Az energetikai fejlesztések fő irányai

Tartalom

1. Az energetika helyzete és a fejlesztések irányai 13
1.1. Az energetika, a népesség és az energiahordozók 13
1.2. Fejlesztés alatt álló technológiák 20
1.2.1. Az ultra-szuperkritikus erőmű (USC) 21
1.2.2. Nyomás alatti fluidizációs tüzelésű erőmű (PFBC) 21
1.2.3. Az integrált elgázosítás (IGCC és IMFC) 23
1.2.4. Olvasztott karbonátos tüzelőanyag-cella (MCFC) 25
1.3. Hatásfokjavítás 25
1.4. A tüzelőanyag szerepe 26
1.5. Erőművek felújítása 31
1.6. Új ligniterőmű létesítése Magyarországon 35
Irodalom az 1. fejezethez 36
2. A közgazdasági eszközök szerepe 39
2.1. Az új beruházások költségei 39
2.2. Az energiarendszer-fejlesztés belső és külső költségei 48
2.3. A szén és a szén ára 54
2.4. Az olaj 58
2.5. A földgáz 59
2.6. A tüzelőanyagárak befolyása 69
2.7. Az emissziókereskedelem 76
2.8. Az adó 78
Irodalom a 2. fejezethez 82
3. A konvencionális tüzelések fejlesztésének elméleti alapjai 85
3.1. Az anyagkeverékek őrlési elméletének továbbfejlesztése 85
3.2. A különféle tüzelőanyagok égésmechanizmusának főbb vonásai 90
3.2.1. A gáz égése 93
3.2.2. Az olaj égése 96
3.2.3. A szén égése 99
3.3. Az impulzusholográfia alkalmazása égésfolyamatok értékelésére 102
3.4. A szénszemcse és a különböző lángelemek égésének hullámjelenségei 107
Irodalom a 3. fejezethez 117
4. Széntüzelések 119
4.1. Szénportüzelési rendszerek és a szénporégők fejlesztése 120
4.1.1. Zárt ciklusú tüzelés 123
4.1.2. Nyílt ciklusú tüzelés 124
4.2. Az első tüzeléstechnikai fejlesztések a Mátrai Erőműben 125
4.2.1. Félig nyílt ciklusú tüzelés a Mátrai Hőerőműben 131
4.3. Szénpor indító és támasztótüzelések 134
4.3.1. Elméleti alapok, tüzelési megfontolások 136
4.3.2. A szeparátoros örvényégő elvi kialakítása 140
4.3.3. A szeparátoros örvényégő alkalmazása lignittüzelésű gőzkazán indításához 142
4.3.4. Támasztótüzelés kialakítása szeparátoros örvényégővel a Tatabányai I. Hőerőműben 144
4.4. Szempontok a szénportüzelésű kazánok határfűtőértékének megállapításához 146
4.4.1. A szénminőség szerepe 146
4.4.2. A kopás és következményei 147
4.4.3. Segédberendezések, szabályozás 147
4.4.4. A tüzelés stabilitása 148
4.4.5. Gazdaságossági korlátok 149
Irodalom a 4. fejezethez 150
5. Fluidizációs tüzelés 153
5.1. Áramlástechnikai alapok 153
5.2. A szénszemcse égése a fluidizált rétegben 163
5.3. A fluidréteg számítása 172
5.4. A fluidtüzelésű kazán indítása és leállítása 174
5.5. Üzemi berendezések 181
5.6. Magyarországi fejlesztések a fluidizációs technikában 189
5.6.1. Üzemi megvalósítás a Tatabányai Hőerőműben 190
5.6.2. Az Ajkai Hőerőmű kazánjainak átalakítása 192
5.6.3. Mérési eredmények 198
5.7. Nyomás alatti fluidtüzelés 199
5.8. Hamuutóhűtő atmoszferikus fluidizációs berendezésnél 202
5.9. Fluidtüzelési kísérletek kisberendezésen 204
5.9.1. Az Ahlstrom 0,6 MWt Pyroflow kísérleti berendezése 204
5.9.2. Magyarországi (VEIKI) kísérleti berendezések a fluidizációs technikában 207
Irodalom az 5. fejezethez 213
6. Pernyeleválasztás 215
6.1. Mechanikus leválasztok 215
6.2. Elektrosztatikus leválasztás 216
6.3. Szövetszűrők vagy zsákos porleválasztók 219
Irodalom a 6. fejezethez 220
7. A kénszennyezés csökkentése 221
7.1. A kéntelenítési eljárások csoportosítása 222
7.2. A kén eltávolítása a primer energiahordozókból 223
7.2.1. A szén kéntelenítése 223
7.2.2. Az olaj kéntelenítése 225
7.2.3. A szén cseppfolyósítása 225
7.2.4. A szén elgázosítása 225
7.3. A szénhamu kénlekötése 226
7.4. Kéntelenítés fluidizációs tüzeléssel 231
7.5. Kéntelenítés adalékanyagokkal a tűztérben 236
7.6. Félszáraz mészkőbefúvásos eljárások a kénlekötésre 237
7.6.1. NIRO-eljárás 237
7.6.2. Flakt-eljárás 238
7.6.3. Tampella LIFAC-eljárás 239
7.7. A füstgáz-kéntelenítési eljárások csoportosítása 242
