságaikban különböző anyagok (pl. brikett, benzin, gázolaj).

5 Alapfogalmak végső energiahordozók: az átalakított (szekunder) energiahordozóktól fizikai és kémiai tulajdonságaikban különböző energiahordozók (forró víz, gőz, villamos energia stb.); végső energiahordozók: az átalakított (szekunder) energiahordozóktól fizikai és kémiai tulajdonságaikban különböző energiahordozók (forró víz, gőz, villamos energia stb.); hasznos energiahordozók: a fogyasztó szempontjából hasznos energiaformák (mozgási-, helyzeti-, fényenergia stb.); hasznos energiahordozók: a fogyasztó szempontjából hasznos energiaformák (mozgási-, helyzeti-, fényenergia stb.);

6 Energiaátalakítási lánc

7 Világ energiafelhasználása

8 Primer és szekunder energiahordozók Áttekintés

9 Energiahordozók Kimerülő energiahordozók és -források Megújuló energiahordozók és -források Kémiai tüzelőanyagok Napenergia szénnapsugárzás kőolajfotoszintézis földgázszél egyéb éghető anyagok felszíni vízfolyások Nukleáris üzemanyagok tengeri hőfokkülönbség hasadóképes (fissziós) anyagok hullámzás energiája fúzióképes anyagok Biológiai energia Geotermális energia izomerő hőhordozók (víz, gőz) szerves tüzelőanyagok kőzetek hőtartalma reakciótermékek Exoterm reakciók Planetáris mozgás (gravitáció) árapály

10 Energiahordozók evolúciója

11 Ásványi energiahordozók

12 A világ energiafelhasználása

13 Primer energiahordozó szerkezet

14 Energiafelhasználás régiónként

15

16 Energiaválságok

17 Energiaválságok

18 Energiaválságok

19 Energiaválságok

20 Energiaválságok

21 A „készlet” fogalma

22 Tüzelőanyagok

23 Szén

24 Szén Kiinduló anyag: cellulóz, hemicellulóz, pektinek, gyanták, zsírok, viaszok, fehérjék. Szénképződés fázisai tőzegesedés, tőzegesedés, szénülés. szénülés.

25 Szén szerkezeti felépítése

26 Ásványi szenek

27 Szénkészletek Valószínűsíthető szénkészletek: feketeszén: 5800 Gtoe feketeszén: 5800 Gtoe barnaszén: 580 Gtoe barnaszén: 580 Gtoe Kimerülési időtartam: év. Eddig a készlet kb. 2%-a fogyott el. Magyarországi készletek: feketeszén: Mt; feketeszén: Mt; barnaszén: 1 Gt; barnaszén: 1 Gt; lignit: 3 Gt. lignit: 3 Gt.

28 Szén kitermelés és szállítás Külszíni fejtés fiatal szenek; fiatal szenek; nagy anyagmennyiség mozgatása → rekultiváció; nagy anyagmennyiség mozgatása → rekultiváció; kis távolságú szállítás → bánya-erőmű integráció; kis távolságú szállítás → bánya-erőmű integráció; szállítás: szállítószalag, kötélpálya, vasút. szállítás: szállítószalag, kötélpálya, vasút.

29 Szén kitermelés és szállítás Mélyművelésű bányák jó minőségű (öregebb) szenek; jó minőségű (öregebb) szenek; veszélyes üzem (vízbetörés, sújtólégrobbanás, szénporrobanás); veszélyes üzem (vízbetörés, sújtólégrobbanás, szénporrobanás); nagy távolságra is gazdaságosan szállítható; nagy távolságra is gazdaságosan szállítható; szállítás: vízi, vasút, fluidizálva csővezetéken. szállítás: vízi, vasút, fluidizálva csővezetéken.

