zeléstechnikában elfoglalt szerepe



Hasonló dokumentumok
Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

Szabadentalpia nyomásfüggése

Gázégő üzemének ellenőrzése füstgázösszetétel alapján

Biomassza tüzelés kommunikációs dosszié BIOMASSZA TÜZELÉS ANYAGMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ

Mekkora az égés utáni elegy térfogatszázalékos összetétele

Megújuló energiák alkalmazása Herz készülékekkel

XXIII. Dunagáz Szakmai Napok Konferencia és Kiállítás

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

Acetilén és egyéb éghető gázok felhasználása pro és kontra. Gyura László, Balogh Dániel Linde Hegesztési Szimpózium Budapest,

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

Energiagazdálkodás és környezetvédelem 3. Előadás

Tüzelőanyagok fejlődése

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

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

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Helyszínen épített vegyes-tüzelésű kályhák méretezése Tartalomjegyzék

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

23/2001. (XI. 13.) KöM rendelet

Eötvös József Főiskola Műszaki Fakultás

Átfolyó-rendszerű gázvízmelegítő teljesítményének és hatásfokának meghatározása Gazdaságossági számításokhoz

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

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

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

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

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1995 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Háztartási kiserőművek. Háztartási kiserőművek

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

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

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

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

Hőtechnikai berendezéskezelő É 1/5

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Lánghegesztés és lángvágás

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

1. feladat Összesen 10 pont. 2. feladat Összesen 10 pont

STS GROUP ZRt. FUELCELL (Hidrogén üzemanyagcellás erőművek). Előadó: Gyepes Tamás (Elnök Igazgató) Kriston Ákos. Vándorgyűlés előadás,

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 9. évfolyam

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

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

ADATFELVÉTELI LAP Égéstermék elvezetés MSZ EN alapján történő méretezési eljáráshoz

Stacioner kazán mérés

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Levegő összetételének vizsgálata

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Tüzelőberendezések Általános Feltételek. Tüzeléstechnika

Kazánok energetikai kérdései

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

V É R Z K A S A Y E N P

Hőtan ( első rész ) Hőmérséklet, szilárd tárgyak és folyadékok hőtágulása, gázok állapotjelzői

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

JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

SZINTETIKUS GÁZ BETÁPLÁLÁSA FÖLDGÁZELOSZTÓ RENDSZEREKBE A HIDRAULIKAI SZIMULÁCIÓ FONTOSSÁGA

Szilárd biomassza energetikai hasznosíthatóságának vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

A gáz halmazállapot. A bemutatót összeállította: Fogarasi József, Petrik Lajos SZKI, 2011

Javítókulcs (Kémia emelt szintű feladatsor)

PiAndTECH FluidKAT katalitikus izzóterek

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

XVI. A SZÉNCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

Alternatív gázforrások tüzelési-biztonsági kockázata

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Szakmai fizika Gázos feladatok

A hő- és füstelvezetés méretezésének alapelvei

Környezetbarát fatüzelés. Környezetvédelmi és Természetvédelmi Igazgatóság

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

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

RIEŠENIE A HODNOTENIE TEORETICKÝCH ÚLOH Chemická olympiáda kategória Dz 49. ročník šk. rok 2012/13 Obvodné kolo

Kazánok hatásfoka. Kazánok és Tüzelőberendezések

Diesel részecskeszőrı Diesel Partikel Filter Diesel Particulate Filter

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

VEGYÉSZ ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

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

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:

Kémiai reakciók sebessége

Hulladékhasznosító mű létesítésének vizsgálata a Tiszai Erőmű telephelyén

XXIII. SZERVES KÉMIA (Középszint)

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Nagy teljesítményű tüzelőberendezések emisszió vizsgálata március 22. Előadó: Engel György

Elektronikus Füstgázanalízis

Curie Kémia Emlékverseny 9. évfolyam III. forduló 2018/2019.

Atomok. szilárd. elsődleges kölcsönhatás. kovalens ionos fémes. gázok, folyadékok, szilárd anyagok. ionos fémek vegyületek ötvözetek

NO X EMISSZIÓ CSÖKKENTÉSE HAGYOMÁNYOS MÓDSZEREKKEL

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

tapasztalatai, specialitások sok Baumann Mihály PTE PMMK Épületgépészeti Tanszék

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

Elektronikus Füstgázanalízis

Fizika. Tanmenet. 7. osztály. 1. félév: 1 óra 2. félév: 2 óra. A OFI javaslata alapján összeállította az NT számú tankönyvhöz:: Látta: ...

