NO X EMISSZIÓ CSÖKKENTÉSE HAGYOMÁNYOS MÓDSZEREKKEL

Hasonló dokumentumok
Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

zeléstechnikában elfoglalt szerepe

IPARI FÖLDGÁZÉGİK LEVEGİOLDALI MÉRETEZÉSE NO X EMISSZIÓRA

MÉRÉSI JEGYZİKÖNYV. A mérési jegyzıkönyvet javító oktató tölti ki! Mechatronikai mérnök Msc tananyagfejlesztés TÁMOP

Gázégő üzemének ellenőrzése füstgázösszetétel alapján

Biomassza tüzelés kommunikációs dosszié BIOMASSZA TÜZELÉS ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

EXIM INVEST BIOGÁZ KFT.

Magyar Égéstudományi Bizottság (A The Combustion Institute Magyar Nemzeti Bizottsága) 2011

Lánghômérséklet hatása az NOx kibocsájtásra földgáztüzelésnél

MÉRÉSI JEGYZŐKÖNYV. A mérési jegyzőkönyvet javító oktató tölti ki! Kondenzációs melegvízkazám Tanév/félév Tantárgy Képzés

Mikrobiális folyamatok energetikai hasznosítása a depóniagáz formájában

Kemencetervezés kommunikációs dosszié KEMENCETERVEZÉS LEVELEZŐ ANYAGMÉRNÖK ÉS KOHÓMÉRNÖK MSC KÉPZÉS HŐENERGIA-GAZDÁLKODÁSI SZAKIRÁNY

Bodnár István PhD hallgató Miskolci Egyetem Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola

ENERGETIKAI BERENDEZÉSEK

Épületgépész technikus Épületgépész technikus

Diesel részecskeszőrı Diesel Partikel Filter Diesel Particulate Filter

KÖSZÖNTJÜK HALLGATÓINKAT!

ÁVF oktatási és közösségi portál

(Bio)etanol tüzelıanyag elınyök és hátrányok

Ipari kemencék CO emissziója

Stabilizotóp-geokémia II. Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

Direkt rendszerek. A direkt rendszerben az elnyelés, tárolás, leadás egy helyen történik.

Tüzeléstan kommunikációs dosszié TÜZELÉSTAN. LEVELEZŐ ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS törzsanyag TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék. Gázmotor mérési segédlet

CFD alkalmazási lehetıségei a Mátrai Erımőnél Elıadás. Budapest, BME CFD workshop május 11. Egyed Antal

Szikra Csaba. Épületenergetikai és Épületgépészeti Tsz.

A Magyar Égéstudományi Bizottság tagjai

HŐÁTADÁSI FOLYAMATOK SZÁMÍTÁSA

SZEKSZÁRD MEGYEI JOGÚ VÁROS ÖNKORMÁNYZATA KÖZGYŐLÉSÉNEK

Biomassza alapú hıszolgáltatási mintaprojektek MÉGSZ - Megújuló energia szakmai nap november 21.

Potenciális hibák, az ötlettıl a megvalósulásig (α ω) Elıadó: Kardos Ferenc

TERVEZŐI KÉPZÉS, TERVEZŐI GYAKORLAT EURÓPÁBAN (EGYESÜLT KIRÁLYSÁG)

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

Idıszerő felszólalás (5 dia): Vízenergia hıhasznosítása statisztika a hıszivattyúzásért

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Megújuló energiák alkalmazása Herz készülékekkel

A biomassza, mint energiaforrás. Mit remélhetünk, és mit nem?

KF-II-6.8. Mit nevezünk pirolízisnek és milyen éghető gázok keletkeznek?

Gázkészülékek levegőellátásának biztosítása a megváltozott műszaki környezetben

Energetikai minıségtanúsítvány összesítı

Láng István. A Környezet és Fejlıdés Világbizottság (Brundtland Bizottság) jelentése húsz év távlatából

Készítette: Nagy Gábor (korábbi zh feladatok alapján) Kiadja: Nagy Gábor portál

Időtartam: folyamatos üzem: általában 1 órára, periodikus üzem esetén a hőkezelés teljes időtartamára vonatkozik.

Miért olyan fontos a minıségi pont?