30 Szénkitermelés - Világ

31 Szénkitermelés - Régiónként

32 Magyarország széntelepei

33 A szén hasznosítása AF: alacsony fűtőértékű

34 Fischer-Tropsch eljárás Németország: , különösen a II. világháborúban; Dél-Afrika, USA: ma is (feljövőben lévő technológia)

35 Szénelgázosítás Gázosítás oxigénnel C + 1 / 2 O 2 CO Égés (oxidáció) C + O 2 CO 2 Gázosítás CO 2 -vel C + CO 2 2CO Gázosítás vízgőzzel C + H 2 O CO + H 2 Gázosítás hidrogénnel C + 2H 2 CH 4 Víz-gáz váltás CO + H 2 O H 2 + CO 2 Metánképzés CO + 3H 2 CH 4 + H 2 O Szén Oxigén Gőz Összetétel (térfogat%) H CO CO H 2 O CH H 2 S 0,2..1 COS 0..0,1 N 2 0,5..4 Ar 0,2..1 NH 3 + HCN 0..0,3 Hamu/Iszap/Pernye

36 Szénelgázosítás NyersanyagGázosításGáztisztításVégtermék szén, petrolkoksz, lepárlási maradékok Egyéb végtermékek: Hidrogén Ammónia Metanol Piacképes termék: elemi kén Kén- leválasztás Szintetikus gáz Hagyományos hőerőmű Kombinált ciklusú erőmű Hulladék: hamu Gázosító Oxigén

37 Földalatti szénelgázosítás

38 Szénfelhasználás

39 Szénfelhasználás

40 Kőolaj

41 Mi a kőolaj? Nyersolajnak nevezzük azokat a szerves anyagokat, amelyek folyékony halmazállapotúak az őket tartalmazó réteg körülményei között. Nyersolajnak nevezzük azokat a szerves anyagokat, amelyek folyékony halmazállapotúak az őket tartalmazó réteg körülményei között. A kőolaj összetétele: A kőolaj összetétele: –szénhidrogének –S, O, N, P vegyületek –fémvegyületek (V, Ni, Cu, Co, Mo, Pb, Cr, As) –H 2 S és víz Elemi összetétel: C: 79,5..88,5%, H: ,5%

42 Keletkezés Engler-féle elmélet: 1. elhalt élőlények → szervesiszap (szapropél) 2. anaerob bomlás → szénhidrogén dúsulás 3. geológiai csapda (p, T) → cseppfolyósodás Legfeljebb 15 km mélységig!

43 Mélységi előfordulás

44 Kőolaj előfordulás

45 Főbb vegyülettípusok Alkánok és paraffinok (telített) Alkánok és paraffinok (telített) Naftének (ciklo- paraffinok) (telített) Naftének (ciklo- paraffinok) (telített) Aromások (telítetlen) Aromások (telítetlen) normál izomer ciklikus vegy.

46 Kőolajtípusok Paraffin alapúak – mélyebb rétegekben találhatóak (öregebbek). Paraffin alapúak – mélyebb rétegekben találhatóak (öregebbek). Naftén vagy aszfalt bázisúak – felsőbb rétegekben fordulnak elő (fiatalabbak). Naftén vagy aszfalt bázisúak – felsőbb rétegekben fordulnak elő (fiatalabbak). Kevert (intermedier) bázisúak – közbenső zónákban vannak. Kevert (intermedier) bázisúak – közbenső zónákban vannak. Összetétel a világ összes kőolaját tekintve: kb. 30% paraffinok, 40% naftének, 25% aromások

47 Kőolajtípusok kor szerint

48

49 Olajkereskedelem

50 Kőolajipar

51 Kitermelés Elsődleges eljárás: természetes rétegnyomás hatására → 10%; Elsődleges eljárás: természetes rétegnyomás hatására → 10%; Másodlagos eljárás: gáz/víz visszasajtolás → +30%; Másodlagos eljárás: gáz/víz visszasajtolás → +30%; Harmadlagos eljárás: forró gőz visszasajtolás, vegyszeres folyósítás → %. Harmadlagos eljárás: forró gőz visszasajtolás, vegyszeres folyósítás → %.