T I T M T T. Hevesy György Kémiaverseny. országos döntő. Az írásbeli forduló feladatlapja. 8. osztály

KÉMIA FELVÉTELI DOLGOZAT

Épületgépész technikus Épületgépészeti technikus

Szilárd energiahordozó fűtőértékének meghatározása

VII. A KÉMIAI REAKCIÓK JELLEMZŐI ÉS CSOPORTOSÍTÁSUK

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

Átírás:

A földgf ldgáz z eltüzel zelésének egyetemes alapismeretei és s a modern tüzelt zeléstechnikában elfoglalt szerepe Dr. Palotás Árpád d Bence egyetemi tanár Épületenergetikai Napok - HUNGAROTHERM, Budapest, 213. április 11.

Az elıad adás s szerkezete Földgáz összetétele, égési egyenletei tökéletes égés, tökéletlen égés, égéstermékek Fűtőérték, sűrűség gázok esetén. Hova kell helyezni a CO detektort? Égéselméleti számítások oxigén szükséglet, levegőszükséglet, füstgázmennyiség és füstgáz összetétel Alapvető láng típusok előkevert láng (belső keverésű égők) diffúz láng jellemzői (külső keverésű égők) Lángterjedési sebesség Alsó-felső gyulladási/robbanási határ Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 2

Égéselméleti leti 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 kazán hatásfok Lehet 1% feletti is! (kondenzációs kazán) Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 3

Gáznemő tüzelıanyagok Leggyakoribb tüzelőanyag a földgáz (Mo.) főéghetőkomponensek: CH 4, C 2 H 6, további fontos komponensek: CO 2, 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 7% 3% 77 MJ/m 3 Hidrogén 1% 11 MJ/m 3 Kamragáz 2-25% 1% <2% 6-65% 5-8% <3% 5-1% 18 MJ/m 3 Kohógáz 1-4% 2-25% <15% 6% 3-5 MJ/m 3 Szintézisgáz 25-4% <65% <5% 1-15 MJ/m 3 Biogáz 6-7% 1-2% <,5% 18-23 MJ/m 3 százalékos adatok térfogat %-ban Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 4

Főtıérték k számítás Égéshő(H o HHV) az a hőmennyiség, amely a minta tömeg-vagy térfogategységének tökéletes elégetésekor szabadul fel, ha annak hőmérséklete az elégetés előtt, valamint a keletkezett égéstermékek hőmérséklete az elégetés után egyaránt 2 C, az elégetéskor keletkező(tüzelőanyag nedvességét is tartalmazó) vízaz elégetés után folyékony halmazállapotú. Fűtőérték (H u LHV) ebben az esetben a tüzelőanyag eredeti nedvessége + az égés következtében keletkezővízgőzként távozik a rendszerből. A kazánhatásfokot a fűtőértékre vetítjük (EU) Pl. kondenzációs kazánnál akár 17-19% is lehet! Az USA ezzel szemben az égéshőre vetítve használja Eltérés a hatásfok értékében ugyanarra a berendezésre is! Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 5

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

Számítások gáz z halmazállapot llapot I. Oxigén-szükséglet Mibıl jön ez ki? V O2 = ( 2 CH 4 + 3,5 C 2 H 6 + 5 C 3 H 8 + + 6,5 C 4 H 1 + (n+m/2) C n H m + + 1,5 H 2 S +,5 H 2 +,5 CO) / 1 [m 3 /m 3 ] CH 4 + 2 O 2 = CO 2 + 2 H 2 C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O C 4 H 1 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 C n H m + (n+m/2) O 2 = n CO 2 + m/2h 2 H 2 S + 1,5 O 2 = SO 2 + H 2 H 2 +,5 O 2 = H 2 CO +,5 O 2 = CO 2 CO 2 = CO 2 N 2 = N 2 H 2 = H 2 O 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 Hıenergia Tanszék 7

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

Számítások gáz z halmazállapot llapot III. Nedves füstgáz összetétel CO 2 = (CH 4 + 2 C 2 H 6 + 3 C 3 H 8 + 4 C 4 H 1 + + 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 1 + + 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 C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2 CO 2 + 3 H 2 C 3 H 8 + 5 O 2 = 3 CO 2 + 4 H 2 O C 4 H 1 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 C n H m + (n+m/2) O 2 = n CO 2 + m/2h 2 H 2 S + 1,5 O 2 = SO 2 + H 2 H 2 +,5 O 2 = H 2 CO +,5 O 2 = CO 2 CO 2 = CO 2 N 2 = N 2 H 2 = H 2 O SO 2 = H 2 S / V fsg,nedv [%] O 2 = 1 (n -1) V O2 / V fsg,nedv [%] N 2 = (N 2 + 1 (V lev,gyak -V O2 ))/V fsg,nedv [%] Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 9