7.8. Száraz eljárások 246
7.8.1. Aktív szenes adszorpció 246
7.8.2. Katalitikus oxidáció 247
7.8.3. Réz-oxidos kéntelenítés 248
7.9. Nedves eljárások 249
7.9.1. Meszes/mészköves eljárások 249
7.9.2. Magnézium-oxidos eljárások 255
7.9.3. Eljárások alkalikus szorbensekkel 257
7.9.4. Kettős alkalikus eljárások 259
7.9.5. Ammóniás vizes eljárások 260
7.9.6. Kénsavas abszorpciós eljárások 261
7.9.7. Karbonátolvadékos abszorpció 262
7.9.8. Kéntelenítés harmatpont feletti hőmérsékleten ammóniával 262
7.9.9. Kén-dioxid és nitrogén-oxid egyidejű eltávolítása füstgázokból elektronbesugárzással 263
7.9.10. A szén kéntelenítése gőz-metán keverékkel 264
Irodalom a 7. fejezethez 265
8. A nitrogén-oxidok keletkezése és a csökkentési lehetőségek 267
8.1. A nitrogén-oxidok keletkezésének mechanizmusai 267
8.1.1. A termikus NOx 268
8.1.2. A tüzelőanyag-NOx főbb egyenletei 269
8.1.3. A prompt NO,- 274
8.2. A keletkező nitrogén-oxidok mennyiségének csökkentése 275
8.3. Üzemviteli lehetőségek a NOx-emisszió csökkentésére 275
8.4. Konstrukciós lehetőségek a NOx-emisszió csökkentésére 281
8.4.1. Saroktüzelés 281
8.4.2. A többfokozatú égés megvalósítása a tűztérben 282
8.4.3. Alacsony NOx-képződésű égőkonstrukciók 287
8.5. Nitrogén-oxid-leválasztás 292
8.5.1. Szelektív katalitikus eljárás (SCR) 293
8.5.2. Nem szelektív katalitikus leválasztás (NSCR) 297
8.5.3. Szelektív nem katalitikus leválasztás 297
8.5.4. Nedves eljárások 299
8.5.5. Kombinált SOx/NOx-leválasztás 299
Irodalom a 8. fejezethez 301
9. A szén elgázosítása és a gáz-gőz körfolyamatban történő hasznosítása 303
9.1. Szénelgázosítással létesített kombinált ciklus 307
9.1.1. Fix réteges elgázosító 311
9.1.2. Fluidizált réteges elgázosító 314
9.1.3. Átáramlásos elgázosító rendszer 314
9.1.4. A „Cool Water" gáz-gőz erőmű 320
9.1.5. „Folyékonyvas-fürdős" eljárás 325
9.2. A gázturbinák fejlődése környezetvédelmi szempontból 325
9.3. A DeNOx rendszer alkalmazása kombinált ciklusnál 331
9.4. Tüzelőanyag-cellák (fuel cells) 335
9.5. Gázturbinás kombinált erőművek magas hőmérsékletű tüzelőanyag-cellával 338
Irodalom a 9. fejezethez 341
10. A klíma változása és az energetika 343
10.1. Környezetünk 343
10.2. A Föld légköre 348
10.3. A metán, az ózon és a freonok szerepe az üvegházhatásban 356
10.3.1. A metán (CH4) szerepe 356
10.3.2. Az ózon szerepe 361
10.3.3. A freonok (CFCs, SF6) szerepe 361
10.4. A CO2 hatása az üvegházfolyamatban 366
10.5. A C02 csökkentése 373
10.5.1. Kombinált erőművek - A „topping ciklus" és az IGCC 374
10.5.2. A CO2 leválasztása 379
10.5.3. ACO2 elhelyezése 382
10.6. A N2O szerepe az üvegházhatásban 383
Irodalom a 10. fejezethez 393
11. A magyar villamosenergia-iparág jelenlegi fő kapacitásbővítési változatai mellett adódó emissziószabályozási lehetőségek 395
11.1. Az esetleges szűk keresztmetszetek feloldásának gazdasági kihatásai 399
11.2. A CO2-kibocsátás tüzelőanyag-oldali szabályozásának fő lehetőségei 404
11.3. Az emissziócsökkentés megvalósításának lehetőségei: a tüzelőanyag-szerkezetváltás és a hatásfoknövelés 410
11.4. Az emissziócsökkentés más lehetőségei: a megújuló energiaforrások 415
11.4.1. Vízenergia 415
11.4.2. Napenergia 415
11.4.3. Szélenergia 419
11.4.4. Geotermikus energia 424
11.4.5. Biomasszából nyerhető energia 425
11.4.6. A megújuló energiák részaránya 426
Irodalom a 11. fejezethez 426
12. A Kiotói Jegyzőkönyv alapján Magyarországra háruló kötelezettségek, a kötelezettségek várható, lehetséges megosztása a nemzetgazdaságon belül 427
12.1.A Kiotói Jegyzőkönyv összegzése 427
12.2. Az üvegházhatású gázok emissziója az elmúlt két évtizedben a hazai villamosenergia-iparban 435
12.3. A jelenlegi kibocsátási helyzet a magyar villamosenergiaiparban 440
Irodalom a 12. fejezethez 446

Témakörök