52 Feltárás Talajrezgések keltése, visszaverődés érzékelése Próbafúrások

53 Elsődleges eljárás Gázzal működő telep (olaj a gyűrődéses boltozatban): a kőolajtest felett gázsapka foglal helyet, melynek nyomása az olajt a felszínre hajtja. Gázzal működő telep (olaj a gyűrődéses boltozatban): a kőolajtest felett gázsapka foglal helyet, melynek nyomása az olajt a felszínre hajtja. Vízzel működő telep (kőolajtest alatt víz foglal helyet): az olajat az olaj alatti víznyomás emeli a kúton keresztül a felszínre. A termelés mindaddig egyenletes, amíg a talpi víz eléri a perforálást, ekkor termelés befejeződik. Vízzel működő telep (kőolajtest alatt víz foglal helyet): az olajat az olaj alatti víznyomás emeli a kúton keresztül a felszínre. A termelés mindaddig egyenletes, amíg a talpi víz eléri a perforálást, ekkor termelés befejeződik.

54 Másodlagos eljárás A gáz és víz visszanyomás kombináltan. Gázzal: termeléssel egyidejűleg gáz visszanyomását; a felszínre került gázt kezelés után visszajuttatják a gázsapkába. Gázzal: termeléssel egyidejűleg gáz visszanyomását; a felszínre került gázt kezelés után visszajuttatják a gázsapkába. Vízzel: visszasajtolás az olajtest alá; jobb kihozatal mint gázzal. Vízzel: visszasajtolás az olajtest alá; jobb kihozatal mint gázzal.

55 Fúrási mélység

56 Mélyfúrás technológiája Rotary fúrás Fúró szerszám: fogas görgő. Fúró iszap: tixotrop folyadék, adalékokat tartalmaz, mint a bentonit, cellulóz, emulgeátorok, inhibítorok, sűrűsége 1,1 és 1,4 g/cm 3 közötti. Vízszintes fúrás aktív irányítással

57 Olajfelhasználás

58 Olajfelhasználás

59 Előfeldolgozás A kőolaj nem tisztán kerül a felszínre, nyersolaj + „szennyező” anyagok: A kőolaj nem tisztán kerül a felszínre, nyersolaj + „szennyező” anyagok: – sós víz (vízmentesítés), – ásványi anyagok (elektromos sómentesítés), – illékony (CH 4, C 2 H 6, C 3 H 8, C 4 H 10 ) szénhidrogének (stabilizálás: ellenáramban száraz földgáz (CH 4 ) magával ragadja az illékony gázokat). Termék: Termék: - szállítható stabil olaj, - nedves gáz (gazolin): CH 4 + nagyobb molekulasúlyú CH-ek → feldolgozás (pl. PB gáz).

60 Kőolaj feldolgozás Desztilláció: atmoszférikus, vákuum Desztilláció: atmoszférikus, vákuum Forrpont szerinti elválasztás: Forrpont szerinti elválasztás: –benzin: °C –petróleum: °C –gázolaj: °C –fűtő és kenőolajok, szilárd termékek, paraffin, bitumen

61 Kőolaj feldolgozás

62 Atmoszférikus desztilláció

63 Továbbfeldolgozás Az atmoszférikus desztilláció maradé- kainak feldolgozása: Kénmentesítéskatalitikus! Kénmentesítéskatalitikus! Krakkoláskatalitikus! Krakkoláskatalitikus! Hidrokrakkoláskatalitikus! Hidrokrakkoláskatalitikus! Reformáláskatalitikus! Reformáláskatalitikus! Maradékfeldolgozástermikus Maradékfeldolgozástermikus Keverő komponens gyártáskatalitikus! Keverő komponens gyártáskatalitikus!

