Post on 11-Jan-2016
description
11
© Iñaki Gómez Arriaran
ErrekuntzaErrekuntza
22
© Iñaki Gómez Arriaran
ERREGAIA ERREGAIA ++ ERREKARIA ERREKARIA PRODUKTUAKPRODUKTUAK
ERREAKTIBOAKERREAKTIBOAK
ErregaiakErregaiak
Erregai fosilakIkatzaPetroleoaGas naturala
energia iturri mugatua
errekuntza prozesuek masaren kontserbazioaren legea bete behar dute
erregaia
errekariaproduktua
33
© Iñaki Gómez Arriaran
ErregaiakErregaiak
Erregai solidoakErregai solidoak
Erregai solidoen konposizio masikoa (%)( hezetasun eta errautsik gabeko datuak )
50
60
8594
6 6 5 3
43
32
62
0
20
40
60
80
100
Egurra Turba Ikatzbituminosoa
Antrazita
Karbonoa
Hidrogenoa
Oxigenoa
44
© Iñaki Gómez Arriaran
ErregaiakErregaiak
Erregai likidoakErregai likidoak
Normalean petroleotik distilatutakoak, batzuetan ikatzetikNormalean petroleotik distilatutakoak, batzuetan ikatzetik
Gasolina Gasoleoa konbustolioak
sufreasufrea
Erregaietan (ikatzean batez ere) egoten daErregaietan (ikatzean batez ere) egoten da
errekuntzan
Sufrea + oxigenoa → SO2
SO2 + errekuntza gasen ur-lurrina → H2SO4
euri azidoaren kausa
Erregai likidoen konposizio masikoa
0
20
40
60
80
100
Gasolina Diesela Konbustolioak
Karbonoa
Hidrogenoa
Arinena Astunena
55
© Iñaki Gómez Arriaran
erregaia
ErregaiakErregaiak
Erregai gaseosoakErregai gaseosoak
Gas naturalae. gaseosorik arruntena e. mota erabilgarria
ez du sufrerik
energia mota garbiametanoa (osagai nag.)
Erregaien propietateakErregaien propietateak
Sugar-tenperaturaSugar-tenperatura Ignizio-tenperaturaIgnizio-tenperatura
erregaia
Sugar-tenperatura + 20-60 ºC
ignizio-tenp.
66
© Iñaki Gómez Arriaran
Erregaien propietateakErregaien propietateak
Erregaien bero-ahalmenaErregaien bero-ahalmena
erregaia
ur-lurrina
ur-kondentsatua
produktua
Q
erregaia
ur-lurrina
ur-kondentsatua
produktua
Q
Goi bero-ahalmena (GBA)
Behe bero-ahalmena (BBA)
1 kg
1 kg
77
© Iñaki Gómez Arriaran
Erregaien propietateakErregaien propietateak
Erregaien bero-ahalmenaErregaien bero-ahalmena
kgkJ
OHmGBABBA2
2500
Uraren lurruntze bero sorra (0 ºC -tan)
GBABBA
Hidrogenorik gabeko erregaietan
Dubbel –en formula enpirikoakDubbel –en formula enpirikoak
erregai solido eta likidoentzaterregai solido eta likidoentzat
kgkJOHONNHC mmmmmmBBA2
510.2840.9090.19280.6700.101040.34
erregai gaseosoentzaterregai gaseosoentzat
NmkJ 3624
350.64800.35760.10640.12 HCCHHco rrrrBBA
masa ehunekotan
r: frakzio molarra
88
© Iñaki Gómez Arriaran
Erregaien bero-ahalmena (kJ/kg)
34000
45000 4400043000
35000
16000
18000
32000
0
10000
20000
30000
40000
50000
Egurra
Turba
Ikatza
Antrazita
Gasolina
Gasolioa
Konbustolioa
Gas naturala (kJ/m3N)
Erregaien propietateakErregaien propietateak
99
© Iñaki Gómez Arriaran
Airearen konposizioaAirearen konposizioa
Aire lehorraren konposizio bolumetrikoa
% 21 O2
% 78 N2
% 1 A, …
% 21 O2
% 79 N2
kalkulu teknikoetarako
Airearen konposiziograbimetrikoa
% 23,1 O2
% 76,9 N2
Errekuntzaren ekuazio kimikoakErrekuntzaren ekuazio kimikoak
Errekuntza teorikoa
12
erregaia
aireaproduktua
Errekuntza ez-osoa
Errekuntza osoaE.G.
