egy biztosan megÚjulÓ energiaforrÁs dr. habil. raisz iván enviro-pharm kft

XI. Országos Hulladékgazdálkodási Konferencia, 2009.09.22.

A FENNTARTHATÓ FEJLŐDÉS MEGHATÁROZÓ PROBLÉMÁI:

Korlátos üzemanyag készletek.

A szén-dioxid koncentráció drasztikus növekedése az atmoszférában.

A MEGOLDÁS LEHETŐSÉGE:

Helyettesítő energiaforrások megkeresése.

Az üvegház gázok kibocsátásának csökkentése.

Olyan nyersanyagok felhasználása, melyek felhasználás nélkül üvegház gázokat termelnek.

PEREMFELTÉTEL:

Környezeti hatások csökkentéseXI. Országos Hulladékgazdálkodási

Konferencia, 2009.09.22.


A visszaforgatott anyaghányadok mind anyagában-, mind energiahordozóként hasznosítva energia importot váltanak ki.


Bioanyagok tömegre és térfogatra vonatkoztatott energiasűrűsége


A cukorrépa-termelés energiafolyamata

A cukorrépa-termelés energiafolyamata(Energiagazdálkodási kézikönyv)

ENERGIA HATÉKONYSÁG.

A TERMÉK TELJES ENERGIA TARTALMA

TELJES BEFEKTETETT ENERGIA

ÜZEMANYAG ELŐÁLLÍTÓ FOLYAMAT

BIOMASSZA ENERGIA TARTALMA

ÜZEMANYAG

E0 A FOGYASZTÓHOZ

ENERGIA VESZTESÉG

EW

EP FOLYAMAT ENERGIA

BEVITEL

pi

o

EEE

EI



CH4

E1

» R1

»

air

E2

CO, CO2, H2, N2 E3

R2

H2O

CO2, H2, N2

E4

R3

H2O

H2O, CO2

H2, N2 to NH3 reactor

Részlet az ammónia szintézis lépéseibőlRészlet az ammónia szintézis lépéseiből

SZÉN VESZTESÉG (CO2)CW

ÜZEMANYAG ELŐÁLLÍTÓ FOLYAMAT

SZÉN BEVITELA BIO- Ci

MASSZÁVAL

SZÉN TARTALOM A

KÉSZ ENERGIA HORDOZÓBAN

CP

FOLYAMAT ENERGIA SZÉN EGYENÉRTÉKE

C0

pi

o

CCC

C HASZNOS KARBON HÁNYAD


biomassza szén, kg/ha

segédanyag szén

egyenérték, kg/ha

folyamat energia szén egyenérték,

kg/ha

termelt üzemanyag

szén tartalom,

kg/ha etilalkohol árpából

3910 839 685 445

etilalkohol cukorrépából

7040 998 2896 2525

repceolaj 3970 610 159 1354 fa 1540 15 30 1500

Karbon mérleg

etilalkohol árpából

etilalkohol cukorrépából

repceolaj fa

hasznos karbon hányad

0.082 0.23 0.286 0.946

XI. Országos Hulladékgazdálkodási

Konferencia, 2009.09.22.


KARBON MÉRLEG SZÁMÍTÁSABEVITT SZÉN (CI) mi = az i. komponens mennyisége hektáronként

w'i = az i. komponens szén tartalma

CI = Σimi* w'i

SEGÉDANYAGOK SZÉN TARTALMA(CPA)

mk = a folyamathoz használt segédanyag k. komponensének tömege

w'k = a folyamathoz használt segédanyag k. komponensének szén

tartalma

meq, g = a szén egyenértéke a g. segédanyagnak, mely szenet nem

tartalmaz

CPA = Σkmk* w'k + Σgmeq,g

DIREKT ENERGIA SZÉN EGYENÉRTÉKE (CDP) m*eq, j = a j. folyamat energia szén egyenértéke

CDP = Σjm*eq, j


KARBON MÉRLEG SZÁMÍTÁS FOLYTATÁSA

ÜVEGHÁZ GÁZOK TRANSZFORMÁCIÓJA (CT) mm = az m. nem CO2 üvegház gáz tömege

km = az m. emittált komponens szén-dioxid egyenértéke

CT = Σmmm* km

A teljes karbon hányad:

TDPPAI

O

CCCCC

ALAPANYAG FOLYAMATOS RENDELKEZÉSRE ÁLLÁSA

Magyarországon országosan a kommunális hulladékban mintegy 2,5 millió t/év mennyiségben található biológiailag lebomló szerves hulladék. Ennek hozzávetőlegesen 50 %-a a lerakóban szén-dioxiddá és metánná bomlik. Ez 800 ezer t/év szén-dioxid, valamint 400 ezer t/év metán terhelést jelent az atmoszférában. A talajon elhelyezett (nem elégetett) részben víztelenített szennyvíz iszap terhelés 1,5 millió t/év, mely 90 ezer t/év szén-dioxid, valamint 50 ezer t/év metán terhelést jelent az atmoszférában. Fenti hulladék lerakási folyamatok eredményeként a légkörbe kibocsátásra kerülő üvegház gázok szén-dioxid egyenértéke 10 millió t/év.



