Technológiai folyamatok optimalizálása
2007/7-8. lapszám | Sümeghy Péter | 4876 |
Figylem! Ez a cikk 19 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az ipari folyamatok során jelentős energiafelhasználás történik, mely a technológia műszaki fejlettségétől és az elérhető technológia hatásosságától függ. A technológiai berendezés egységeinek minősítésére szolgál az energetikai hatásfok, melynek növelésével a folyamathoz szükséges, valamint a veszteségenergia mennyisége csökkenthető. E cél elérésének érdekében a technológiai folyamat fejlesztése szükséges, ami lehet rövidtávú megoldás (minimális vagy elhanyagolható befektetéssel, pl. gondos üzemvezetés), középtávú megoldás (meglévő ipari berendezések módosításával, mérsékelt tőkebefektetéssel, rövid megtérülési idővel), vagy hosszú távú megoldás (tőkeigényes: stratégiaváltás).
Az aktív környezetvédelem szolgál a káros anyag és hulladékenergia létrejöttének megelőzésére, illetve mérséklésére, mely esetben, a technológiai folyamatban, a szennyezőanyag keletkezésének lehetőségét csökkentjük hatékony és takarékos anyag- és energiaátalakítással. A passzív védelem a káros anyag és hulladékenergia létrejötte utáni kibocsátás mérséklését, a már keletkezett szennyezés megszüntetését célozza. Az energiafelhasználás legnagyobb hányadában hőenergiára van szükség hőfejlesztési célra, melynek felhasználásában igen lényeges a hőmérséklet értéke. A hőmérséklet emelésével gyorsíthatók a fizikai és kémiai folyamatok, bizonyos hőmérsékletek alatt esetleg nem is játszódnak le az elvárt történések. A teljes hőenergia-felhasználás mintegy fele 100 °C alatt valósul meg (elvárt életkörülményeink biztosításához), 20%-a 100-300 °C hőmérséklet-tartományban alkalmazott (különféle vegyipari technológiáknál), 10%-a 300-1000 °C között hasznosul (szervetlen vegyipari technológiáknál), és a maradék 20%-ot az 1000 °C feletti felhasználás adja (fémfeldolgozás, szilikátipar). Az energiafelhasználás második legnagyobb területe a mechanikai munka. A közlekedés mellett a legtöbb mechanikai munkát a bányászat, a mezőgazdaság és az építőipar használja.
Tüzelés hatékonyságának javítása az iparban
A technológiai folyamatok túlnyomó részében a folyamat során a hőbevitelt tüzeléssel valósítják meg. A tüzelés hatékonyságára és a környezetszennyezés mérséklésére az alábbi lehetőségek léteznek:
- tüzelőanyag módosítása, finomítása (kéntartalom minimalizálása),
- berendezések optimális üzemeltetése energetikai és környezetvédelmi szempontból (tüzelési folyamat optimalizációja), mely történhet mérési adatok alapján (monitoring) vagy korszerű égéstechnológiák alkalmazásával (emissziócsökkentés, tüzelőanyag-megtakarítás),
- veszteséghő fokozott felhasználása lehet tüzelőanyag, égéslevegő vagy tápvíz előmelegítése, kommunális hőigény kihasználása.
A fenti lehetőségek megvalósítására példák:
- Calcond hővisszanyerő rendszer, mely 25-6000 kW teljesítményű, olaj- vagy gáztüzelésű kazánoknál alkalmazható. Az érzékelhető hő visszanyerésével valósítható meg a tápvíz előmelegítése, míg a látens hő hasznosításával az égéslevegő vagy használati víz előmelegítésére, valamint a kondenzálódott vízcseppekkel a füstgáz-kondenzátum lekötése, amiből az így lekötött veszélyes anyagok elvezetése történhet akár a csatornába is.
- Optimalizálás mérési adatok alapján. Például egy gáztüzelésű kőzetszárító dob műszaki leírás szerinti, optimálisan beállított tüzelésén mérések alapján úgy lehet változtatni, hogy a technológia maradéktalan kiszolgálása mellett 15-20%-os gázmegtakarítás mutatható ki.
- Erőművi kazánok NOx-kibocsátásának csökkentésére lehetőséget nyújt az égési folyamatok megfelelő irányítása, valamint a tűztérbe történő belépés előtt a levegő és a visszavezetett füstgáz keverése, melyekkel jelentős energia-megtakarítás is elérhető. Ez utóbbi esetében kis mennyiségű visszavezetett füstgázzal, a régi égő alkatrészeinek felhasználásával a kazán teljesítménye változatlan marad, és a pótlólagos energiaigény csekély.
- Ipari izzítókemencék NOx-kibocsátásának csökkentésére, a földgázüzemű rendszereknél ajánlott a pulzáló tüzelés, az előmelegített levegő víztartalmának fokozása bepermetezéssel, minek következtében 40-90%-os NOx-csökkentés érhető el.
A NOx-kibocsátás csökkentésére lehetőséget nyújt még:
- A keverékképzés, a hőmérsékleti lefutás, a tartózkodási idő, a reakciósebesség, a tűztérhőmérséklet, a hőmérséklet-eloszlás, a füstgáz-visszavezetés, a hőterhelés változtatása,
- az égő és a tűztér optimális kialakítása,
- a légfelesleg és az égési levegő hőmérsékletének változtatása,
- a melléktermékek és hulladékok, melyek egyes ipari folyamatoknál, főként az élelmiszeriparban jelentős mennyiségben keletkeznek, más iparágak számára alapanyagként szolgálnak. A már említett élelmiszeriparban keletkező növényi és állati melléktermék 95%-a takarmánynak feldolgozható szárazanyag-képzéssel, mely megfelelő égetési eljárással tüzelőanyagként hasznosítható. Ezen tüzelőanyag füstgáza se ként, se pernyét nem tartalmaz. Ilyen eljárás alkalmazásával ön-energiaellátó, nem fosszilis alapú ipari létesítmény alakítható ki. Amenynyiben a hőellátás és a technológiai hőigény kielégítése így még nem biztosított, akkor az e célra telepített energiaerdőből származó tűzifával (biomassza) kiegészíthető.
A technológiai fegyelem betartása
A gondatlanság és figyelmetlenség következtében jelentős energiapazarlás jelentkezhet. A technológiai berendezések szakszerű üzemeltetésével és karbantartásával nemcsak a pazarlás mérsékelhető vagy szüntethető meg, hanem a gépek élettartama is növelhető.