Hulladékból energiát technológiák vizsgálata életciklus-elemzéssel kapcsolt energiatermelés esetén Bodnár István

Átfolyó-rendszerű gázvízmelegítő teljesítményének és hatásfokának meghatározása Gazdaságossági számításokhoz

ÁRAMLÁS-ÉS HİTECHNIKAI MÉRÉSEK BMEGEÁTAG02 Dr. Vad János / oktatás / tantárgylista / BMEGEÁTAG02

Felhasználói tulajdonú főtési rendszerek korszerősítésének tapasztalatai az Öko Plusz Programban

Épületenergetikai számítás 1. λ [W/mK] d [cm] No. -

Háztartási energiafogyasztás és CO 2 kibocsátás az EU-ban

4. Biztonsági elıírások. 1. A dokumentációval kapcsolatos megjegyzések

Stacioner kazán mérés

Szakmérnöki továbbképzés. Épületgépészeti szabályozástechnika. Dr. Magyar Zoltán

Mérnöki alapok 8. előadás

Napelemek és napkollektorok hozamának számítása. Szakmai továbbképzés február 19., Tatabánya, Edutus Egyetem Előadó: Dr.

Nettó ár [HUF] ,00

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

ÁVF oktatási és közösségi portál

Kültéri, nagy teljesítményő LED Fényforrások

1. TECHNIKAI JELLEMZŐK ÉS MÉRETEK 1.1 MÉRETEK 1.2 HIDRAULIKAI VÁZLAT 1.3 VÍZSZÁLLÍTÁS HATÁSOS NYOMÁS DIAGRAM. L= 400 mm H= 720 mm P= 300 mm

TÁRS-INVEST KFT. Member of Energy Invest Group Hungary, 4400 Nyíregyháza, Simai út 4. Tax N.o.: Registry N.o.

Légtechnikai hıvisszanyerés a legmagasabb hatásfokkal

Kemencék üzemtana kommunikációs dosszié KEMENCÉK ÜZEMTANA ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS HŐENERGIA-GAZDÁLKODÁSI SZAKIRÁNY KÖZELEZŐ TANTÁRGYA

Instacioner kazán füstgázemisszió mérése

ENERGETIKAI RENDSZEREK ELEMZÉSE

ENERGETIKAI TERVEZÉS

A kazánokról: Nagy víztér, stabil égés 2 KOCKA BÁLA 3 KOCKA BÁLA 1 KÖR BÁLA. ALTHERM KFT H-6800 Hódmezővásárhely Andrássy út 29

V. Országos Kéménykonferencia Kecskemét, március

MŐSZAKI KÉMIA. Anyagmérnök MSc képzés. Tantárgyi Kommunikációs Dosszié MISKOLCI EGYETEM MŐSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI INTÉZET

Al-Mg-Si háromalkotós egyensúlyi fázisdiagram közelítő számítása

ÉVES ENERGETIKAI JELENTÉS év

KERÁMIATAN I. MISKOLCI EGYETEM. Mőszaki Anyagtudományi Kar Kerámia-és Szilikátmérnöki Tanszék. gyakorlati segédlet

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

AGR/EGR-szelepcsere V (X14XE) motoron

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

MAGYAR KAPCSOLT ENERGIA TÁRSASÁG COGEN HUNGARY. A biogáz hasznosítás helyzete Közép- Európában és hazánkban Mármarosi István, MKET elnökségi tag

Amit a Direktívával kapcsolatban tudni érdemes. Számítási módszerek - Benapozás

Használati meleg víz termelés

- HTTE - Hidrogéntermelı tároló egység (járművek meghajtásához) Szerzı:

HÍDTARTÓK ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐJE

rendszerszemlélet Prof. Dr. Krómer István BMF, Budapest BMF, Budapest,

XXI. Nemzetközi Gépészeti Találkozó - OGÉT 2013

Absztrakt feltöltése az ITDK 2013 konferenciára

XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás

Számítógépes döntéstámogatás OPTIMALIZÁLÁSI FELADATOK A SOLVER HASZNÁLATA

Baris A. - Varga G. - Ratter K. - Radi Zs. K.