64 Katalitikus krakkolás Feladat: molekulatömeg és forrpont csökkentés Katalizátor: savas zeolit Krakkolás

65 Kénmentesítés (gázolaj) Hidrokrakkolás Feladat: kéntartalom csökkentése Katalizátor: Mo, Co, Ni szulfid S + 4 H 2 = C 4 H 10 + H 2 S Kénmentesítés

66 Magyarország olajipara

67 Stratégiai olajtárolók

68 Kőolajtermékek A desztilláció és a krakkolás kimenete még nem késztermék! További kezelések: szennyezőanyagok eltávolítása; szennyezőanyagok eltávolítása; molekulaszerkezet módosítása; molekulaszerkezet módosítása; adalékolás. adalékolás.

69 Kőolajtermékek Kereskedelmi kőolajtermékek: motorhajtó anyagok; motorhajtó anyagok; tüzelőanyagok; tüzelőanyagok; kenőanyagok (zsírok és olajok); kenőanyagok (zsírok és olajok); vegyipari alapanyagok. vegyipari alapanyagok.

70 Üzemanyagok osztályozása –benzin (t s = °C), –petróleum (t s = °C), –gáz (dízel) olaj (t s = °C), –könnyű (t s = °C, ρ=0,625..0,840 kg/dm 3 ), –nehéz (t s >300 °C, ρ>0,840 kg/dm 3 ), –könnyű (t s =40 °C, ρ=0,625 kg/dm 3 ), –közepes (t s =250 °C, ρ=0,825 kg/dm 3 ), –nehéz (t s =350 °C, ρ=0,9 kg/dm 3 ) határpontokkal.

71 Üzemanyagok jellemzői Motorbenzin: Motorbenzin: –optimális illékonyság a karburáláshoz, –ne legyen korrózióagresszív, –ne képződjön gyanta, –jó kompressziótűrés. Gázolaj: Gázolaj: –megfelelő viszkozitás (szivattyúzás), alacsony dermedéspont, –ne legyen hajlamos a kokszképződésre, –alacsony kéntartalom –jó legyen a gyulladási hajlama. Kerozin (speciális petróleum): Kerozin (speciális petróleum): –a nagy magasságra jellemző hidegben is folyékony maradjon, –nyomokban se tartalmazzon vizet, ami megfagyhat, –magas hőmérsékleten ne oxidálódjon, –ne legyen hajlamos a kokszképződésre (fúvóka eltömődés).

72 Feldolgozott termékek

73 Földgáz

74 Keletkezés - Összetétel Keletkezése: a kőolajhoz hasonlóan, leggyakrabban a kőolajtelepek telepek kísérője. Összetétele: általában kis szénatomszámú szénhidrogénekből, legnagyobb részben metánból áll [paraffin-tartalmú gázok (C n H 2n+2 ) keveréke]. –savanyú, ha H 2 S (korróziót okoz) és CO 2 tartalmú (ballaszt) –nedves, ha több, nagy forráspontú szénhidrogént tartalmaz (belőle LPG (propán-bután) nyerhető), ill. H 2 O tartalmú (amelyből kristályok válnak ki).

75 Gázfelhasználás

76 Gázfelhasználás

77 Földgázipar

78 Kitermelés Száraz kutakból a gáz %-át a rétegnyomás a felszínre hajtja (néha 100 bar, 7,5 km mélységből), vízelárasztással % is a felszínre hozható. Száraz kutakból a gáz %-át a rétegnyomás a felszínre hajtja (néha 100 bar, 7,5 km mélységből), vízelárasztással % is a felszínre hozható. Új forszírozott módszerek a mélyben levő, kis áteresztő képességű szerkezetek fellazítását, áttörését célozza: Új forszírozott módszerek a mélyben levő, kis áteresztő képességű szerkezetek fellazítását, áttörését célozza: – a rétegek hidraulikus repesztése, – a szerkezet fellazítása robbantással.

