semester 2 vervuilingen in de brandstof fossiele brandstoffen - - -

Transcriptie

1 zooi Pagina 1 semester 2 maandag 2 februari :52 fossiele brandstoffen vast vloeibaar, gas ontstaan in vroeger tijden samenstelling verschilt met vindplaats Het zijn allemaal koolwaterstoffen samenstelling brandstoffen vervuilingen in de brandstof zwavel stikstof Silicium (zand = SiO2) metalen (soms zware metalen als Pb, Ra, Plutonium etc, Au, Ag soms ook Niet fossiel: Hout, afval verantwoord verbranden betekent: niet meer verbranden dan er aangroeit in een jaar. nadeel: er zit veel water in. er zit veel zuurstof in

2 zooi Pagina 2 vaste brandstof: eigenschappen maandag 2 februari :42 Als je denkt aan stoken dan zijn de volgende eigenschappen van belang: stukgrootte. Hoe kleiner de stukjes des te sneller verbrand het ( er komt veel warmte vrij in korte tijd!!). Grote stukken verbranden: dan komt er evenveel warmte vrij per kg alléén het gaat in een langere tijd. Het vermogen van de verbranding verschilt dan erg. asgehalte (steenkool heeft vaak een asgehalte van 5% ) Vliegas + bodem-as. Het vliegas, wordt gebruikt in de cement industrie en wegenbouw verbrandingstemperatuur: waar praten we over? in de kern enkel duizenden graden net buiten de vlammen 900 tot 1100 graden Ontstekingstemperatuur. bij deze waarde blijft de brandstof uit zichzelf doorbranden. voor thuis: doorlezen blz 1 t/m blz 8 vloeibare brst. vergeet de tabel niet!! Zoek eens uit voor hoeveel jaar er nog aardolie is doe dit ook voor aardgas en steenkool Wat zal volgens jullie de toekomst worden voor energie opwekking? volgende week vanaf vloeibare brandstoffen

3 zooi Pagina 3 vloeibare brst maandag 9 februari :30 soorten olie indeling gaat naar dichtheid (grootte vd moleculen) verstuiven gaat wanneer de druk hoog is en de viscositeit laag de visc kan worden verlaagd (t verhogen) VERSTUIVEN: denk aan water verstuiven met je mond. Wat is het regelbereik van een brander? stel je hebt een pijpje met aan het einde een verstuivergaatje. minimale druk is de druk waar het verstuiven begint, bij lagere druk komt er een straaltje brst uit (geen verstuiving) maximale druk is de druk waarbij de meeste brandstof wordt verstoven ( liter/sec of kg/sec) een hogere druk heeft geen zin. Er zal niet meer uitstromen. Regelbereik van een brander is het percentage van de max flow waarover de brander nog regelbaar is Lees zelf door blz 9 t/m 12 en stel vragen als je iets niet duidelijk is. doorlezen nu: 14 t/m 19

4 zooi Pagina 4 verbranding blz 14 donderdag 12 februari :55 vlamkleur convectiewarmte stralingswarmte samen "de afgegeven warmte" stookwaarde gaat per kg Soorten verbranding: aldehyde verbranding Hierbij wordt de koolstofketen gedeeltelijk geoxideerd. Enkele O atomen gaan een verbinding aan en er ontstaat ook wat waterdamp Bij deze eerste stap komt warmte vrij, zodat het hele molecuul gekraakt wordt in kleine stukjes. Deze stukjes oxideren dan tot CO 2 We noemen dit ook wel VERBRANDING IN STAPPEN. Gaat langzamer, de vlam wordt lang. koolstof verbranding de temperatuur is al hoog. Er is direct kraken bezig en CO 2 vorming Dit wordt koolstof verbranding genoemd, het gaat veel sneller (dan aldehyde----) de vlam is veel korter. Maak vragen op blz 36 die uitgedeeld zijn (vragen Si-5 les 1) Deze moet je kunnen: 1 2 3

5 zelf uitzoeken 11 zooi Pagina 5

6 zooi Pagina 6 vuurhaard druk maandag 16 februari :48 bl 27 trek van een ketel: onderdruk overdruk gebalanceerd kracht op de ketelwand bij onder of overdruk ventilatoren: axiaal radiaal regeling van de hoeveelheid lucht toerental regelen zuigklep toepassen bij de brander (elke brander heeft er 1) zit een register zie blz 34

7 zooi Pagina 7 Energie in de toekomst dinsdag 17 februari :42 ENECO ziet het zo...

