PALIWA i SPALANIE

©S.Werle
PALIWA i SPALANIE
WYKŁAD
Energetyka
Rok akademicki 2012/2013
Kierunek:
Prowadzący:
dr inż. Sebastian Werle
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Informacje podstawowe
1.
Instytut Techniki Cieplnej, Konarskiego 22
Pokój 220 (budynek C)
4. http://www.itc.polsl.pl\werle
2.
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Warunki zaliczenia
Zaliczenie
laboratorium
na
warunkach
ustalonych
przez
prowadzących
2. Zaliczenie wykładu – egzamin
3. Ocena
końcowa
–
Średnia
arytmetyczna oceny z zaliczenia lab.
i egzaminu
1.
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Przedmiot
1. WYKŁAD (program ramowy)
Wstęp
Paliwa
Spalanie paliw gazowych, ciekłych i stałych
Ekologiczna szkodliwość spalania
Zakończenie
2. LABORATORIUM; mgr inż. M.Jewiarz, mgr. inż. M.Niestrój
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Literatura (1)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
2012-10-17
Kowalewicz A., Podstawy procesów spalania, WNT,
Warszawa, 2000
Kordylewski W., Paliwa i spalanie, Wydawnictwo Politechniki
Wrocławskiej,
2005
(wersja
elektroniczna
http://www.spalanie.pwr.wroc.pl/dydaktyka/Spalanie/spalanie_
skrypt.htm ), Wrocław, 2007
Glassman I., Combustion, Academic Press, wersja
elektroniczna:
http://books.google.pl/books?id=pZ4LvijRy8AC&dq=Glassma
n+I.+Combustion&printsec=frontcover&source=bl&ots=GGqjX
4XgnM&sig=RirCuH9EYmiEC_X3onKuRXW_UU&hl=pl&sa=X&
oi=book_result&resnum=3&ct=result#PPP1,M1
Weber R., Combustion fundamentals with elements of
chemical thermodynamics, TU Clausthal, 2008
Warnatz J., Maas U., Dibble R.W., Combustion, 4th Edition
WILK R.K.: Podstawy niskoemisyjnego spalania, PAN
Katowice, Gnome, 2000
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Literatura (2)
7. Kordylewski
2012-10-17
W.,
Niskoemisyjne
techniki
spalania
w energetyce, Wrocław, 2000
8. Jarosiński J., Techniki czystego spalania, WNT, 1996
9. Petela R.: Paliwa i ich spalanie, skrypt nr 426, Politechnika
Śląska, Gliwice, 1972
10.Petela R.: Paliwa i ich spalanie, cz.I. Paliwa, skrypt nr 774
(1042), Politechnika Śląska, Gliwice, 1978 (1982)
11.Petela R.: Paliwa i ich spalanie, cz.II. Spalanie, skrypt nr 779
(1043), Politechnika Śląska, Gliwice, 1978 (1982)
12.Petela R.: Paliwa i ich spalanie, cz.III. Płomień, skrypt nr 845
(1044), Politechnika Śląska, Gliwice, 1979 (1982)
13.Petela R.: Paliwa i ich spalanie, cz.IV. Palniki, skrypt nr 914
(1156), Politechnika Śląska, Gliwice, 1980 (1983)
14.Petela R.: Paliwa i ich spalanie, cz.V. Laboratorium, skrypt
nr 1191), Politechnika Śląska, Gliwice, 1984
15.Wilk R.K., Laboratorium techniki spalania, Politechnika
Śląska, Gliwice 2001
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Literatura (3)
PERIODYKI:
Energetyka, miesięcznik SEP
Gospodarka Paliwami i Energią - wydawany do 2004r.
Archiwum Spalania, czasopismo naukowe Polskiego Instytutu
Spalania
Archivum Combustionis, czasopismo PAN
Progress in Energy and Combustion Science, Elsevier Science Ltd
Combustion and Flame, Elsevier Science Ltd
Combustion Science and Technology, Taylor & Francis
Proceedings of International Symposiums on Combustion, The
Combustion Institute, Pittsburgh
Inne książki i periodyki związane ze spalaniem
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Na dobry początek definicje
Podstawowe pojęcia
1.
2.
3.
4.
5.
6.
2012-10-17
Spalanie jest szybko przebiegającym procesem utleniania
[J. Szargut].
Spalaniem nazywamy reakcję chemiczną polegającą na szybkim
łączeniu ciał z tlenem przy równoczesnym wydzielaniu dużych ilości
ciepła [S.Wilk].
Paliwo – substancja wydzielająca przy intensywnym utlenianiu
(spalaniu) duże ilości ciepła [Wikipedia].
Paliwo składa się z substancji palnej i balastu. Balastem a paliwach
stałych i ciekłych jest popiół i wilgoć, zaś w paliwach gazowych-azot,
dwutlenek węgla i para wodna.
Substancje doprowadzone do komory spalania (utleniacz
i paliwo) stanowią substraty procesu spalania. Produktami są
substancje wyprowadzone z komory paleniskowej (spaliny, produkty
stałe i ciekłe).