1010
© Iñaki Gómez Arriaran
Errekuntzaren ekuazio kimikoakErrekuntzaren ekuazio kimikoak
erregaikgkgmasaerregai
teorikoamasaaireZS
erregaikgkgmasaerregai
errealamasaaireZ
SZ
Z
airearen eta erregaiarenairearen eta erregaiarenarteko erlazio estekiometrikoaarteko erlazio estekiometrikoa
airearen eta erregaiarenairearen eta erregaiarenarteko erlazio errealaarteko erlazio erreala
gehiegizko edo gutxiegizkogehiegizko edo gutxiegizkoaire-portzentajeaaire-portzentajea
SZZ1 SZZ1 SZZ1
errekuntza teorikoa: Hidrokarburoa + aire teorikoa CO2, H2O eta N2
Hidrokarburoa + gehiegizko airea CO2, H2O, N2 eta O2
Hidrokarburoa + gutxiegizko airea CO2, H2O, N2 eta CO
1111
© Iñaki Gómez Arriaran
Produktuen ihintz-tenperaturaProduktuen ihintz-tenperatura
Produktuen ur-lurrinaren ihintz tenperatura (i)
i> Kaltegarria;
Errekuntza produktuen analisiaErrekuntza produktuen analisia
Orsat-en aztergailuaOrsat-en aztergailua
Osagai bakoitzarenportzentajea neurtzen du,ura kontutan hartu gabe
azidoak garatu daitezke tximinian etaihes-gasen konduktuaren barruan
Produktuaren osagai lehorren konposizio bolumetrikoa aztertzen du.
1212
© Iñaki Gómez Arriaran
Airearen hezetasunaren eragina errekuntza-prozesuanAirearen hezetasunaren eragina errekuntza-prozesuan
Errekuntza fluxu egonkorrean. Errekuntzaren energia termikoaErrekuntza fluxu egonkorrean. Errekuntzaren energia termikoa
12
1 kmol erregai
aireaproduktua
qenergiaren ekuazioa
kmolkJRP HHhhq 12
= produktuen entalpia erregaiaren kmol bakoitzeko
= erreaktiboen entalpia erregaiaren kmol bakoitzeko =
PH
RH
2222 NNOOerregai hNhNh =
egoera estandarra
25 ºC1 atm
E.G.
2283 3,76NO48
31,2HC
2222 O22,56NO4H3CO
Errealitatean, aire atmosferikoa hezetasunarekin
Aire lehorra Aire hezearenur-lurrina
H2 -renoxidazioa
Errekariarenhezetasuna
OHN 2lOHN 2l
1313
© Iñaki Gómez Arriaran
eheh
fhfh
0fh
Eratze-entalpiaEratze-entalpia
Errekuntza-entalpiaErrekuntza-entalpia
12
1 kmol erregai
aireaproduktua
eh
P = kteerrekuntza osoa
energiaren ekuazioa
erregaifOHfCOfRPe hhNhNHHqh
22
OHfCOfP hNhNH
22
erregaifR hH
E.G.
H2 25 ºC
O2 25 ºCProduktuakH2O 25 ºC
E.G.
fhq
RPf HHhq
0
1414
© Iñaki Gómez Arriaran
0q
Errekuntza adiabatikoaErrekuntza adiabatikoa
bero-ahalmena = errekuntza-entalpia
kgkJ
kmolkJ
BBA edo GBA =erregai
e
M
h
Erregaien energia-edukia (bero-ahalmena)Erregaien energia-edukia (bero-ahalmena)
erregaia
aireaproduktua
q
T1
T2
T2>T1
RP HHq 00
Barne-errekuntzako motorretan erabiltzen da (gas-turbinetan)
E.G.