A Fıvárosi Vízmővek ZRt. vízellátó hálózatának mőtárgyainak vizsgálata

Fenntarthatóság és hulladékgazdálkodás

Térfogati fajlagos felület és (tömegi) fajlagos felület

Gázellátás. Gázkészülékek 2009/2010. Előadó: NÉMETH SZABOLCS Mérnöktanár

Biogáz-földgáz vegyestüzelés égési folyamatának vizsgálata, különös tekintettel a légszennyező gázalkotókra

KOGÁT - Környezetvédelmi, Olaj- és Gázipari Technológiákat Kutató-fejlesztı Közhasznú Nonprofit Korlátolt Felelısségő Társaság

Overset mesh módszer alkalmazása ANSYS Fluent-ben

A szabályozás lényege: integrált energiamérlegre vonatkozik, amely tartalmazza

Épületenergetikai számítás 1

Mérnöki alapok 11. előadás

Pécsvárad Kft Pécsvárad, Pécsi út 49. Tel/Fax: 72/ Szerzők:

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

On site termikus deszorpciós technológia. _site_thermal_desorption.html

Átírás:

NO X EMISSZIÓ CSÖKKENTÉSE HAGYOMÁNYOS MÓDSZEREKKEL Dr. Bíró Attila A mőszaki tudományok doktora Professor emerius Miskolci Egyetem, Tüzeléstani és HıenergiaTanszék E-mail: tuzbiro@gold.uni-miskolc.hu 1. Bevezetés Címszavak: kemencék, földgáz, NO x, emisszió számítás A földgáztüzeléső ipari kemencék NO x emissziója a legjelentısebb légköri környezetszennyezés az egyébként legtisztább ipari tüzelıanyagnak tekintett földgáz eltüzelésénél. A nyolcvanas években tisztázták az NO x képzıdésének feltételeit és az azt befolyásoló tényezıket. Elfogadott megállapítások, hogy: az NO x emisszió nagysága a lánghımérséklet maximumától függ, az NO x a láng végén, annak legmelegebb szakaszában képzıdik, az NO x emisszió csökkentésére azok a módszerek alkalmasak, melyek csökkentik a lánghımérséklet maximumát anélkül, hogy a kemence rendeltetésszerő mőködését károsan befolyásolnák. A kemence rendeltetés szerinti mőködését nem befolyásoló módszerek: 1./ a tüzelıanyag és égési levegı lassú (többfokozatú) keverése, 2./ a füstgáz természetes cirkulációjának növelése az égéstérben és 3./ a füstgáz kényszer-cirkuláltatása, (bekeverése az égési levegıbe). A nem-vasfémek kezelésére szolgáló kemencéknél és a kazánoknál a víz (vízgız) bekeverése az égési keverékbe is használható megoldás. Elınye, hogy a CO emissziót is csökkenti, hátránya, hogy rontja a kemence (kazán) hatásfokát, mert a füstgázba kerülı vízgızt is fel kell melegíteni. 1

A Miskolci Egyetem Tüzeléstani Tanszéke az OTKA T-46530 számú OTKA kutatás keretében keresi azokat a megoldásokat, melyek lehetıvé tennék egy új kemence, vagy a meglévı kemencék káros-anyag emissziójának számítógépes optimalizálását. Az 2004-es ETE-TÜKI konferencián elhangzott elıadásomban [1] már ismertettem a téma célkitőzéseit és azt, hogy az NO x -CO-C emisszió együttes értékének minimalizálására folytatott kutatásunkat az izzító és hıkezelı kemencék hımérsékleti viszonyainál (T=900-1600 K) tervezzük. Ezért a kemencék áramlási viszonyainak figyelembevételénél a TÜKI hıdrótos módszerrel végzett áramlástani térképeibıl [2, 3,4] indulunk ki. A célul kitőzött szoftver létrehozásához a lánghımérsékletet befolyásoló valamennyi tényezıt figyelembe kell vennünk, hogy a bonyolult folyamatokat ipari hasznosításra alkalmas pontossággal leírhassuk. Emiatt az alábbi tényezıket együttesen kell kezelnünk: 1./ a tüzelıanyag (földgáz) összetétele, %; 2./ az égés levegıtényezıje, 1; 3./ a füstgáz összetétele, %; 4./ a füstgáz hıkapacitása, kj/kg,k; 5./ a kemencetér formája, 1, m 2, m 3 ; 6./ a fajlagos hıterhelés, MJ/m 3,h; 7./ a betétanyag tömege, kg, 8./ a betét hıkapacitása, kj/kg,k; 9./ a betét berakási és kiszedési hımérséklete, K; 10./ a betét elhelyezése a fenéken, 1; 11./ a betét formája, 1; 12./ adagtartam, h; 13./ munkatér hımérsékletváltozás, K/h; 14./ a betét főtési görbéje, K/h; 15./ égık impulzusereje, N; 16./ égık perdület- (irány-) paramétere, η; 15./ elméleti füstgázhımérséklet maximum, K; 16./ gyakorlati füstgázhımérséklet maximum, K; 17./ pirometrikus hatásfok, η, 2