8 zooi Pagina 8 donderdag 19 februari :55 verbranden vaste slof: kenmerken: as veel C 02 poederkool -vliegas afvalstoffen rookgassen moeten worden gereinigd slakvorming, hoe krijg je het weg? veel onderhoud nodig aan ketelpijpen 4) 1) 2) bij onvolledige verbranding zijn er 2 nadelen: CO IS VERSTIKKEND en dodelijk je krijgt dan minder warmte maak de vragen thuis af. HOUD bij het boekje tot waar we gekomen zijn.

9 zooi Pagina 9 Verbranding- en luchtberekeningen na de vakantie vrijdag 20 februari :51 Als je de samenstelling van de brandstof weet dan kun je in principe de verbrandingswaarde berekenen. wat moet je dan weten wat er uit de chemische analyse is gekomen. In een laboratorium kan worden bepaald hoeveel massa % C, H, O, N, S, H2O, etc er in de brandstof zit. Dat wil je als koper graag weten, uiteraard. Voorbeelden met wat wij weten. uitgangspunten: verbranding van 1 kg C geeft kj brandstof bestaat uit: 81% C 12 % H 2 % S 1 % H2O rest (4%) wordt as 1 kg H2 geeft kj 1kg S geeft kj Vraag: bereken de verbrandingswaarde in kj per kg van deze brandstof. De praktijkformule komt dichter in de buurt van de werkelijkheid: formule van Michell: boek Hb blz 21 Dit is nog steeds een schatting. Je verwaarloost nog het water wat ontstaat bij verbranding. Dit water zal nooit condenseren tot op de begin temperatuur. De rookgassen verlaten de schoorsteen altijd met een hogere temp dan 100 C. Waarom?

10 als je de condensatiewarmte nu nog in vermindering brengt dan kom je op de Ho ook wel stookwaarde genoemd. zooi Pagina 10

11 zooi Pagina 11 luchtbehoefte maandag 2 maart :21 hoeveel O2 is nodig gegeven 10%H, 82%C en 1%S 82/100*8/3+10/100*8+1/100=2,9967 Luchtbehoefte wordt dan 2,9967/0,23=13,0291 kg lucht per kg brandstof. Dit noemen we M lucht theoretisch (kg lucht per kg brandstof) M lucht praktisch is dan bv 1,1x13,0291=14,332 M lucht Theo X Luchtfactor Maak van Vragen bij les 2 de vragen 9 en 11 9) Verbrandingswaarde = 4,2*(81,3*86+297*12+45,6*2)=44.717,4 H water = (9*12)*25=2.700 Stookwaarde = 44717,4-2700=42017,4 kj/kg brandstof 11) Mlucht theor = 100/23*(0,86*8/3+0,12*8+0,02)=14,2319 Mlucht praktisch = 14,2319*1,05=14,9435 kg lucht / kg brandstof Massa rookgas per kg brandstof?

12 toets 2C donderdag 5 maart :35 luchtfactor = l l* ML th Een brandstof heeft de volgende samenstelling in massa % C = 83 H= 11 S = 1 H 2 O = 2 O = 1,5 as = 1,5 Deze brandstof wordt verstookt in een ketel met 13 % luchtovermaat. De ketel verbruikt 8,4 kg brandstof per seconde Bereken: 1) hoeveel warmte ontstaat er per seconde in deze ketel? (= brander vermogen) 2) hoeveel lucht heeft deze ketel elke seconde nodig? 3) Hoeveel rookgas ontstaat er elke seconde? 4) Als de gassen met 115 C de schoorsteen verlaten en de omgevingstemperatuur 9 C is, bereken dan het rookgasverlies per seconde. 5) Doe hiermee een schatting van het rendement. Wat verwaarloos je hierbij? 6) bereken de hoeveelheid as per dag zooi Pagina 12