Gázok sőrőséges Normál hőmérsékleten ( C) ρ= M/V = moláris tömeg / moláris térfogat Tiszta gázokra (pl. CO) egyszerű ρ CO = M CO / V CO = (12 + 16) g/mol / 22,41 dm 3 /mol= 28/22,41 g/dm 3 = ρ CO = 1,249 g/dm 3 = 1,249 kg/m 3 Keverékre sem bonyolult (pl. levegő: 21% O 2 + 79% N 2 ) ρ lev = M lev / V lev = (,21. 32 +,79. 28) / 22,41= 28,84/22,41 g/dm 3 = ρ lev = 1,287 kg/m 3 Tehát a CO detektort magasra kell szerelni. Egyéb hőmérsékleten (pl. füstgáz esetén) Érvényes az ideális gázokra vonatkozó törvény: p. V = n. R. T ρ= ρ. T /T. p/p Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 1

Robbantásos kísérletk A teljes térfogatában földgázzal töltött, a tetején és a palást alsó részén lyukas fém festékesdoboz V = 1 cm 3 d 1 = 6 mm d 2 = 6 mm h = 15 mm Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 11

A kísérlet k kezdete Mi áramlik a nyílásoknál? ρ földgáz < ρ levegő A felsőnyíláson földgáz (CH 4 ) áramlik ki Eleinte tiszta földgáz áramlik a dobozból Az alsónyíláson levegőt (N 2 +O 2 ) szív be Miért hosszúa láng? A jelentős sűrűségkülönbség miatt nagy sebességű kiáramlás Miért sárga a láng? Az égéshez szükséges oxigén csak diffúzió útján keveredik a CH 4 molekulákhoz A diffúzió lassú folyamat Nem minden CH 4 találkozik O 2 -vel Tökéletlen az égés: korom képződik Az izzókoromrészecskék festik sárgára a lángot levegı földgáz levegı Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 12

Koromképz pzıdés Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 13

A kísérlet k második m fele Mi áramlik ki a dobozból? A dobozba beáramlólevegőkeveredik a dobozt eleinte kitöltő gázzal Gáz-levegő keverék áramlik ki a dobozból Az alsónyíláson levegőt (N 2 +O 2 ) szív be Miért rövidül a láng? A híguló keverék sűrűsége egyre kevésbé különbözik a környezeti levegőétől Csökken a felhajtóerő Miért kékül a láng? A dobozban összekeveredett tüzelőanyag és oxidálószer együtt áramlik ki Ehhez adódik a diffúzióval továbbra is érkező külső levegő Egyre több CH 4 találkozik O 2 -vel Tökéletesedik az égés, megszűnik a korom képződés földgáz levegı levegı levegı Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 14

A kísérlet k befejezı része Mi áramlik ki a dobozból? A dobozból felül a forrófüstgáz áramlik ki Van-e égés a dobozban? A kicsi sűrűségkülönbségből származóáramlási sebességet legyőzi minden irányba egyforma nagyságú lángterjedési sebesség A gáz-levegő keverék a dobozban kezd égni Az égés a másodperc töredéke alatt lezajlik, mert hirtelen a doboz teljes keresztmetszetére kiterjed az égés Mikor történik a robbanás? A gázok csak egy koncentrációtartományban képesek önfentartó égésre CH 4 -levegőkeverék esetén az alsó gyulladási/robbanási határ 5%, a felső határ 15% A robbanás akkor következik be, amikor a dobozban a gázkoncentráció 15%-ra hígul levegı Égéstermékek Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 15

Diffúz z láng, l elıkevert lángl Földgázláng különböző előkeverési viszonyok mellett Gyertya lángja súlytalanságban Diffúz láng Előkevert láng Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 16

Összefoglalás Miről volt ma szó? Földgáz tulajdonságai Összetétel, fűtőérték, sűrűség Földgáz égésegyenletei, égéselméleti számítások Oxigén-és levegőszükséglet, légfelesleg/hiány, füstgáz mennyisége és összetétele Tökéletes és tökéletlen égés, koromképződés Diffúz és előkevert láng előállítása Kiáramlás fúvókán keresztül, lángterjedési sebesség Lángstabilitási kérdések: leszakadás, visszagyúlás Gyulladási és robbanási határok Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 17

Köszönöm m a figyelmet! arpad.palotas@uni-miskolc.hu www.combustion.uni-miskolc.hu miskolc.hu Miskolci Egyetem - Tüzeléstani és Hıenergia Tanszék 18