18./ gáz hımérséklete, K; 19./ égési levegı hımérséklete, K, 20./ Arrhenius egyenletek megoldásai NO ra és CO-ra a munkatér hımérsékletnél; 21./ levegıtényezı (1) változtatásának hatása NO x -ra, %; 22./ levegı CO 2 tartalom növelésének (%), hatása NO x -ra, %; 23./ levegı víztartalom (g/m 3 ), növelés hatása NO x -ra, %; 24./ kétfokozatú levegı bevezetés hatása NO x -ra, %. Az adatok és egyenletek, melyek az emisszió leírására szolgálnak az alábbi hatféle forrásból származtathatók: a./ Az üzemi adottságtól függenek: 1,2,3,6,7,9,11,12, b./ modellkísérleteken alapulnak: 5,10, c./ fél-üzemi kísérletek [4,5,6,7,8] eredményei: 21,22,23,24, d./ FLUENT programmal számíthatók: 12,13,14, e./ adott elméleti számításokkal meghatározhatók: 4,8,13,15,16,19,20, f./ vegyes módszerrel közelíthetıek: 16,17. 2. Az égéssel kapcsolatos hatások Az NO x és CO képzıdést befolyásoló tényezıket a program felépítéséhez három csoportba osztjuk: 1./ A tüzelıanyag összetételétıl és entalpiájától, és az égetés feltételeitıl függı tényezık befolyása a lánghımérsékletre, az elméleti lánghımérséklet-maximum számítása. 2./ Az égı szerkezetétıl és az égéstértıl (kemencetér formája, mérete, falazata, égı(k) helye, betét tömege, méretei, hıkapacitása) függı változás a lánghımérséklet-maximumban. (Gyakorlati lánghımérséklet maximum, K, a pirometrikus határfok (η) számítása.) 3./ A kemence alap-emissziójának (NO x, CO) számítása és az NO x csökkentı beavatkozások által elérhetı emisszió csökkenés, (Levegıtényezı növelés, füstgáz cirkuláltatás, vízbepermetezés, többfokozatú égés vagy lángnélküli égés). 3

A programot úgy építjük fel, hogy a fenti három számítási csoport egy-egy programlapra kerüljön. A megoldást a már elkészült elsı programlap bemutatásával szemléltetem: 3. Elsı programlap, a tüzelıanyag és az égetés feltételeinek hatása A program felépítését az 1. ábra szemlélteti. 1. ábra A program elsı oldala képernyın A program ablakaiba be kell írnunk azokat az adatokat, melyek az üzemi energiarendszert jellemzik. Ezek a felsı sarokból és balról jobbra indulva az alábbiak: 4

