Kiss Endre, Horváth Miklós, Bíró Borbála, Hári László

Az előadások a következő témára: "Kiss Endre, Horváth Miklós, Bíró Borbála, Hári László"— Előadás másolata:

1 Kiss Endre, Horváth Miklós, Bíró Borbála, Hári László
A Dunaújvárosi Főiskola Természettudományi és Környezetvédelmi Tanszékén folyó környezetvédelmi kutatások Kiss Endre, Horváth Miklós, Bíró Borbála, Hári László

2 A Tanszék főbb kutatási területei a környezetvédelem területén I.
Elektrosztatikus feltöltődés vizsgálata Ózongenerátorok előállítása és alkalmazása a környezetvédelemben Gyors villamos kisülések alkalmazása füstgázok gázszennyezőinek felbontásában Szállóporok ólom és cinktartalmának csökkentése

3 A Tanszék főbb kutatási területei a környezetvédelem területén II.
Kohászati salakok felhasználása az útépítésben Építési bontási hulladékok felhasználása Ipari szennyvizek tisztítása ózonnal és villamos kisülésekkel Talajtani kutatások Természetes vizekben élő algák vizsgálata Alacsonyhőmérsékletű elfolyó vizek hulladékhőjének hasznosítása

4 Elektrosztatikus feltöltődés vizsgálata
Az ITER (Európai Fúziós Projekt) egyik biztonsági problémájában való részvétel, porrobanás lehetőségeinek és elhárításának lehetősége

5 A környezet A fúziós edény alján levő divertorok
Anyagi minőség: grafit, wolfram Hűtőlemez: berillium Alaphelyzetben vákuum

6 A keletkező por Oka: a plazmából érkező nagysebességű részecskék ablációs hatása Mérete: grafit esetében 10mm-nél nagyobb Wolfram esetében 5 és 10mm között Berílium esetében 5mm-nél nagyobb részecskék Évente akár 5 cm vastag réteg is leválhat

7 Mitől robban? A kisülési kamrában üzemszerű állapotban alacsony nyomású hidrogén van A Berílium hűtőpajzs megreped, nagynyomású víz törhet be, ami a magas hőmérsékletű alkatrészeken elbolik-durranógáz, kohászat

8 Mitől robban II. Az edény más részén levegő tör be
A levegő oxigénje és a grafit reakcióba lép A porok és a levegő oxigénje porrobanást eredményez

9 Áramlástani helyzet A betörő vízgőz, vagy levegő áramlástanilag vákuumba érkezik Nincs lamináris határréteg A por és a gáz halmazállapotú anyag tökéletesen keveredik Könnyen fellép a triboelektromos töltés Elektrosztatikai eredetű porrobbanás is felléphet

10 Miért kell vizsgálni? A berendezés (ITER) működéséhez engedélyek kellenek Az engedélyek egyik fontos feltétele a biztonságosság Veszélyek esetén javaslatot kell tenni annak csökkentésére és elhárítására

11 Mit kell vizsgálni? Minimális szikraérzékenység
Minimális gyújtásérzékenység A robbanás terjedési sebessége és ereje A robbanásban keletkező termékek terjedése és későbbi lehetséges reakciói (pl. vízgőz-durranógáz, a hidrogén és az oxigén mozgása, gyújtási energia megléte (kohászat))

12 Mit kell vizsgálni? II. A porok hőmérsékletének hatása a robbanási paraméterekre A porok méreteinek hatása a robbanási paraméterekre A porok anyagi minőségének hatása a robbanási paraméterekre A veszélyek csökkentési, eliminálási lehetőségei

13

14 Hartmann cső Pressure

15 Hartmann cső fényképe

16 Az energia mérése Mérés szorzással és integrálással ∫u i dt HV Current
Timing Pressure

17 Eredmények Grafit: 10mJ elegendő
Hőmérséklet növekedésével exponenciálisan csökken (1/T-vel) Wolfram: 30mJ elég Berílium?

