Opracował: Marcin Bąk

Transkrypt

1 PROEKOLOGICZNE TECHNIKI SPALANIA PALIW W ASPEKCIE OCHRONY POWIETRZA ATMOSFERYCZNEGO Opracował: Marcin Bąk

2 Spalanie paliw... Przy produkcji energii elektrycznej oraz wtransporcie do atmosfery uwalnia się szereg związków chemicznych, pochodzących ze spalania węgla, gazu ziemnego, ropy naftowej ipaliw znich wytworzonych. Każdy rodzaj paliwa w czasie spalania dostarcza do atmosfery zanieczyszczenia o nieco innym składzie chemicznym.

3 Spalanie paliw... Spalanie paliw kopalnych w Europie w1998 r. dostarczyło do atmosfery około t. dwutlenkuwęgla (CO 2 ). Spośród wszystkich paliw kopalnych najwięcej siarki zawiera węgiel, ale jest to bardzo zróżnicowanezależnieodgatunkuwęgla. Emisje siarki wskutek produkcji energii elektrycznej przyczyniają się wznacznym stopniu do powstawania kwaśnych deszczy.

4 Metody redukcji emisji zanieczyszczeń używanych w przemyśle Jest wiele metod redukcji emisji zanieczyszczeń używanych w przemyśle. Można je stosować przed, w czasiealbopodokonaniu spaleniapaliwkopalnych. Przykładem technik redukcji emisji siarki przed spalaniem paliw (co polega na usuwaniu siarki z paliwa) jest wzbogacanie węgla (np. whydrocyklonach) iodsiarczanie ropynaftowej. Jednym ze sposobów ograniczania emisji siarki po spaleniu paliw kopalnych jest odsiarczanie gazów spalinowych. Ten proces jest jednak bardzo kosztowny, usunięcie1kgsiarkikosztuje około 3-6 USD.

5 Proces odsiarczania suchych gazów spalinowych Proces odsiarczania suchych gazów spalinowych opiera się na dużej aktywności chemicznej wapna, używanego jako podstawowy składnik aktywny. Konieczne jest zainstalowanie urządzeń zbierających utworzone drobiny poniżej absorbera rozpyłowego.

6 Objaśnienia: bin - pojemnik, grits - pył, screens - sita, lime slaker - gaszenie wapna, slaking water -woda do gaszeniawapna, lime unloading -wyładunek wapna, lime slurry tank - zbiornik z mieszaniną wapna i wody, pump - pompa, flooded loop - obieg zamknięty, SO 2 monitor-czujnik stężeniaso 2, fluegas from incinerator-spaliny zpieca, spray absorber - absorber rozpyłowy, baghouse or electrostatic precipitator - filtr workowy lub elektrofiltr, temperature monitor -czujnik temperatury, ash silo -zbiornik napył, landfill-składowiskoodpadów, dilutionwater-woda doroztworu, fan-nawiew, stack-komin.

7 Obniżanie emisji NO x Emisja NO x, podobnie jak SO 2, może być obniżona poprzez oczyszczanie gazów wylotowych. Jedna z metod polega na mieszaniu gazów z amoniakiem, który przekształca NO x wazot iwodę. Ten proces można wykorzystać w już działających elektrowniach izakładach przemysłowych, a także wnowych zakładach. Pozwala on na redukcję emisjinaweto80-90%.

8 Katalizator samochodowy Rozwój motoryzacji ijej wkraczanie do powszechnego życia sprawiło, że dość szybko dostrzeżony został problem dużej emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Problem ten oczywiście powiększał się w miarę przyrostu liczby samochodów na drogach. Wefekcie tego zaczęto wprowadzać coraz bardziej rygorystyczne normy czystości spalin, ato zkolei spowodowało, że producenci samochodów zaczęli konstruować urządzania mające redukować emisję szkodliwych związków chemicznych przez samochody. Jednym z takich urządzeń jest katalizator samochodowy (jego naukowanazwato reaktorkatalityczny).

9 Katalizator samochodowy Katalizator samochodowy jest częścią układu wydechowego (obecnie praktycznie niezbędną, aby nowo wyprodukowany samochód spełnił obowiązujące normyczystości spalin). Katalizator oczyszcza spaliny zanim wydostaną się zsamochodu izatrzymuje wiele zanieczyszczeń. Większość nowoczesnych samochodów jest wyposażonawtrzyczęściowe katalizatory.

10 Katalizator samochodowy - budowa i działanie Katalizator zawiera w swojej budowie substancje chemiczne (katalizatory), które pobudzają zawarte w spalinach substancje do reakcji ze sobą, same nie zużywając się. Odpowiedni dobór substancji katalitycznych powoduje, że w wyniku takich wymuszonych reakcji powstają związki chemiczne mniej (lub wcale) nie uciążliwe dla środowiska(np.ztlenkuwęglapowstajedwutlenekwęgla).

11 Trzyczęściowy katalizator -budowa i działanie Określenie "trzyczęściowy" odnosi się do emisji trzech związków, którepodlegają redukcji: CO, lotnezwiązki organiczne i NO x. W katalizatorze znajdują się dwa różne rodzaje elementów katalitycznych: redukujący i utleniający. Oba składają się zczęści ceramicznej lub metalowej pokrytej katalizatorem metalicznym, zwykle platyną, rodem i/lub paladem. Chodzi oto żebystworzyć strukturę, która zapewni jak największą powierzchnię katalityczną wystawioną na kontakt ze spalinami przy jak najmniejszym zużyciusubstancji katalitycznych(które sąbardzodrogie). W katalizatorach wykorzystuje się dwa rodzaje struktur: tzw. plaster miodu i ceramiczne kuleczki. Większość samochodów ma obecniekatalizatory zawierające strukturę tzw.plastra miodu.

12 Trzyczęściowy katalizator -budowa i działanie Objaśnienia: A-element redukujący, B-element utleniający, C-struktura tzw.plastra miodu.

13 Katalizator samochodowy - budowa i działanie

14 Katalizator samochodowy - budowa i działanie

15 Katalizator samochodowy - budowa i działanie Ze względu na inny skład spalin wsilnikach ozapłonie iskrowym i samoczynnymstosowanesąróżnerodzajekatalizatorów. Katalizatory w silnikach o zapłonie iskrowym powinny mieć możliwość zredukowania tlenków azotu oraz utlenienia tlenku węgla (do dwutlenku węgla) oraz węglowodorów (w wyniku reakcjipowstajewodaorazdwutlenekwęgla). W silnikach Diesel'a stosowane są katalizatory, które tylko utleniają tlenek węgla iwęglowodory. Ze względu na specyfikę pracy tych silników (praca na ubogiej mieszance) niemożliwa jest jednoczesna redukcja tlenków azotu. Aby zredukować tlenki azotu coraz częściej stosowane są dodatkowe katalizatory np. wykorzystujące mocznik jako katalizator reakcji. Taki katalizator ulegajednakzużyciu.

16 Podsumowanie Każdy znas może tak zmienić swoje codzienne czynności aby zmniejszyć emisje SO 2 i NO x. Przede wszystkim oszczędzanie energii pozwala ograniczyć spalanie paliw kopalnych, dzięki czemu emisje sąniższe. Możemy także oczyszczać spaliny samochodowe iwten sposób obniżyć emisje nadal spalając tę samą ilość paliwa. Ponadto wykorzystanie czystych, odnawialnych źródeł energii pozwala na zmniejszenie spalania paliw kopalnych.

17 Bibliografia Zanieczyszczenia_powietrza/- _Spalanie_paliw_12y.html