UNII R E C E T O X SCI E0270 TECHNOLOGIE A NÁSTROJE OCHRANY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ Technologie pro zajištění čistoty ovzduší II RNDr. Mgr. Michal Bittner, Ph.D. v Jaké jsou typy znečištění ovzduší? Nobody has responded yet. Hang tight! Responses are coming in, Start the presentation to see live content, For screen share software, share the entire screen, Gethelpatpollev.com/app Odlučování tuhých částic Odlučování tuhých částic Technicky většinou dobře řešitelné Emise tuhých částic: ^> opracování kamene ^> zpracování zeminy ^> metalurgie ^> energetika Odlučování tuhých částic Nežádoucí: ^> Spalovny — environmentálne ^> Chemický průmysl - technologicky Důležité vlastnosti: ^> velikost - 0,01 - 1000 |im ^> částice jedné velikosti - mono-disperzní systém - výjimečně ^> částice různé velikosti - polydisperzní systém Odlučování tuhých částic Princip třídění Postupné odstraňování částic ze spalin/zaprášeného vzduchu plynem nebo kapalinou o postupně zvyšované rychlosti Prach Koncentrace, měrná hmotnost, lepivost, abrazivost Odlučovače Tvar částic, měrný povrch, permitivita, elektrický náboj a odpor, smáčivost, explozivnost... Techniky omezení tuhých emisí jsou: Nobody has responded yet. Hang tight! Responses are coming in, Start the presentation to see live content, For screen share software, share the entire screen, Gethelpatpollev.com/app Odlučování tuhých částic Přehled používaných technik k omezení tuhých znečišťujících látek. Techniky omezení tuhvch emisí elektrostatický odlučovač (EO) suché EO £0 za tepla mokré EO EO za studena tkaninový filtr zevnitř ven zvenku dovnitř eyklonový odlučovač zpětný vzduch vyprázdnění otřesy skrubr Venturi proudové rázy Nomax skelné vlákno teflon jiný materiál mokrý odlučovač (skrubr) skrubry s pohyblivým ložem kombinace SO2 / částice mokrá vápencová vypírka mokrá vápenná vypírka Odlučování tuhých částic mechanicko : odlučovače; cyklonové odlučovače (jednotlivé cyklony, skupinové cyklonové odlučovače a multicyklony pro hrubé prachy u roštových kotlů, předodlučovač hrubých příměsí před dalším stupněm odlučování (nízká odlučivost) suché rotační odlučovače vírové odlučovače s obvodovým zrychlením (typ Huriclone) odsávací jednotky nižších výkonů suché odlučovače se sypanou zrnitou vrstvou pro nepříznivé provozní podmínky Mokré mechanické odlučovače ■ ■•y. ;- ■ ■ .■." - -V-::' %''.- ."•;." ■ mokré vírníkové odlučovače menší jednotky pěnové odlučovače absorbéry (zachycují i plynné látky) mokré odlučovače se zrnitou vrstvou pro nepříznivé provozní podmínky mokré hladinové odlučovače použití v metalurgii mokré odlučovače typu Venturi (osové nebo štěrbinové) vysoká odlučivost, vysoká spotřeba energie mokré rotační odlučovače u odsávacích jednotek Elektrostatické odlučovače 1 -■ 'V -.'....--i ■■ trubové elektrostatické odlučovače u nás se nepoužívají horizontální komorové elektrostatické odlučovače nejčastější použití v elektrárnách a u jiných velkých zdrojů, vysoká odlučivost vertikální komorové elektrostatické odlučovače speciální případy mokré elektrostatické odlučovače speciální případy Textilní (látkové) filtry hadicové textilní filtry pro nároky na nejvyšší odlučivosti, běžně se používají u malých i velkých zdrojů kapsové textilní filtry klínové textilní filtry dnes se již nepoužívají Odlučování tuhých částic Zařízení: ^> Odlučovače mechanické - suché, mokré ^> Odlučovače elektrické - suché, mokré ^> Filtry r Účinnost odlučovačů: Celková odlučivost — váhová % odloučeného prachu + celkové množství prachu Frakční odlučivost — odloučení určité frakce o určité velikosti Mez odlučivosti — rozměr částice, P50, kdy je frakční odlučivost