18 Gyors villamos kisülések alkalmazása füstgázok gázszennyezőinek felbontásában
Villamos porleválasztóhoz hasonló reaktor

19 Laboratóriumi kísérletek
0.2 0.4 0.6 0.8 1 5 10 15 20 25 30 35 40 Feszültségimpulzus csúcsérték (kV)

20 Modellalkotás, áramkör

21 Modellalkotás, felbontás

22 Modellezés eredménye 1017 1015 1013 1011 109 107 105 103

23 Modellalkotás eredménye

24 Toroid transzformátor
Egy tipikus áramkör Egyutas egyenirányító 4 nF 100 nF 0,13 – 47 kΩ Szikraköz Kábel Porleválasztó Toroid transzformátor 230 V

25 Eredmények bekapcsolás kikapcsolás

26 Ózongenerátorok alkalmazása a környezetvédelemben
Ózongenerátorok fejlesztése Felületi kisüléssel Kombinált felületi és térfogati kisüléssel Alkalmazás kisüléskémiai reaktorként Alkalmazás víztisztításban

27 Szállóporok nehézfémtartalmának csökkentése I.
Konverterbe adagolt ócskavas egy része horganyzott, amelyről a cink és az ólom a füstgázba kerül A szállópor 60-65%-a vas, 3-5%-a cink, 0,3-0,6%-a ólom Visszajáratás komoly technológiai és környezetvédelmi probléma

28 Szállóporok nehézfémtartalmának csökkentése II.
Kokszporral és kötőanyaggal keverve, hevítés során a cink és az ólom eltávozik, a vasoxid redukálódik

29 A kísérletek kiinduló mintája
32 db 90 80 

30 Retorta Axonometrikus kép 2 mm d2 = 237 mm ℓ = 615 mm 25 mm Ø 8 mm

31 A kísérleti elrendezés
Szűrő v. Porleválasztó Gázelosztó CO mérő CO2 mérő Pa N2 Áramlásmérő Vákuumszivattyú (ha szükséges) Kéménybe Retorta

32 Végtermékek I.

33 Végtermékek II.

34 Végtermékek III.

35 A redukció foka

36 Kohászati salakok felhasználása az útépítésben
Hulladékhő felhasználása Képernyő üveg beolvasztása salakba Üvegesedési vizsgálatok

37 Építési bontási hulladékok felhasználása
Azbeszt ártalmatlanítása beolvasztással Szálas hőszigetelő anyagok beolvasztása Üvegesedés Üvegtéglák

38 Ipari szennyvizek tisztítása ózonnal és villamos kisülésekkel
Ózon és hidrogénperoxid együttes alkalmazása Gyors villamos kisülések alkalmazása Eredmények

39 A talajok védelmével, vagy a romlott (degradált) talajállapot helyreállításával kapcsolatos vizsgálatok, kutatási irányok

40 A talajminőséget veszélyeztető folyamatok és a főbb szennyezők felmérése
Ipari tevékenység Városiasodás, urbanizáció Közlekedés, energia Mezőgazdaság

41 A talajminőséget veszélyeztető folyamatok és a főbb szennyezők felmérése
Ipari tevékenység Városiasodás, urbanizáció Közlekedés, energia Mezőgazdaság

42 Főbb szennyezők Szerves (mikro)-szennyezők (POP-ok)
Kommunális szennyvizek mosó- és tisztítószerek Szénhidrogének (PAH), NOx, SOx – savas esők Növényvédő-szerek, műtrágyák

43 A talajállapot, a talajminőség kimutatási lehetőségeinek kutatása
Fizikai-kémiai–biológiai módszerek alkalmazása. Adatok nyerése, adatbázis létrehozása szennyezett területekről. Adatkezelés, a tényezők közötti összefüggések megállapítása (matematikai-statisztikai eszközökkel). A leginkább használható módszerek kiválasztása A talajállapot nyomon-követése a kialakított módszerekkel, folyamatos monitoring lehetősége Adatbázis létrehozása, szaktanácsadás.

44 A talajállapot helyreállítási, javítási lehetőségeinek kutatása
A szennyezéseket lebontani képes mikroorganizmusok izolálása A mikrobák tesztelése laboratóriumi körülmények között (lebontó-képesség, tolerancia, terhelhetőség) A mikrobák tenyészthetősége Az alkalmazhatóság és a technológia kialakítása

45 Természetes vizekben élő algák vizsgálata
Új kutatási irány Endocrin disruptorok

46 Alacsonyhőmérsékletű elfolyó vizek hulladékhőjének hasznosítása
Országosan mintegy 2 GW Megújuló energia A Termodinamika II. Főtétele

47 Energia hatásfok Nem 100% Nem 80% Sokszor 16%
Szénerőmű-villamos energia-világítás 16% x 70% x 2% ? 0,22% 20MJ-ból 44kJ fény

48 Kutatási irányok TIOP Intelligens energetikailag önfenntartó ház és energiaracionalizálási tudásközpont létrehozása Biomassza égetésvizsgálati vizsgálati állomás létrehozása Termoelem Hőszivattyú alaklmazása