Environmental protection | Air quality » Levegőszennyezés, levegőtisztítás

LEVEGŐSZENNYEZÉS, LEVEGŐTISZTÍTÁS SZEKTOR EMISSZIÓ Közlekedés ÁLLAPOT HATÁS PM koncentráció SO2 Egészség A száraz levegő összetétele, fizikai jellemzői Energia termelés PM Háztartás NH3 Természet / Biodiverzitás Savas ülepedés Éghajlat Eutrofizáció Vízgőz: 0,2 – 4,2 tf% Mezőgazd. NOx Ipar VOC Anyagok / Épületek Felszíni ózon Mezőgazd. termés Mennyiség: ~ 5·1015 t, évi felhasználás ~ 1·109 t EU-25 felszíni kibocsátások Nemzeti Emissziós Küszöb Direktíva (NECD) SO2 kibocsátás Magyarországon 25000 1200 20000 1000 NOx VOCs NH3 ezer tonna SO 2 SO2 kt 15000 10000 Lakosság Szolgáltatás Közlekedés Hőtermelés Ipar Mezőgazdaság 800 600 400 200 5000 0 1990 1995 2000 2010 0 1990 2000 2010 2020 Kumulatív ólom ülepedés, 1955-2015 TRACE modell (mg m-2) NO2 kibocsátás Magyarországon 20002015 1000 300 250 Lakosság Közlekedés Szolgáltatás Hőtermelés Ipar

Mezőgazdaság 900 800 ezer tonna NO 2 700 200 19852000 600 500 150 400 100 300 19551985 200 50 100 0 1990 1995 2000 2010 0 UK NL SP AUT HUN ROM PL 1 Éghajlatváltozás EU Thematic Strategy on Air Pollution Külső okok A naptevékenység A jelenlegi EU szabályozás mellett: A Föld pályája – Meteoritok Belső okok Természetes Belső okok Antropogén Visszacsatolások Üvegházhatású gázok Vulkáni tevékenység Aeroszolok/felhőzet Véletlenszerűség Felszínborítottság változása Az EU Stratégia célkitűzéseinek eléréséhez szükséges emisszió csökkentések a 2000. évihez viszonyítva • SO2 • NOx • VOCs • NH3 • PM2.5 Költség/haszon*: 82% 60% 51% 27% 59% 7 mrd € / 42 mrd € A számottevő javulás ellenére a légszennyezettségnek továbbra is jelentős káros hatásai várhatóak; A jelenlegi PM2.5 szennyezés következtében a születéskor várható élettartam 8 hónappal rövidebb, s ez csak 6

hónapra csökken; A skandináviai folyók és tavak mintegy 2/3-ra jelent kockázatot a savas ülepedés, s az EU ökoszisztéma 55%-a szenved az eutrofizáció káros hatásaitól. – – Egészségi és környezeti indikátorok javulása a Stratégia végrehajtása nyomán (a 2000. évi állapot százalékában) Emberi egészség (PM2.5) Emberi egészség (ózon) Erdők savasodása Ökoszisztéma savasodása Édesvizek savasodása Eutrofizáció Erdőpusztulás (ózon) % 0 10 *Az emberi egészség tekintetében • értékes termék kinyerése; • a folyamat technológiai előírásai; • biztonsági követelmények (pl. porrobbanás); • a környezeti szennyezők eltávolítása A porleválasztás célja: qV ηo ηf dh - ekvivalens átmérő ml m  mk  100 = b  100 o= mb mb áramlási (hidrodinamikai) ellenállás 40 50 60 70 80 90 100 Új stratégia Porleválasztó osztályok jellemzői Porleválasztó osztály A B C D E F G dhip* (μm)

0,5 1,0 1,5 4 8 20 35 70 dhatár* (μm) 4,4 6,0 10,0 25 50 90 140 250 + Ciklon Multiciklon Nedves porleválasztók + + Elektrosztatikus leválasztó + + + + 0,01 0,03 Papírszűrők A tisztított gáz maradó átlagos porterhelése (g/m3) H + Porkamra Szövetszűrők - gázterhelés [m3/h, m3/s] - összportalanítási hatásfok - frakcióportalanítási hatásfok 30 Jelenlegi szabályozás Gáztisztítás: porleválasztás A por tetszőleges alakú, struktúrájú és sűrűségű szilárd (felületi vagy szerkezeti folyadékot is tartalmazható) részecskék gázban – legtöbbször levegőben – diszpergált rendszere. Porszemcséknek azok a részecskék tekinthetők, amelyek 1 bar nyomású, környezeti hőmérsékletű, nyugalomban lévő levegőben rövid gyorsulási szakaszt követően állandó, 3 m/s-nál kisebb sebességgel süllyednek és legnagyobb vetületi méretük 2000 μm-nél kisebb. 20 + + + + + + 1 2 2,5 + + + 0,001

