Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

Hasonló dokumentumok
zeléstechnikában elfoglalt szerepe

Gázégő üzemének ellenőrzése füstgázösszetétel alapján

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

Biomassza tüzelés kommunikációs dosszié BIOMASSZA TÜZELÉS ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

MELLÉKLETEK. a következőhöz: A BIZOTTSÁG (EU).../... FELHATALMAZÁSON ALAPULÓ RENDELETE

IX. Életciklus-elemzési (LCA) Szakmai Rendezvény. Miskolc, December 1-2.

Energia- és Minőségügyi Intézet Tüzeléstani és Hőenergia Intézeti Tanszék. Energiahordozók

Megújuló energiák alkalmazása Herz készülékekkel

Biomassza fogalma: Biológai eredetű szervesanyag-tömeg a vízben és a szárazföldön élő és nemrég elhalt szervezetek

Az égés és a füstgáztisztítás kémiája

Adatlap_ipari_szektor_ energiamérleg_osap_1321_2014 Adatszolgáltatásra vonatkozó adatai

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

1. Energiahordozók. hőtermelés (gőz/forróvíz)

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

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

MELLÉKLETEK MAGYARORSZÁG ÁTMENETI NEMZETI TERVE CÍMŰ DOKUMENTUMHOZ

110/2007. (XII. 23.) GKM rendelet

Tüzelőanyagok fejlődése

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

Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 4. Előadás

Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

Szabadentalpia nyomásfüggése

2014. Év. rendeletére, és 2012/27/EK irányelvére Teljesítés határideje

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

2014 (éves) Az adatszolgáltatás a statisztikáról szóló évi XLVI. törvény 8. (2) bekezdése alapján és a Adatszolgáltatás jogcíme

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

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 3. Előadás

A biomassza rövid története:

Faalapú pelletgyártás alapanyagai, gyakorlati tapasztalatok

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam

Biomassza tüzelőanyagok termokémiai hasznosításának és hasznosíthatóságának

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

Helyszínen épített vegyes-tüzelésű kályhák méretezése Tartalomjegyzék

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

7. lakás 1. Fűtőanyag elnevezése: tűzifa Összetétel (kg/kg): Szén Hidrogén Oxigén Víz Hamu

Stratégia és fejlesztési lehetőségek a biológiailag lebomló hulladékok energetikai hasznosításában

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A nagy hatásfokú hasznos hőigényen alapuló kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés terén elért előrehaladásról Magyarországon

Környezetbarát fatüzelés. Környezetvédelmi és Természetvédelmi Igazgatóság

ENERGIAFELHASZNÁLÁSI BESZÁMOLÓ (Közlekedési szektor) Adatszolgáltatás száma OSAP 1335/C Adatszolgáltatás időszaka

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Mérnöki alapok 8. előadás

SZINTETIKUS GÁZ BETÁPLÁLÁSA FÖLDGÁZELOSZTÓ RENDSZEREKBE A HIDRAULIKAI SZIMULÁCIÓ FONTOSSÁGA

Elgázosító CHP rendszer. Combined Heat & Power

tiszta, halk és teljesen emisszió mentes. A hidegén -mint energiahordozó- lehetővé teszi a megújuló energiák felhasználást a közeledésben.

Szilárd energiahordozó fűtőértékének meghatározása

Hagyományos és modern energiaforrások

REDOXI REAKCIÓK GYAKORLÁSA. Készítette: V.Baráth Csilla

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH / nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A szén-dioxid megkötése ipari gázokból

XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás

Mérnöki alapok 8. előadás

ÉMI TÜV SÜD. Hulladékból előállított tüzelőanyagok minősítése. Magasházy György

Biobrikett-gyártás technológiai fejlesztése

1. a.) Ismertesse az SI mértékegység-rendszer önálló nevű származtatott (erő, hőmennyiség, munka, teljesítmény) mértékegységeit és azok jelölését! b.)

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

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

FOLYÉKONY BIOÜZEMANYAGOK

TÜZELÉSTECHNIKA A gyakorlat célja:

Osztályozóvizsga követelményei

Biobrikett-gyártás technológiai fejlesztése

MŰANYAG HULLADÉK HASZNOSÍTÓ BERENDEZÉS

Átfolyó-rendszerű gázvízmelegítő teljesítményének és hatásfokának meghatározása Gazdaságossági számításokhoz

BIO-MOTORHAJTÓANYAGOK JELEN ÉS A JÖVŐ

Bio Energy System Technics Europe Ltd

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

ROMAVERSITAS 2017/2018. tanév. Kémia. Számítási feladatok (oldatok összetétele) 4. alkalom. Összeállította: Balázs Katalin kémia vezetőtanár