79 Gázkitermelés régiónként

80 Kitermelés - Előfeldolgozás A nedves gázt a gazolin-telepen A nedves gázt a gazolin-telepen –száraz gázra és –nyers gazolinra fizikai eljárásokkal szétválasztják: t csökkentése, p egyidejű növelése → a propánnál több C-atomot tartalmazó molekulák cseppfolyós halmazállapotba kerülnek. A nyers gazolint nyomás alatt desztillálják A nyers gazolint nyomás alatt desztillálják –egyrészt cseppfolyósított PB (Liquified Petroleum Gas, LPG) - gázt előállítva, és palackozva, de PB-gáz a kőolaj-finomítás melléktermékeiből is keletkezik. –másrészt t s = °C komponensekből → stabilizált gazolin (C4..C12 komponensek). A földgázban éghetetlen komponensek (N 2, CO 2, H 2 S) néha ipari nyersanyagként gazdaságosan kinyerhetők, de tüzeléstechnikai szempontból nem kívánatos alkotók. Mo-on főleg CO 2. A földgázban éghetetlen komponensek (N 2, CO 2, H 2 S) néha ipari nyersanyagként gazdaságosan kinyerhetők, de tüzeléstechnikai szempontból nem kívánatos alkotók. Mo-on főleg CO 2.

81 Szállítás előkészítés A kitermelt földgázt a szállításra elő kell készíteni, ami a mezők közelében létrehozott földgázüzemben történik: –szeparálás (a folyadékok leválasztása), –a szilárd szennyező anyagok leválasztása elektrosztatikus leválasztókkal, –a különböző frakciók szétválasztása a gazolin- üzemben (a szállítási nyomáson kondenzálódókat), –vízgőz leválasztása (szárítással vagy hűtéssel), –H 2 elválasztása hűtéssel, kén-hidrogén és szén- dioxid eltávolítása abszorbensekkel.

82 Szállítás gázként A tisztított száraz földgáz döntően csővezetéken szállítják a forrástól a fogyasztókig. A tisztított száraz földgáz döntően csővezetéken szállítják a forrástól a fogyasztókig. A földgázhálózat részei A földgázhálózat részei – nagynyomású (p>25 bar t ), – nagy-középnyomású (p=25-4 bar t ), – középnyomású (p=0,1-4 bar t ), – városi szolgáltató (p=0,03-0,08 bar t ). Nyomásfokozás nagynyomású távvezetékeknél ( km-ként) gázturbinával hajtott kompresszorokkal. A földgáz áramlási sebessége m/s.

83 Szállítás folyadékként LNG (Liquified Natural Gas) tengeri szállítása megfelelően hőszigetelt (CH 4, t s =-161 °C), t szállítókapacitású hajókkal: LNG (Liquified Natural Gas) tengeri szállítása megfelelően hőszigetelt (CH 4, t s =-161 °C), t szállítókapacitású hajókkal: –feladó kikötő: cseppfolyósító berendezés (hűtés °C-ra), –fogadó kikötő: tengervízzel melegített elpárologtató. A folyadékfázis felett annyi metángőzt szívnak el, hogy annak párolgási hője megfeleljen a hőszigetelésen keresztül bejutó hőnek. Ez a napi 0,25-0,3%-nyi veszteség a hajó hajtására szolgál. A hajópark (kb. 90 hajó) összes kapacitása 10 Gm 3.

84 Gáztárolás Tárolási lehetőségek (gazdaságossági sorrendben): Leművelt szénhidrogén telepekben: földalatti gáztelepekben gázcsapadék telepekben kőolajtelepekben Víztároló rétegben mestereségesen létrehozott tárolótérben Sótömbökben mesterségesen létrehozott üregekben.

85 Gáztárolás

86 Nemzetközi gázkereskedelem

87 Európai gázhálózat

88 Magyarországi földgázhálózat

89 Gázfelhasználás

90 Gázfüggőség

91 Gáztározók Magyarországon


Letölteni ppt "Energiahordozók és -források. „Erőforrás és adottság” természeti erőforrás: az ember által hasznosítható természeti adottság; „in situ” erőforrás: csak."

Hasonló előadás


Google Hirdetések