3 4 * 50%-os hatásfok, hipotetikus középszemcseméret esetén * 99,5%-os hatásfokú leválasztás határszemcsemérete 2 Mechanikai porleválasztók 1. ülepedési határsebesség: uh = Mechanikai porleválasztók 2. 2 dh  s  g 18  Porülepítő csatorna Zsalus porleválasztó Egyszerű irányeltérítéses cseppfogók Porülepítő kamra szükséges hossz: Kátrányleválasztó (Pelouse-féle) u L H  h v Howard–féle porülepítő kamra Porleválasztó ciklonok ülepedési sebesség   4 d  s -  f v t2 uh = 3    f  r lamináris tartományban (Re < 1) ξ = 24/Re uh = d 2 Hullámlemezes cseppfogó Olajos légszűrő Porleválasztó ciklonok   -  f vt2 18  r s Egyszerű ciklon Gabonaipari (malom) ciklonok Multiciklonok örvénycsövek A multiciklon határszemcsemérete: d h,m = d h Cementgyári porleválasztó ciklon n n n 2 = dh n 4 Multiciklon Józsi bácsi

Cikloncsoport Örvénycsövek 3 Ciklonok ipari alkalmazása Gázáram Ipari multiciklonok ηo Nyomásesés Pa Porsűrűség m3/h kg/m3 Szemcseméret μm % FCC (fluid ágyas krakkolás) 290 800 2,98 26 99,9 Portland cement gyártás 10000 1000 4,50 10 91 Műanyagport szállító pneumatikus rendszer 21000 1200 1,02 100 99,8 Alkalmazási terület Gyógyszerszárító 1 970 1,42 3 90,3 Ércpörkölő kemence 43000 1000 3,60 19 97,5 Porszűrők Tömlős (zsákos) porszűrő, porleverő berendezéssel Szűrőréteges portalanító: a) leválasztási ciklus, b) öblítési ciklus Zsákos porszűrő a gyakorlatban Poreltávolítási módszerek Porszűrők jellemző adatai Jellemző Áramlási sebesség, m/s Szövetrost 0,005-0,1 szűrők Felületi terhelés, m3/(m2 h) 150-350 műszál 100-300 üvegrost 20-100 filc 1-2 porszűrő 3600-7200 szövet Nyomásesés, Pa Réteges szűrők ciklon 150-250 200-1500 30-300

Portalanítási hatásfok, % 95-99,9 90-95 Szemcseméret, μm > 0,01 > 0,5 por Kombinált gáztisztító egység Ipari porszűrők gyakorlati megoldásai 4 Elektrosztatikus porleválasztás „elektrofilter” ??? Elektrosztatikus porleválasztó készülékek Ülepítés elektrosztatikus erőtérben koronahatás: gázmolekulák ionizációja ionok megkötődése a porszemcsék felületén töltéssel rendelkező részecskékre ható erő: közegellenállás: meghatározható a vh határsebesség F = n eo E S = vh = 2 2 d  v s 4 2 n  eo  E 3  d porgyűjtő elektróda felülete leválasztási hatásfok a por fajlagos elektromos vezetése (ellenállása) Lemezes elektrosztatikus porleválasztó a porterhelés nagysága Csöves elektrosztatikus porleválasztó Nedves porleválasztók ∆U: 30 – 80 kV a poros gáz kondicionálása A folyadék feladata, szerepe: i: 0,1 – 0,5 mA/m2 a porszemcsék nedvesítése a porszemcsék

(iszap) eltávolítása P: 0,1 -0,8 kW/1000 m3 gáz v: 0,8 – 4 m/s hatásfok: 95 – 99,5% Józsi bácsi Cementgyári elektrosztatikus porleválasztó MÉRETEK!!! Egyszerű gázmosó kolonna Egyfokozatú permetezős gáztisztító (porleválasztó) Önműködő tisztítású, nedvesített felületű gáztisztító egység Porleválasztó habkolonna Venturi-elven működő gázmosó 5 Nedves poreltávolítók Töltetes gázmosótorony Lebegtetett ágyas porleválasztó Folyadékzáras gázmosó „Vizes” porszívó 6