BIOMASSZA TÜZELÉS. ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS HŐENERGIA ÉS SZILIKÁTTECHNOLÓGIASZAKIRÁNY KÖZELEZŐ TANTÁRGYA (nappali munkarendben)

MAGYARORSZÁGI SZENEK ÉS MÁS FOSSZILIS TÜZELŐANYAGOK ENERGETIKAI ALKALMAZÁSAKOR VÁRHATÓ EMISSZIÓ

Biomasszák energe/kai hasznosításának lehetőségei elgázosítással és pirolízissel

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

GÁZTISZTÍTÁSI, GÁZNEMESÍTÉSI ELJÁRÁSOK ÖSSZEHASONLÍTÁSA

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Depóniagáz kinyerése és energetikai hasznosítása a dél-alföldi régióban

ADATFELVÉTELI LAP Égéstermék elvezetés MSZ EN alapján történő méretezési eljáráshoz

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

Energianövények, biomassza energetikai felhasználásának lehetőségei

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

Európa szintű Hulladékgazdálkodás

Tüzelőanyagok és jellemzőik. Biomassza Hasznosítás

Biogáz és Biofinomító Klaszter szakmai tevékenysége. Kép!!!

A Lengyelországban bányászott lignitek alkalmazása újraégető tüzelőanyagként

ENERGETIKAI KÖRNYEZETVÉDELEM

Agrár-környezetvédelmi Modul Agrár-környezetvédelem, agrotechnológia. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

ADATFELVÉTELI LAP. Égéstermék elvezetés MSZ EN alapján történő méretezési eljáráshoz. Megnevezése: Név:. Cím:.. helység utca hsz.

LEVEGŐTISZTASÁG-VÉDELEM

IV.főcsoport. Széncsoport

Stacioner kazán mérés

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

Környezettudományi Kooperációs Kutató Központ, ELTE TTK, Budapest 2. Analitikai Kémiai Tanszék, ELTE TTK, Budapest

Elektronikus Füstgázanalízis

Regionális fenntarthatóság elemzése az energia szektorban

3. előadás: A kimeríthetetlen, a megújítható, a megújuló energiaforrások és szerves hulladékok előnyei, hátrányai energetikai szempontból.

Hőtechnikai berendezéskezelő É 1/5

Égéshő: Az a hőmennyiség, amely normál állapotú száraz gáz, levegő jelenlétében CO 2

Átírás:

Égéselméleti számítások Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 2 Tüzelőanyagok Definíció Energiaforrás, melyből oxidálószer jelenlétében, exoterm kémiai folyamatok révén (hő)energia szabadítható fel Osztályozás eredet szerint Fosszilis: szenek, kőolaj, földgáz, kohógáz, kokszkemencegáz, szintézisgáz Megújuló: biomassza (fű, fa, virág ), biodízel, biogáz, stb. halmazállapot szerint szilárd: szenek, fa, energiafű, kommunális hulladék, stb. folyékony: fűtőolaj, biodízel, foly. szénhidrogének, vegyipari hulladékok, szennyvíz, stb. gáznemű: földgáz, szénhidrogének, hidrogén, vegyipari melléktermékek, biogázok, stb. Összetétel éghető, égést tápláló és nem éghető komponensek

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 3 Égéselméleti alapparaméterek Számítandók égéshő, fűtőérték fajlagos oxigén szükséglet fajlagos levegő szükséglet elméleti és gyakorlati fajlagos füstgáztérfogat száraz és nedves Füstgázösszetétel technológia, emisszió füstgáz sűrűség füstjáratok, kémények méretezése A számítás módja halmazállapot szerint szilárd és folyékony: tömegegységre vonatkoztatva gáznemű: térfogategységre vonatkozik

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 4 Szilárd halmazállapotú tüzelőanyagok Szenek, fa, energiafű, kommunális hulladék, stb. Kémiai összetétel Éghető komponensek: C, H, S Égést tápláló komponens: O Nem éghetők: N *, hamu (SiO 2, CaO, stb.), H 2 0 *NO x (NO, NO 2 ) 100-1000 ppm nagyságrend Mindig van hamutartalom (veszélyes?) C H N S O H 2 O hamu H u Fa 30-40% 4-6% <1% <0,2% 25-30% 25-50% 0-3% 12-18 MJ/kg Energiafű 40-45% 4-6% <0,5% <0,1% 30-35% 5-10% 5-8% 13-15 MJ/kg Papír 40-45% 4-6% <0,2% <0,1% 38-40% 3-5% 12-15% 12-15 MJ/kg Hulladék 20-30% <4% <5% <1% <20% <10% <50% 10-20 MJ/kg Lignit <25% 2-4% <1% <2% <30% <50% <25% 5-8 MJ/kg Barnaszén <55% 2-4% <2% <2% <10% <30% <20% 12-18 MJ/kg Feketeszén <80% 2-4% <2% <1% <5% <10% <10% 26-32 MJ/kg százalékos adatok tömeg %-ban