TDPPAI

WDO

CCCCCC

Kommunális hulladék beadagolásával számolva az alábbi folyamatokra számíthatunk:

C6H10O5 + ½ O2 = 6CO + 5H2 ΔΗ = + 363 kJ/mol (1)C6H10O5 + H2O = 6CO + 6H2 ΔΗ = + 808 kJ/mol (2)

Az endoterm reakciók hőjét úgy biztosítjuk, hogy oxigént fölöslegben bejuttatva, jelentős exoterm folyamat játszódik le:

C6H10O5 + 5½ O2 = 6CO2 + 5H2O ΔΗ = - 2903 kJ/mol, 3)

A kívánatos szintézishez megfelelő CO- H2 arány beállítása a szén-monoxid egy részének konverziójával, vagy pótlólagos hidrogén forrásból történik.


Műanyagok fokozott mértékű jelenléte esetén - azok pirolitikus folyamatainak eredményeként – jelentősen megnő az aromások jelenléte a pirolízis gázokban.Kevert gáz gyártása során lejátszó reakcióegyenletek egy aromás komponensre:

C6H6 + 3 O2 = 6CO + 3H2 ΔΗ = -579 kJ/mol (1)C6H6 + 6H2O = 6CO + 9H2 ΔΗ = + 707 kJ/mol (2)C6H6 + 7½ O2 = 6CO2 + 3H2O ΔΗ = - 3725 kJ/mol, (3)

Ez jelentősen megnöveli egy szén-dioxid keletkezésére jutó szén-monoxid és hidrogén mennyiséget. A CO2/CO arány 1/6, ami tovább csökkenti a CO2 kezelés költségeit.


Különbség a pirolizáló és égetéses eljárásokkal szemben:

1. Egyetlen egységben történik a szárítás, depolimerizáció, pirolízis és szintézisgáz képződés

2. A nyert gáz magas hőmérsékletű szén ágyon keresztül kátránymentesen nyerhető

3. A szintézisgáz nyomnyi szennyezéseken kívül csak szén-dioxidot, hidrogént és szén-monoxidot tartalmaz

4. A nyomnyi szennyezések hőveszteség nélkül eltávolíthatók

5. Kéménymentes technológia

6. A szervetlen komponensek kiválasztásra kerülnek az eljárás előtt és hasznosíthatók


oxigén

1 depolimerizáció

1000 fok C

kommunális hulladék

olvadt salak

szintézisgáz: CO, H2, CO2, HCl, H2S

CnH2nOn

CnH2n

H2O 2 pirolízis

1

2

CnH2n + nH2O = nCO + 2nH2 ENDOTERMC + H2O = CO + H2 ENDOTERMC + O2 = CO2 EXOTERM


szintézisgáz: CO, H2, CO2, HCl, H2S

Sósav men-tesítő

Kénmentesítő

Kompresszió

Folyékony szén-dioxid leválasz-

tás

Metanol reaktor

Tiszta metilalkohol

Folyékony szén-dioxid tároló p = 55 bar

Víz

Hő-hasznosító Hőerőmű


Egy új metil-alkohol előállítási technológiát fejlesztettünk ki hulladék, mint nyersanyag felhasználásával. A hasznos karbon hányadot tudjuk javítani időszakosan jelentkező megújuló energia felhasználásával.

Gázmotor segítségével, valamint a folyamatenergiák villamos energiává alakításával biztosítjuk az energia ellátást.

A szén-dioxidot nem engedjük ki a rendszerből, hanem cseppfolyós formában tároljuk és forgalmazzuk, illetve segédenergia rendelkezésre állásakor a piaci viszonyoknak megfelelően szintén metil-alkohollá alakítjuk.


1 tonna nyersanyagból (10% szennyvíz iszap, 60% szerves kommunális hulladék és 30% erdészeti/mezőgazdasági hulladék) a rendszer 500 kg metanolt állít elő primer üzemmódban és még 250 kg másodlagos metanolt ha rendelkezésünkre áll időszakosan jelentkező megújuló energia



EZ A FEJLESZTÉS REMÉNYEINK SZERINT EZ A FEJLESZTÉS REMÉNYEINK SZERINT SEGÍT MEGVÉDENI UNOKÁINK SEGÍT MEGVÉDENI UNOKÁINK EGÉSZSÉGÉT ÉS JÖVŐJÉTEGÉSZSÉGÉT ÉS JÖVŐJÉT

KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKETKÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET

egy biztosan megÚjulÓ energiaforrÁs dr. habil. raisz iván enviro-pharm kft

Documents