1515
© Iñaki Gómez Arriaran
Sugar-tenperaturaadiabatikoa
Sugar-tenperatura adiabatikoaSugar-tenperatura adiabatikoa
erregaia
aireaproduktuaT1
T2
errekuntza osoa
errealitatean
0q T2
disoziazioamolekulen
deskonposizioaT2
Errekuntzaren etekin teorikoaErrekuntzaren etekin teorikoa
errekuntzan O2 gehiegi produktuan O2 T2
errekuntzan O2 gutxiegi Produktua ez behar adina berotu
BBA
hBBA erregabeakET
E.G.
1616
© Iñaki Gómez Arriaran
Errekuntzan askaturiko beroa kalkulatzeko beste modu batErrekuntzan askaturiko beroa kalkulatzeko beste modu bat
Erregaien konposizioa ezezaguna badaErregaien konposizioa ezezaguna bada
Energiaren balantzeaEnergiaren balantzea kilogramo bateko erreferentziaz kilogramo bateko erreferentziaz
aireaerregaiaPRP hZhhZBBAHHq 1
aPePkP aekcZccZBBA 1
(airea eta produktuak gas idealtzat hartuz)→
Balio absolutuan adierazizBalio absolutuan adieraziz
kPaPeP kaecZcZcBBAq 1
nonnon
ke edo produktuen tenperatura
airearen tenperatura
erregaiaren tenperatura (ºC)
k
a
e
ke edo produktuen bero-espezifikoa
airearen bero-espezifikoa
erregaiaren bero-espezifikoa (kJ/kg.K)
k
a
e
P
P
P
c
c
c
1717
© Iñaki Gómez Arriaran
Ihes-gasak
Barne-errekuntzako motor alternatibo baten energiaren balantzeaBarne-errekuntzako motor alternatibo baten energiaren balantzea
energia zinetiko eta potentzialaren aldaketak arbuiagarriak
Erregaia
Airea
Motorra
Q
W
energiaren ekuazioa
WHHNQ Rperregaia skmol
e
eerregaia M
mN
non
Erregaien konposizioa ezezaguna badaErregaien konposizioa ezezaguna bada
WcZcBBAcZmQ aPePkPe aek
1
1818
© Iñaki Gómez Arriaran
Errekuntza kohetetanErrekuntza kohetetan
Erregaia
E.G.
Tobera
Ihes-gasak
Oxidatzailea
Erabili ohi diren erregai eta oxidatzaileakErabili ohi diren erregai eta oxidatzaileak
Alkohol etilikoa, C2H6O
Kerosenoa, C12H24
Hidrogenoa, H2
Oxigenoa, O2
Hidrogeno peroxidoa, H2O2
Azido nitrikoa, HNO3
Erregaia Oxidatzailea
aire atmosferikoaren beharrik ez
1919
© Iñaki Gómez Arriaran
Kutsadura-garapena errekuntzanKutsadura-garapena errekuntzan
Kutsadura igorpenakKutsadura igorpenak
•SO2
•SO3
•NOx (NO eta NO2)
NONOxx igorpenak murrizteko sistemak igorpenak murrizteko sistemak
Lehen mailako sistemak; NOx oxidoen eraketa murriztu nahi denean
erregaia
airea produktua
tenperaturaO2
denbora
Bigarren mailako sistemak; Ekoitzitako NOx suntsitu nahi denean
erregaia
airea
produktua amoniakoa+
NOx + amoniakoa = azido nitrikoa
E.G.
E.G.
2020
© Iñaki Gómez Arriaran
Kutsadura-garapena errekuntzanKutsadura-garapena errekuntzan
Keen desulfurazio-sistemakKeen desulfurazio-sistemak
depurazio hezea
%99 -ko igorpen murrizpena
Oso sistema garestia
Keek daramatzaten partikula esekiak ezabatzeko sistemakKeek daramatzaten partikula esekiak ezabatzeko sistemak
•zikloiak•iragazki elektrostatikoak•poltsa-iragazkiak
2121
© Iñaki Gómez Arriaran
Erreaktore baten errekuntza-ganbaren taldea (8 errekuntza-ganbara)