Spalanie zupełne i całkowite polega na tym, że pierwiastek węgiel
zawarty w paliwie spala się do CO2, wodór do H2O, a cała siarka do
SO2. Spalanie niecałkowite i niezupełne zachodzi wówczas , gdy w
produktach spalania znajdują się jeszcze stałe lub gazowe palne
produkty (w przypadku paliw stałych: sadza, kawałki węgla, a w
przypadku paliw gazowych: gazy palne, np. CO).
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
ZNACZENIE PALIW
I SPALANIA
Wstęp (1)
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Wstęp (2)
• spalanie paliw
emisja wielu szkodliwych substancji
~ 70 ÷ 85% NOx
~ 70 ÷ 85% SO2
~ 55 ÷ 75% CO
~ 55 ÷ 65% pyłu
~ 100% CO2
GŁÓWNYM ŹRÓDŁEM ENERGII SĄ I CO NAJMNIEJ DO 2050 ROKU BĘDĄ
PALIWA!!!
PODSTAWOWYM SPOSOBEM WYKORZYSTANIA ENERGII CHEMICZNEJ
PALIW JEST SPALANIE!!!
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Światowe zasoby źródeł konwencjonalnych
i wzrost liczby ludności świata
2012-10-17
Źródło: Sustainable Development as World Challenge
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Światowe zużycie energii pierwotnej EJ/rok
(Świat)
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Energia pierwotna
2012-10-17
Suma energii zawartej w pierwotnych nośnikach energii. Do
nośników, które pozyskuje się bezpośrednio z natury, należą:
węgiel kamienny energetyczny (łącznie z węglem odzyskanym z
hałd), węgiel kamienny koksowy, węgiel brunatny, ropa naftowa
gaz ziemny wysokometanowy (łączne z gazem z odmetanowania
kopalń węgla kamiennego), gaz ziemny zaazotowany, torf do
celów opałowych, drewno opałowe, paliwa odpadowe stałe
roślinne i zwierzęce, odpady przemysłowe stałe i ciekłe (bez
produktów naftowych odzyskanych do powtórnego przerobu),
odpady komunalne, inne surowce wykorzystywane do celów
energetycznych (metanol, etanol, dodatki uszlachetniające),
energia wody wykorzystywana do produkcji energii energetycznej,
energia wiatru wykorzystywana do produkcji energii
energetycznej, energia słoneczna wykorzystywana do produkcji
energii lub ciepła, energia geotermalna wykorzystywana do
produkcji energii elektrycznej lub ciepła.
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Energia finalna
Jest to energia dostarczana do użytkownika może to
być energia pierwotna (gaz ziemny, węgiel kamienny,
gorąca woda) lub energia przetworzona (elektryczna z
węgla, benzyna z ropy naftowej, ciepła woda
Energia elektryczna najwszechstronniejsza forma
energii użytkowej
Energia finalna - ilość energii użytecznej uzyskana z
paliwa po uwzględnieniu strat wynikających z
konwersji, transportu etc.
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
…w Polsce/UE
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Prognozy (Polska)
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Jeden z możliwych scenariuszy
wykorzystania energii do roku 2100
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Źródło: Arnulf Jäger-Waldau, Status Report 2004
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Zasoby paliw
Zasoby (słownik synonimów):
bogactwa, kapitał, oszczędności, rezerwy,
zapasy
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Zasoby energii (zużycie energii)
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Zmiana światowych nośników energii
pierwotnej, mln t o.e.
1 toe = 41,9 GJ
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Zużycie energii wzrasta wraz ze
wzrostem liczby populacji
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Ropa naftowa
Udowodnione zasoby ropy naftowej na
świecie (2008); mld baryłek
•1 baryłka ropy naftowej (skrót: 1 bbl) = 42 galony amerykańskie = 158,96832
(~159 l) – standardowa jednostka objętości w przemyśle naftowym.
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Udowodnione zasoby ropy naftowej na
świecie (2008); %
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Wydobycie ropy naftowej, mln
baryłek/dziennie
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Zużycie ropy naftowej, mln
baryłek/dziennie
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Zużycie ropy naftowej, Polska na tle UE,
2007
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
R/P - Świat, lata
R/P ratio – zasoby na koniec danego roku w stosunku do wydobycia.
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
R/P – w regionach, 2008
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Polska
W
Polsce
w
roku
2008
było
udokumentowanych 85 złóż:
1. Karpaty – 29 złóż, na ich przedgórzu (w
zapadlisku przedkarpackim) – 12; długa
historia; na wyczerpaniu
2. Niż Polski 42 złóż; największe znaczenie
gospodarcze; 85% wydobywalnych złóż w
2008r.
3. Obszarze polskiej strefy ekonomicznej Bałtyku
– 2 złoża; 11 % wydobywalnych złóż w 2008r.
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland
Polska (1854), USA (1858)
Bobrka oil field, Poland in 1872
2012-10-17
Institute of Thermal Technology
Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, Poland