Učinek tople grede

Učinek tople grede

  

Poleg CO2 je problematičen tudi metan. Toplogredni plini delujejo kot steklo v topli gredi. Jih je 6.

Delovanje: Sonce oddaja neko svoje sevanje, ki pride do zemeljskega površja. Del svetlobe se od površja odbije, velik del pa zemlja absorbira. S tem se zemlja segreje. Ko se segreje, oddaja to toplotno sevanje nazaj v atmosfero. To je IR sevanje, ki ga oddaja. Ker imamo plast toplogrednih plinov, večji del tega sevanja ostaja v nižjih delih atmosfere in ne gredo nazaj v vesolje. Tako se ozračje še bolj segreje. To pa deluje tako. Molekula plina absorbira IR sevanje in ga odda drugi molekuli. In tako se ponavlja nek proces absorpcije oddajanja emisije. In ves čas se to dogaja in ozračje se segreva.

Toplogredni plini morajo biti v neki normalni koncentraciji, ker bi bilo drugače premrzlo. Če pa jih je preveč, pa vplivajo na segrevanje, podnebne spremembe itd. Vse je povezano s segrevanjem ozračja.

Toplogredni plini

  • ogljikov dioksid
  • metan
  • didušikov oksid
  • hidrogenirani fluoroogljikovodiki HFC
  • perfluorirani ogljikovodiki ali perfluoroogljikovodiki PFC in
  • žveplov heksafluorid SF6

Molekule toplogrednih plinov absorbirajo toploto (IR sevanje) in jo oddajajo v vse smeri. Oddano toploto absorbirajo druge molekule teh plinov in proces absorpcije – emisije – absorpcije se ponavlja. Kar preprečuje, da bi toplota prešla v vesolje. Molekule zadržujejo toploto kot steklo v topli gredi.

  Plini nastajajo pri žganju fosilnih goriv, pri kmetijstvu. Bla bla.

  Je toplogredni plin tudi vodna para v ozračju. Na njeno količino pa ne moremo vplivati.

Leta 1997 je bil podpisan kjotski protokol. Države so se zavezale, da bodo zmanjševale emisije toplogrednih plinov. Moralo bi biti 55 držav. Začel je veljat leta 2005. Rusijo so prepričali, da podpiše. ZDA niso podpisali. Tudi Avstralija ni podpisala. Zdaj bodo baje do konc marca 2008 tud avstralci podpisali. Države se upirajo temu, ker se bojijo, da potem morajo poiskati nadomestek fosilnim gorivom, ki jih uporabljajo. Države EU so podpisnice in zmanjšujejo te emisije.

  Države članice EU so se zavezale, da bodo od leta 2008 do 2012 zmanjšale za 50% od enga leta ne vem kerga že, 1980. Slovenija pa je rekla, da bodo zmanjšali za 8% od leta 1986, ko je blo najhujše pri nas.

  98 podjetij v Sloveniji je velikih onesnaževalcev s toplogrednimi plini.

Največ izpustov toplogrednih plinov v Sloveniji proizvaja energetika, najbolj problematičen sektor pa je promet. Takoj za tem pa so papirnice, sploh večje.

Cestni promet je najtežje kontrolirati. Pri nas že pospešujemo uporabo BIO goriv.

V SLO največ obnovljive energije proizvedemo v hidroelektrarnah.

SVINEC Pb

Danes ni tako velik onesnaževalec v zraku. Prepovedana je prodaja osvinčenega bencina. Prej pa je bila večja koncentracija svinca v zraku, in tudi v krvi. Svinec je zelo strupena težka kovina. Danes se več ne prodaja. Od leta 2001 se ne prodaja več. V ozračju je nek prah, prašni delci, dim, ki ga ne vidimo.

PRAH, DIM

Na delcih prahu se absorbirajo škodljive snovi (plini, hlapi, kovine) in se s prahom vnašajo skozi dihala v organizem. To povzroča kronične zastrupitve, različne bolezni.

  Usedla plast prahu na listih rastlin.