13 zooi Pagina 13 Stooktechniek donderdag 12 maart :05 werpstoker: underfeed filmpje: 1erST4Ykevc walsenrooster walsenrooster als bij AVR

14 zooi Pagina 14 stooktechniek vaste brst maandag 9 maart :33 werpstoker samen met rooster, oud systeem fig 3 underfeedstoker wormwiel stuwt brst op fig 4en 5 traprooster lucht van onderaf fig 6 en 7 kettingrooster fig 8 walsenrooster vuilverbranding bij AVR fig 14 wervelbed oven kooltjes en kalk + zand lucht van onder fig 15 + internet poederkool poedermaling, as afvoer? vliegas? fig 17 Onderwerpen los: emissie eisen: Nox, CO As afvoer en slak afvoer poederkoolbranders: - straalbranders - wervelbranders - cycloonbranders multi fuel branders

15 Stooktechniek vloeibaar maandag 9 maart :59 zooi Pagina 15

16 zooi Pagina 16 Slak afvoer in een kolenketel maandag 16 maart :52 Wat is slak? Hoeveel slak ontstaat er? Slak kan in plakken ontstaan. Slak die in de buurt van de branders al ontstaat kan zelfs vloeibaar zijn. blz slakafvoer Poederkoolbranders wervelbrander straalbrander spleetbrander vingerbrander blaast omlaag hoekbrander cycloonbrander

17 zooi Pagina 17 oliebranders maandag 16 maart :00 verstuiving: drukverstuiving verstuiving met retourdruk regeling stoomverstuiving rotating cup Hoe wordt de hoeveelheid geregeld? meestal door de retourdruk regeling

18 luchtvoorziening aan het vuur donderdag 19 maart :58 1. Geplakt uit < &source=lnms&tbm=isch&sa=x&ei=-7kkvcseb8tuun-ygoam&ved=0cayq_auoaq&dpr=0.95> Geplakt uit < q=boiler/burner+combustion+air+supply+requirements+and+maint enance&biw=1347&bih=753 &source=lnms&tbm=isch&sa=x&ei=vlokva6vjioyuy7kgzg&ved= 0CAYQ_AUoAQ&dpr=0.95> Geplakt uit < 1347&bih=753&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=VLoKVa6VJIOyUY7kgzg&ved=0CAYQ_AUoAQ&dpr=0.95> Volgende les: lijst met vragen over stooktechniek zooi Pagina 18

19 Rookgasreiniging donderdag 26 maart :40 Elektrostatisch filter - fijnstofverwijderen tot V dc - rendement 95% wordt afgevangen - draden (sproeielektroden) zijn - geladen - platen zijn + geladen - rookgassnelheid tussen de platen ~ 30 cm/sec nafilteren gaat vaak met doekenfilter of met een zakkenfilter DeNox Hier wordt de Nox uit de rookgassen gehaald Nox is een verzamelnaam voor allerlei stikstofoxiden. Er is ontdekt dat deze Nox 'en een sterke werking hebben op het afbreken van ozon (O3) als de ozonlaag boven in de atmosfeer wordt afgebroken dan worden de harde stralen van de zon niet meer weggefilterd. Mensen krijgen dan vaker huidkanker. Er zijn nog meer stoffen die Ozon afbreken: - freonen uit koelkasten etc - methaan Hoe wordt de Nox in de rookgassen beperkt? 1e zorg dat het niet ontstaat 2e als het is ontstaan kun je het laten reageren zodat er weer N2 is over het 1e punt gebruik low-nox branders. Deze maken gebruik van de volgende eigenschappen van stikstof: - - als er C en N2 aanwezig zijn dan zal zuurstof eerst de C willen oxideren, pas als de C op is zal de N2 gaan verbranden. zooi Pagina 19

