Errekuntza

11

© Iñaki Gómez Arriaran

ErrekuntzaErrekuntza

22


ERREGAIA ERREGAIA ++ ERREKARIA ERREKARIA PRODUKTUAKPRODUKTUAK

ERREAKTIBOAKERREAKTIBOAK

ErregaiakErregaiak

Erregai fosilakIkatzaPetroleoaGas naturala

energia iturri mugatua

errekuntza prozesuek masaren kontserbazioaren legea bete behar dute

erregaia

errekariaproduktua

33


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


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


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



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



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


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)


99


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


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


Erreaktore baten errekuntza-ganbaren taldea (8 errekuntza-ganbara)

Errekuntza

Documents

Transcript of Errekuntza