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 5 Folyékony halmazállapotú tüzelőanyagok Fűtőolaj, biodízel, foly. szénhidrogének, vegyipari hulladékok, szennyvíz, stb. Összetétel: hasonlítható a szenekhez Hamutartalom: általában <0,5% vanádium: V 2 O 5 C H N S O Hamu H u Tüzelőolaj 80-90% 10-15% <0,5% <3% <0,5% <0,5% 40 MJ/kg Gázolaj 85-88% 11-18% <0,5% <0,3% <0,1% <0,1% 42 MJ/kg Szintetikus olaj 85-90% 8-13% <2% <0,5% <0,1% <1% 40 MJ/kg Biodízel 75-80% 10-14% <1% <0,2% <10% <0,1% 38 MJ/kg százalékos adatok tömeg %-ban A számítások mindenben megegyeznek a szilárd tüzelőanyagra vonatkozókkal

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 6 Gáznemű tüzelőanyagok Leggyakoribb tüzelőanyag a földgáz (Mo.) fő éghető komponensek: CH 4, C 2 H 6, további fontos komponensek: CO, H 2 S, H 2 Gyakoribb fűtőgázok CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 C n H m H 2 CO CO 2 N 2 H u Földgáz* 88-95% 3-4% <2% <2% <5% <5% 35 MJ/m 3 PB 70% 30% 77 MJ/m 3 Hidrogén 100% 11 MJ/m 3 Kamragáz 20-25% 1% <2% 60-65% 5-8% <3% 5-10% 18 MJ/m 3 Kohógáz 1-4% 20-25% <15% 60% 3-5 MJ/m 3 Szintézisgáz 25-40% <65% <5% 10-15 MJ/m 3 Biogáz 60-70% 1-2% <0,5% 18-23 MJ/m 3 százalékos adatok térfogat %-ban

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 7 Fűtőérték számítás Égéshő (H o HHV) az a hőmennyiség, amely a minta tömegegységének tökéletes elégetésekor szabadul fel, ha annak hőmérséklete az elégetés előtt, valamint a keletkezett égéstermékek hőmérséklete az elégetés után egyaránt 20 C, az elégetéskor keletkező (tüzelőanyag nedvességét is tartalmazó) víz az elégetés után folyékony halmazállapotú; Fűtőérték (H u LHV) ebben az esetben a tüzelőanyag eredeti nedvessége + az égés következtében keletkező víz gőzként távozik a rendszerből. Számítható az égéshő, a nedvesség és a hidrogéntartalom adataiból: H u = H o 24,493 (9 H + W t ) Számítható az egyes komponensek fűtőértékéből is (száraz tüzelőanyagra) H u = 0,01 Σ i H u,i ahol 0 < i < 100

Szilárd folyékony gáz égésegyenletek Szilárd és folyékony C + O 2 = CO 2 S + O 2 = SO 2 2 H+ 0,5 O 2 = H 2 0 2 O = O 2 2 N = N 2 Gáz halmazállapot CH 4 + 2 O 2 = CO 2 + 2 H 2 0 C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 0 C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 0 C 4 H 10 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 0... C n H m + (n+m/4) O 2 = n CO 2 + m/2 H 2 0 H 2 S + 1,5 O 2 = SO 2 + H 2 0 H 2 + 0,5 O 2 = H 2 0 CO + 0,5 O 2 = CO 2 CO 2 = CO 2 Az egyenleteket mindig érdemes felírni! N 2 = N 2 Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 8

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 9 Számítások - szilárd halmazállapot I. Oxigén-szükséglet V O2 = ( 1,86 C + 0,7 S + 5,7 H - 0,7 O ) / 100 [m 3 /kg] Miből jön ez ki? C + O 2 = CO 2 S + O 2 = SO 2 2H + 0,5 O 2 = H 2 0 2O = O 2 2N = N 2 Levegő-szükséglet (normál oxigén tartalom esetén) V lev, elm = 4,76 V O2 V lev, gyak = n V lev,elm [m 3 /kg] [m 3 /kg] Levegőtényező tökéletlen keveredés miatt szükséges a tökéletes kiégéshez növeli a füstgáz térfogatot csökkenti a lánghőmérsékletet rontja a hatásfokot

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 10 Számítások - szilárd halmazállapot II. Füstgáz térfogat V fsg, nedv = (1,86 C + 0,7 S + 11,2 H + + 0,8 N + 1,24 H 2 O + + V lev,gyak V O2 ) / 100 [m 3 /kg] Száraz / nedves füstgáz V fsg,sz = V fsg,nedv V H2O Miért? Minden együttható változatlan? [m 3 /kg] C + O 2 = CO 2 S + O 2 = SO 2 2H + 0,5 O 2 = H 2 0 2O = O 2 2N = N 2 Nem hiányzik innen valami?