20 - Als de temperatuur hoger is dan 1100 C zooi Pagina 20

21 zooi Pagina 21 Rookgasreiniging donderdag 2 april :36 steenkool en olie veroorzaken "vuile rookgassen" De componenten die schade kunnen in het milieu: zwavel stikstof stof (CO2) Ontzwaveling: De SO2 in de rookgassen wordt tot gips omgevormd in de ontzwavelingsinstallatie. Dit gebeurt in 1 of 2 wastorens. Hierbij is kalkwater nodig. DENOX installatie: eerste stap: proberen de Nox vorming te voorkomen. De thermische Nox vorming is afhankelijk van 2 factoren: 1 zuurstof heeft een grotere affiniteit tot C dan tot N 2 2 N 2 gaat pas goed oxideren boven de 1100 C bij een lownox brander wordt primaire lucht toegevoerd; hierin zit niet genoeg O2 om alles te verbranden (O2 is op en de stikstof zal niet verbranden) De temperatuur is wel veel hoger dan 1100 C. In de secundaire lucht zal de temperatuur verlagen, vanwege de hoeveelheid lucht (primaire gassen koelen sterk af) hier verbrand de rest van de brst maar bij een lagere temperstuur. tweede stap: de Nox die toch nog ontstaan is verwijderen in een wastoren. NO wordt mbv ammoniakgas N2 en NO2 ook (in een katalysator van een auto gebeurt iets soortgelijks alleen wordt daar geen ammoniakgas gebruikt maar naverbranding van benzine)

22 zooi Pagina 22 Stof in rookgas: elektrostatische filtering soms gevolgd door zakkenfilters

23 zooi Pagina 23 auto katalysator donderdag 2 april :41 In de jaren tussen 1980 en 2000 werd de platina-rhodium katalysator langzaam maar zeker verplicht gesteld in Europa; in de Verenigde Staten van Amerika was deze al verplicht Over deze katalysator worden de uitlaatgassen geleid en er vinden de volgende drie reacties plaats: 1. 2 CO(g) + 2 NO(g) N 2 (g) + 2 CO 2 (g) 2. 2 CO(g) + O 2 (g) 2 CO 2 (g) 3. 4 C x H y (g) + (4x+y) O 2 (g) 2y H 2 O(g) + 4x CO 2 (g) Dit zijn de drie hoofdreacties. Vandaar ook de naam drie-weg katalysator

24 zooi Pagina 24 rookgasreiniging samenvatting woensdag 8 april :42 - milieu-effecten zure regen Ozonlaag stof opwarming van aarde opwarming: instraling van de zon weerkaatsing terug naar de ruimte (30% gemiddeld) veel op water, ijs maar veel minder vanaf landoppervlak welke brandstoffen zijn vervuilend? Hoe wordt rookgas gereinigd? stofdeeltjes: 3 soorten vliegasvangers gasvormige deeltjes ontzwaveling: 2 formules en verder vanaf 6.19 denox: 6.20 formules as eigenschappen: 6.22 samenstelling uit allerlei metaaloxiden, Mg, Si, Rest koolstof

25 zooi Pagina 25 Aardgasstoken woensdag 8 april :02 algemeen: gasstoken. Welke gassen kom je tegen? Gashuisje: bouw functie, veilig ontwerp Gasstraat: aantal componenten zitten er altijd in: - manometers, - solenoidkleppen - afsluiters - testbrander - ontluchting maken: vragen Si-5 les 4 en Vragen si-5 les 5

26 rookgasstroom donderdag 16 april :24 zooi Pagina 26

27 zooi Pagina 27 periode 8 semester 4 maandag 20 april :47 Studiewijzer voor dit semester: lesprogramma:

28 zooi Pagina 28 klas 2 les 1 dinsdag 15 april :39 ppt over bedrijfsvoering besproken t/m 6 Bedrijfsvoering (stoomketels) Volgorde lessen 1 t/m 3 Regeling H4 4 t/m 5 Bedrijfsvoering H7 6 t/m 7 Ketel en voedingwater H6