1. Levegıtényezı: Földgáztüzelésnél a legjobb hatásfok elérése általában 1,05 levegıtényezıvel lehetséges (izzítókemencéknél ez ad elfogadható revésedési és decarbonizációs értéket). 2. Elégetett gáz térfogata: Kézi számításnál általában 1 m 3 gázra végezzük el az égéselméleti számításokat. Ez a program lehetıvé teszi az üzemi fogyasztásra végzett számításokat is, aminek elınye, hogy a szükséges levegı térfogatáramot a kemence üzemi viszonyaihoz kapjuk meg. 3. Főtıgáz-összetétel: A program földgáztüzeléshez készült, mert a fél-üzemi kísérleteket a korábbi OTKA munkák keretében csak 34000 kj/m 3 főtıértékő földgázzal végeztük el. Ide írjuk be a gázszolgáltatótól kapott földgázösszetételt. Ezután a lap alsó sarkában található Számolás gombra kattintva a program kiszámítja az alábbiakat: Füstgázösszetétel és térfogat (jobbra fent). A keletkezett füstgázkomponensek hıkapacitásai (jobbra középen). A főtıgáz komponensek hıkapcitásai (jobbra alul). Az elméleti levegıszükségletet, m 3 /h (balra középen). A gyakorlati levegıszükségletet, m 3 /h (balra középen. 4. Ha nem hideg gázzal és levegıvel üzemeltetjük a kemencét, be kell írnunk a gáz és a levegı hımérsékletét, mivel azok elımelegítése növeli a lánghımérsékletet: A tüzelıanyag hımérséklete, K (balra, alsó harmad). Az égési levegı hımérséklete, K (balra, alsó harmad). Ismét a számítás gombra kattintva megkapjuk az elméleti lánghımérsékletet. Ha a pirometrikus hatásfokot meg tudjuk becsülni és beírjuk a következı sorban lévı ablakba, a program számítja a gyakorlati lánghımérsékletet, az alsó sorban kiírt égési-levegı hıkapacitásnál (kj/m 3,K). 5

Ha a programot angol nyelven kívánjuk használni, kattintsunk a bal alsó sarokban lévı English gombra. A program feliratai angol nyelvőre változnak. 4. Összefoglalás A kutatási eredmények megítélésénél mind fontosabb szerepet játszik azok feldolgozási módja. Ma már nem elég egy új tudományos eredmény leközlése egy tudományos folyóiratban, mert a tapasztalatok azt mutatják, hogy az ilyen kutatások eredményei csak a legszőkebb kutatói körökhöz jutnak el és a gyakorlat számára nagy valószínőséggel elvesznek. A kutató feladata, hogy gondolatait és eredményeit úgy fogalmazza meg és tegye közzé, hogy azok speciális ismeretek nélkül is megérthetıek és használhatóak legyenek a szakma kutatói és alkotó mérnökei számára. Ez a részbeszámoló azt a módszert mutatja be, amivel befejezünk egy tizenöt éves kutatási folyamatot, és használhatóvá tesszük a szakma számára. Köszönetemet és elismerésemet fejezem ki Dr. Palotás Árpád Bence tanszékvezetınek a CO és C rész kutatásával, PhD Braun Gábor kohómérnöknek a program írásával és Gyulai László gépészmérnök PhD diáknak a FLUENT számítások elvégzésével nyújtott közremőködésükért. 5. Irodalomjegyzék: 1. Dr. Bíró Attila: Szempontok ipari kemencék gázemissziójának kutatásához 39. TÜKI Ipari Szeminárium anyaga, (CD), Dunaújváros, 2004. 2. Dr. Diószeghy D. A diósgyıri felsıtüzeléső mélykemencék áramlási Bíró A: viszonyainak vizsgálata. Zj. KGM. Hıtechnikai Kutatóállomás, Miskolc, 1960. 3. Dr. Bíró A: Mélykemencék áramlási térképei. TÜKI, Miskolc, 1962. 4. Dr. Bíró A: Tolókemencék áramlási térképei. TÜKI, Miskolc, 1963. 6

5. Bíró A: Reduction of NO x emission from natural gas fired industrial furnaces. Acta Technical Acad. Sci. Hung. 105 (1993) pp 131-152. 6. Bíró, A: Einfluss des Brennertyps auf die Strömungsferhältnisse und Konvektiven Wärmeübergang von Öfen. GWI. 1,2. 1976.7. 7. Dr. Bíró A.+Al. NO x emisszió csökkentése 900-1300 C. hımérséklető földgáztüzeléső kemencetereknél. (Decreasing of NO x emission from natural gas fired furnaces at 900-1300 C. heart temperature. Zj. OTKA T-7451. ME. Miskolc. Hungary 1996. 7