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 11 Számítások - szilárd halmazállapot III. Füstgáz összetétel CO 2 = 1,86 C / V fsg,nedv [%] SO 2 = 0,7 S / V fsg,nedv [%] H 2 O = (11,2 H + 1,24 H 2 O) / V fsg,nedv [%] O 2 = 100 (n 1) V O2 / V fsg,nedv [%] N 2 = (0,8 N + 100 (V lev,gyak - V O2 )) / V fsg,nedv [%] A komponensek összege 100%! C + O 2 = CO 2 S + O 2 = SO 2 2H + 0,5 O 2 = H 2 0 2O = O 2 2N = N 2 Száraz füstgáz esetén a H 2 O -val nem számolunk és az arányokat a V fsg,sz -ra vetítjük!

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 12 Számítások - szilárd halmazállapot IV. Füstgáz sűrűség r fsg = M fsg /V fsg [kg/m 3 ] C + O 2 = CO 2 S + O 2 = SO 2 2H + 0,5 O 2 = H 2 0 2O = O 2 2N = N 2 Hogyan számítható a keverék tömege és térfogata? Miért van erre egyáltalán szükség? Hova szereljük a CO detektort? Folyadék halmazállapot Minden számítás változatlan

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 13 Számítások gáz halmazállapot I. Oxigén-szükséglet Miből jön ez ki? V O2 = ( 2 CH 4 + 3,5 C 2 H 6 + 5 C 3 H 8 + + 6,5 C 4 H 10 + (n+m/4) C n H m + + 1,5 H 2 S + 0,5 H 2 + 0,5 CO) / 100 [m 3 /m 3 ] CH 4 + 2 O 2 = CO 2 + 2 H 2 0 C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 0 C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O C 4 H 10 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 0 C n H m + (n+m/4) O 2 = n CO 2 + m/2 H 2 0 H 2 S + 1,5 O 2 = SO 2 + H 2 0 H 2 + 0,5 O 2 = H 2 0 CO + 0,5 O 2 = CO 2 CO 2 = CO 2 N 2 = N 2 Levegő-szükséglet (normál oxigén tartalom esetén) V lev, elm = 4,76 V O2 [m 3 /m 3 ] V lev, gyak = n V lev,elm [m 3 /m 3 ]

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 14 Számítások gáz halmazállapot II. Füstgáz térfogat Miért? V fsg,nedv = (3 CH 4 + 5 C 2 H 6 + 7 C 3 H 8 + + 9 C 4 H 10 + (n+m/4) C n H m + + 2 H 2 S + H 2 + CO + + CO 2 + N 2 + H 2 O + + V lev,gyak V O2 ) / 100 [m 3 /m 3 ] CH 4 + 2 O 2 = CO 2 + 2 H 2 0 C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 0 C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O C 4 H 10 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 0 C n H m + (n+m/4) O 2 = n CO 2 + m/2 H 2 0 H 2 S + 1,5 O 2 = SO 2 + H 2 0 H 2 + 0,5 O 2 = H 2 0 CO + 0,5 O 2 = CO 2 CO 2 = CO 2 N 2 = N 2 V fsg,sz = (CH 4 + 2 C 2 H 6 + 3 C 3 H 8 + + 4 C 4 H 10 + n C n H m + H 2 S + CO + + CO 2 + N 2 + + V lev,gyak V O2 )/100 [m 3 /m 3 ]

Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 15 Számítások gáz halmazállapot III. Nedves füstgáz összetétel CO 2 = (CH 4 + 2 C 2 H 6 + 3 C 3 H 8 + 4 C 4 H 10 + + n C n H m + CO + CO 2 ) / V fsg,nedv [%] H 2 O =(2 CH 4 + 3 C 2 H 6 + 4 C 3 H 8 + 5 C 4 H 10 + + m/2 C n H m + H 2 S + H 2 +H 2 O) / V fsg,nedv [%] CH 4 + 2 O 2 = CO 2 + 2 H 2 0 C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 0 C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O C 4 H 10 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 0 C n H m + (n+m/4) O 2 = n CO 2 + m/2 H 2 0 H 2 S + 1,5 O 2 = SO 2 + H 2 0 H 2 + 0,5 O 2 = H 2 0 CO + 0,5 O 2 = CO 2 CO 2 = CO 2 N 2 = N 2 SO 2 = H 2 S / V fsg,nedv [%] O 2 = 100 (n - 1) V O2 / V fsg,nedv [%] N 2 = (N 2 + 100 (V lev,gyak - V O2 ))/V fsg,nedv [%]

Folyt. köv. Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hőenergia Tanszék 16