29 zooi Pagina 29 klas 2 dinsdag 22 april :06 ppt over regeling besproken t/m dia 3 Regelingen (ketels)

30 zooi Pagina 30 laagwater alarm maandag 11 mei :24 grijpt in bij LowLow level in de drum - actie: de brandstof wordt afgesloten. Hoe werkt dit? (blz 105) Vlotteralarm voor Low, Low-Low, High en High-High alarmen (4stuks) - actie er gaan alarmsignalen bij het schakelen. Hoe werkt dit?

31 zooi Pagina 31 opgave stoomkoeling maandag 11 mei :58 Een ketel levert 100 kg/s aan stoom 92 bar 480 C de gewenste temperatuur is 460 C hoeveel inspuitwater 100 bar 200 C heb je iedere seconde nodig?

32 zooi Pagina 32 Regeling maandag 18 mei :46 Besproken de onderwerpen van ppt Regeling: Regelingen (ketels) Volgende les: Toets over H4 toets : <file://d:\jandis\vak Si\Si leerstof pvb 4\Si6\2015 Formatieve toets H4 hoort bij PvB.docx>

33 zooi Pagina 33 ketelwater H6 vrijdag 29 mei :38 Waarom waterbehandeling? - verontreinigingen deeltjes (roest, andere metalen, Si, mineralen opgeloste stoffen (ionen) gassen (intra-moleculair) bijzonder: - slecht oplosbare stoffen b.v. Ca verbindingen (kalk) - sporen elementen b.v. Va (vanadium) Si (silicium in zand) benamingen voor het water in en rondom de ketel: stoom: NS, VS OS vloeistof: condensaat, voedingwater, suppletiewater maar ook koelwater Op welke manieren kun je water reinigen? blz 143 binnen in de circulatie (filter) of van buitenaf met een aparte reinigingsinstallatie. methoden: ontharden blz 151 het woord komt van het wasgoed wat hard aanvoelt, er zit veel kalk in het water. Kalk slaat neer bij temperatuurverhoging. demineraliseren. via omgekeerde osmose proces of via ionenwisselaars zuurgraad regelen concentratie H+ stijgt bij hogere temperatuur Wanneer

34 zooi Pagina 34 lucifer aansteken woensdag 3 juni :19

35 zooi Pagina 35 Onderzoek vrijdag 5 juni :33 Hoe gaat dat? - ph - geleidbaarheid - kalkgehalte Wat te doen als het water te "vuil" is? - - doseren chemicaliën spuien Wat is spuien? wat wordt gespuid, waar zitten spuiaansluitingen? zie blz. 47

36 zooi Pagina 36 H7 Bedrijfsvoering vrijdag 5 juni :12 par 1 lees door par 2 - lees stukje door - wachtboek, wachtverslag, formulieren invullen (voor verantwoording, label/slotje hangen, en uitvoeren werkzaamheden) par 3 - hoe om te gaan met stoomafsluiters? geknepen geopend gesloten par 4 Gasstook: het ontsteken van de eerste brander HOE GAAT DAT ÉN VEILIG

37 zooi Pagina 37 H7 Inschakelen van de ketel vrijdag 12 juni :29 voorbereiding = controle opvullen ontsteken drukopbouw (doorstroming en temperatuurgradiënt in de gaten houden) Controle (lekkage, werking appendages en instrumenten)

38 zooi Pagina 38 terug regelen maandag 15 juni :51 TerugWatt beveiliging: schakelt de HS uit minder brandstof tot de generator bijna geen P meer levert. Nog lager dan gaat de Gen. als motor werken en neemt hij vermogen op uit het net!!!! Roetbrand Als bij het uitzetten van de branders nog steeds zuurstof wordt gebruikt ( o2 meter in de gaten houden). Wat moet je doen? Ketel afsluiten en stikstof fles leegspuiten, of CO2 fles) op deze manier brand blussen.