rovná 50% 4W.M n I INI II lil I filtcring sc*p:i mor dcctrica) scparali>r Vcniuri wnshcr vortex WHÉÉ r Ä ' I 1 ÔÍT 0.05 OJ 0,5 l 2 5 1« 20 100 panic k si/c ImnO higurc 2.5.2 Comparison of diflercnt dust part i cic scparalion systcms Záchyt tuhých příměsí 1) Mechanické Usazovací komory - gravitace - nepoužívají se, úč. < 70% Vírové odlučovače - využití odstředivé síly - cyklony - 80% -universální - neschopnost odloučit velmi jemné frakce <2 -10 |im Venturiho pračka - 99,9% Engineering in a Minute (EiM) How Cyclone Separator Works (EiM series) * r Záchyt tuhých příměsí 2) Elektrostatické - využití přitažlivých sil mezi elektricky nabitými částicemi prachu a opačně nabitou sběrací elektrodou - 99,9% Elektrostatické odlučovače tmavě modře jsou znázorněny nabíjecí elektrody, nabité částice popílku jsou přitahovány na červené desky Elektrostatické odlučovače popily Elektrostatické odlučovače Elektrostatický odlučovač popílku uhelné elektrárny Nový zdroj 660 MW Ledvice 991 zhlédnutí-16. 9.2016 ^5 ^fl NELÍBÍ SE ^> SDÍLET ~+ ULOŽIT (T) POPIS Záchyt tuhých příměsí (3) Filtry ^> Keramické - dočisťovaní plynů s nízkým obsahem tuhých příměsí ^> Látkové - hadicové - hadice z filtrační látky, různé délky a průměru - kapsové - kapsy s drátěnou vložkou Compressed air manifold Diaphragm valve Access door CLEAN GAS OUTLET Jet tube DIRTY GAS INLET Distribution baffle Pulse-Jet ^"i/cleaning Injection tube Cell plate Filter bags .:— Bag Cages - Rotary valve DUST DISCHARGE Záchyt tuhých příměsí Regenerace zaprášené látky (pro oba typy) ^> filtry se zpětným profukováním čistým plynem, a to za chodu nebo při odstavené komoře ^> filtry s mechanickým oklepávaním příp. se zpětným profukováním za chodu nebo při odstaveném filtru ^> filtry s regeneraci vibracemi mechanickým zdrojem nebo ultrazvukem ^> filtry s regeneraci stlačeným vzduchem za chodu nebo v klidu Plošné zatížení filtru - objem plynu za minutu prošlý 1 m2 plochy filtru S rostoucím zatížením roste tlaková ztráta Možné plošné zatížení filtru závisí také na způsobu regenerace ~ 0,4 - 2 m3.m'2.min_1 ETU2 redemise TZL [t] —výroba elektrické energie (GWhJ Snižování emisí z dopravy Emise NOx v CR z dopravy ČHMÚ [ I 1A1a - Veřejná energetika a výroba tepla 1 A3biii - Silniční doprava; Nákladní doprava nad 3,5 tuny 1 A4cii - Zemědělství; lesnictví, rybolov; Nesilniční vozidla a ostatní stroje 1 A3bi - Silniční doprava: Osobní automobily 1 A2fi - Spalovací procesy v průmyslu a stavebnictví; Ostatní průmyslové procesy 1 A2c - Spalovací procesy v průmyslu a stavebnictví: Chemické produkty 1A1c - Zpracování uhlí (výroba briket a koksu, zplyňování uhlí) 1A2a - Spalovací procesy v průmyslu a stavebnictví: Železo a ocel 1 A4ai - Služby / instituce: Stacionární spalovací zdroje Ostatní 18.2% Obr. IV.3.12 Podíl sektorů NFR na emisích NOx v roce 2012 Emise tuhých částic v CR ■ 1A4bi - Lokální vytápění domácností ■ 3Dc - Polní práce (orba, sklizen apod.) 1A1a - Veřejná energetika a výroba tepla ■ 1B1 a - Fugitivni emise z pevných paliv: Těžba a manipulace s uhlím 1A4di • Zemědělství, lesnictví, rybolov: Nesilnični vozidla a ostatní stroje ■ 1A3bvi - Silniční doprava: Otéry pneumatik a brzd ■ 2A5a - Těžba nerostných surovin (mono uhlí) ■ 1A3biii - Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3.5 tuny 3B4gii - Chovy hospodářských zvířat • Chov broilerú ■ 3B4gi • Chovy hospodářských zviřat - Nosnice 1A3bvii - Silniční doprava: Abraze vozovky ■ 1 A3bi - Silniční doprava: Osobni automobily 3B3 - Chovy hosrjodářských zvířat - Chov prasat ■ 2C1 - Výroba železa a oceli ■ Ostatní ■ lA4bi - Lokálni vytápěni domácnosti 1A1a • Veřejná energetika a výroba tepla 1A4di - Zemědělství, lesnictví, rybolov: Nesilnični vozidla a ostatní stroje ■ 1A3oiii - Silniční doprava: Nákladní doprava nad 3,5 tuny ■ 1 A3bi - Silniční doprava: Osobni automobily ■ 1A3bvi * Silniční doprava: Otěry pneumatik a brzd ■ 2A5a - Těžba nerostných surovin (mimo uhlí) ■ 3Dc ■ Polni práce (orba, sklizen apod.) 1A3bvii • Silniční doprava: Abraze vozovky ■ 2C1 - Výroba železa a oceli m Ostatní Obr. IV.1.17 Podii sektorů NFR na celkových Obr. IV.1.19 Podíl sektorů NFR na celkových emisích PM10, 2015 emisích PM2,s, 2015 EMISE SKLENÍKOVÝCH PLYNU V EU PODLE SEKTORU DETAILNE Celkové emise EU* za rok 2019 Nezobrazujeme emise z lesnictví a využití půdy, více v doprovodném textu. Jiné 0,2 % Odpadové hospodářství 3,0% Průmyslové procesy (výroba) i— Úniky při těžbě paliv 1,8 % _/ / Výroba a úprava paliv 1,0 % Éfl Zemědělství Spalování v průmyslu Spalování v domácnostech, institucích a zemědělství Co znamená CC^eq? Zatímco energetika, doprava a další oblasti, v nichž je zásadní spalování, produkují přímo emise C02, v zemědělství a odpadovém hospodářství jde především o emise metanu (CH4) a oxidu dusného (N20). Ty se přepočítávají na množství oxidu uhličitého, které by mělo stejný oteplující efekt (ekvivalent C02). Výroba elektřiny a tepla 20,5 % Zpracování ropy 2,7 % Automobilová doprava 13,0 % kladní a autobusová doprava 8,0 % Letecká doprava 4,0 % Jiná doprava 1,0 % VERZE 2022-07-14 LICENCE CC BY 4 0 více info na faktaoklimatu.cz/emise-eu-detail * Jde o emise EU-27, tj, zemí, které byly k roku 2021 členy EU. zdroj dat: Evropská agentura pro životní prostředí EMISE C02VEU Vývoj emisí C02 v jednotlivých odvětvích (1990-2016) 150% 125% 100% 1990-100% 1995 2000 2005 2010 20152016 Energetika Doprava Průmysl* ©Bydlení © ggg^^nictví, *Výroba a stavebnictví EMISE C02 PRODUKOVANÉ V DOPRAVĚ Podíl emisí podle druhu dopravy (2016) Letecká Železniční Námořní Ostatní 13,4% 0,5% 13,6% 0,5% Exhalace v dopravě Zážehové x vznětové x elektrické motory Exhalace v dopravě Složení výfukových plynů Zážehové motory - Spalování benzínu - směs paliva a vzduchu je nejprve ve válci stlačena a pak zapálena elektrickou jiskrou: ^> karburační - směs se připravuje při plnění válce (od 1992 se v EU nepoužívají) ^> vstřikovací - palivo se vstřikuje do komprimovaného vzduchu ve válci na začátku komprese 14,5 - 15 kg vzduchu na spálení 1 kg paliva Nedokonalé spalování ^RH, CO Oxidace ^ RCHO, NOx Vysoká T, p «=> PAHs Zážehové motory Vliv konstrukce motoru na obsah škodlivin ve výfukových plynech Zážehové motory: I) úprava motoru II) snížení obsahu škodlivin ve výfukových plynech - lze kombinovat III) opatření týkající se změn ve složení paliva I) Úprava motoru: 1. úpravy vedoucí ke zlepšení přípravy palivové směsi 2. zdokonalení zapalování 3. recirkulace výfukových plynů Zážehové motory 1. Zavedení vstřikování paliva místo karburátoru ^ zlepšení přípravy palivové směsi ■=> snížení emise RH, CO o 20-50% 2. Optimalizace zapalování ■=> snížení emisí NOx o 20% (při zvýšení spotřeby max. o 3%) 3. Zpětné zavedení spalin do sání ^ snížení C02ve směsi ^ snížení T ■=> snížení tvorby NOx ■=> recyklace 10 - 15% NOx o 30 - 50% ■=> recyklace > 15% ■=> zvýšení spotřeby emise RH a zhoršení jízdních vlastností Zážehové motory 300 200 tOQfe r -— Ulti llVOlifKV S sa; **** KU K) 20 30 tO c: [fffciii Ai:t f \ í Obr.29. Vliv recirkulace výfukových plynů na jejich složeni Zážehové motory - Opatření na straně výfukových plynů Katalytická likvidace škodlivin Dopálení CO, RH, NOx Redukce NOx pomocí RH, CO + oxidace zbytku kyslíkem Často spojeno v jeden třícestný katalyzátor A, (lambda) = poměr palivo/vzduch regulace pomoci X—sondy -čidlo citlivé na obsah 02 ve výfukových plynech Signál ovládá minimálním zpožděním přípravu palivové směsi Katalyzátor — keramika voštinového typu, potažená aluminou, impregnovanou vlastním katalyzátorem — směs Pt (oxidační reakce) + Rh (redukční reakce) - účinnost 80 000 km the AUTOPARTS shop.com Inside the catalytic converter there consists two ceramic blocks with micro ducts consisting of Platinum and Rhodium in one block while Platinum and Palladium in the other block, acting as catalysts. H H& ' 18: i:'6 How Car Exhaust System Works Automotive System * 303 tia. udbiratelLJ tfj 21 tis. 9] SdHet Diky % Klip □ Ulozit 2,5 mil. zhlednuti pfed 11 let? Watch ihe animated video showing the working of an exhaust system inside a car. Dont forget to share If you like it. ...vice Zážehový motor - třícestný katalyzátor 2 CO + 02 2 C02 2 NO + 2 CO -» N2 + 2 C02 MOTORSERViCE ÍHEiNMETALL AUTOMOTIVE 2 C2H6 + 7 02 4 C02 + 6 H20 How the 3-way catalytic converter and lambda sensor work 17180zhlednutf ■ 31. 3. 2020 OB O C3 □ ^ 180 CJ1 NELÍBÍ SE & SDÍLET KLIP =-4- ULOŽIT (7) POPSS Účinnost třícestného katalyzátoru Vznětové motory - Spalování nafty, dieselové motory - nemají karburátor ani elektrickou iniciaci - zapálení paliva - vstřikování do stlačeného vzduchu, jehož teplota kompresí dosáhla meze zápalnosti. Nutný vysoký přebytek vzduchu: - přebytek cca 20 % - nedokonalé spalování = tvorba sazí - přebytek cca 600 % - dokonalejší spalování = více NOx Vznětové motory Vznětové motory (diesel, naftové) Emise škodlivin = funkce (konstrukce spalovací komory) ^> osobní - motory s tlakovou předkomůrkou ^> nákladní - přímý vstřik paliva do válce ■=> nižší spotřeba, vyšší emise, hlučnost Turbomotory - přeplňovaný vznětový motor Spalovací vzduch je vháněn pod tlakem pomocí turbodmychadla hnaného energií výfukových plynů Příznivější spotřeba, snížení emisí Vznětové motory Další snížení změny konstrukce motoru Motory s předkomůrkou snížení NOx recirkulace části spalin Omezení ^ nárůst emisí HCs, sazí Filtr pevných částic regulující emise sazí Diagnostické metody a anylýzy Filtry částic vznětových motoru (DPF/FAP) - Víte jak skutečné fungují? tfj 688 $ g|LIBI SDÍLET §C KLIP =+ ULOŽIT (7) POPIS Vznětové motory Další snížení změny konstrukce motoru Motory s předkomůrkou ^ snížení NOx recirkulace části spalin Omezení nárůst emisí HCs, sazí Katalytická redukce NOx u vznětových motorů - nelze - vysoký obsah 02 ve výfukových plynech Řešení — katalytická redukce NOx reakcí s močovinou Acblue CZ Co je AdBlue a jak funguje? GreenChem CZ 4796 zhlédnutí - 26. 5. 2015 ú 20 £D NELÍBÍ SE & SDÍLET §C KLIP =+ ULOŽIT (T) POPIS LCA automobilů Natural resources Energy Crude oil production Additives production Steel production Aluminum production Plastics production Other materials production* Energy Energy Natural resources Fuel production Energy Vehicle manufacturing T Recycled materials and waste 1 Production of maintenance products Use of vehicle T Waste Energy End of vehicle life Reused parts, recycled materials, and waste Tor example: rubber, lead, glass, paints, and coolants. Figure 10-12 Important input and output components in life cycle assessments of motor vehicles. (Source: M. Freemantle. Total life-cycle analysis harnessed to generate "greener" automobiles. Chemical & Engineering News November 27, 1995: 25.) EMISE C02 PRODUKOVANÉ V DOPRAVĚ Škála emisí C02 v životním cyklu různých druhů vozidel a paliv (2014) Benzín Nafta i i Elektřina z obnovitelných zdrojů Elektřina z různých zdrojů (průměr v EU) Elektřina pocházející pouze ze spalování uhlí (ofientačně) 50 100 150 200 250 300 350 g/km Výroba a likvidace vozidel Výroba paliva | C02 z výfukových plynů