Problematiko onesnaževanja zakonodaja daje v 2 dela. Nekaj je zrak, ki se ukvarja z emisijami CO2, drugo pa se ukvarja z emisijami toplogrednih plinov.

Zmanjševanje industrijskih emisij škodljivih snovi v zrak

  • izbira tehnološkega postopka, pri katerem škodljive snovi ne nastajajo ali nastajajo v čim manjši meri. Z uporabo drugih surovin ali spremembo energetske surovine.
  • Izbira zaprtega postopka oz. izbira postopka, pri katerem se škodljive snovi ponovno vračajo v postopek (recikliranje).
  • Če to ni mogoče, je potrebno škodljive snovi izločiti (odstraniti) iz tehnološkega zraka ali zraka iz kurilne naprave (dimnih plinov)

Lahko namesto TB na osnovi organskih topil vzamemo rajši TB na osnovi vode.

Odstranjevanje, tehnike odstranjevanja delcev iz zraka

Delitev naprav glede na sile na osnovi katerih poteka izločanje delcev:

  • usedalne komore (gravitacijske sile)
  • . je na listih

Usedalne (gravitacijske, sedimentacijske) komore

  Najpreprostejša naprava, prostor, kjer se večji delci usedajo. Cev z odpadnim zrakom se razširi v široko usedalno komoro, zaradi povečanega preseka se potovalna hitrost zraka v usedalni komori oliko zmanjša, da ostanejo delci prahu v komori dovolj časa, da se pod vplivom gravitacije usedejo – padejo na dno komore in se tako odstranijo. Uporablja se le za predhodno čiščenje.

  Delci se posedajo, ker so težji.

Vztrajnostni kolektorji

Delci v zračnem toku zaradi svoje vztrajnosti ne morejo slediti hitrim spremembam v smeri zračnega toka na vgrajenih ovirah v napravi, ter udarijo v oviro in padejo dol.

Cikloni

To so neki valji. V njih pride onesnažen zrak s trdimi delci in se vrtinči. Tam deluje na prašne delce centrifugalna sila. Potem delci spremenijo smer in udarijo v steno in se nabirajo na steni. Na dnu se zberejo delci v nekem silosu. Ciklon je ciklonski kolektor, zbiralec, separator.

  Ti cikloni so zelo razširjeni in odstranjujejo se tudi malo večji delci. Z vlažnimi cikloni lahko ločujemo tudi manjše delce. Ker se delci vežejo na vodo in se tako ločijo.

Filtri – vrečasti filtri

Enak način delovanja kot pri sesalcu. Zrak prehaja skozi vrečo iz filtrske tkanine ali keramičnega filtra, ki onemogoča prehod delcem v zraku, ki se vrečah filtra zadržijo in itd…bla bla. Delovanje vrečastih filtrov je zelo podobno kot pri sesalcu. Bistvi je, da se v filtrih, v njihovih odprtinah zadržijo prašni delci. Filtri so večslojni. Prah iz teh vreč se otresa.

Bobnasti filtri

To je več bobnov skupaj. Notri je nek tkaninski material. Zrak pride v notranjost bobna. V notranjosti ostajajo prašni delci.

Absolutni filtri

à to so HEPA FILTRI.

  Učinkovito čistijo zelo male prašne delce. Delce, ki so manjši od 0,3 um. Odstranjujemo zelo majhne delce. Imajo zelo tanka steklena vlakna, ki so sprejeta v nekem papirju. Zložijo filter kot harmoniko, da ima čim večjo površino.

Elektrostatični (elektro) filtri

Lahko so tudi elektrostatični izločevalci. Gre za to, da lahko odstranjujemo prašne delce, ki so manjši od 1 um. Stopnja odstranjevanja pa je 99%.

V prvem delu se delci elektrostatično nabijejo, potem v drugem delu pa se ti delci odstranijo. V prvem delu je elektrostatično polje. Imamo pozitivno in negativno elektrodo. Tam je korona, to je žica pod visoko napetostjo. Korona ionizira molekule v zraku. Ko se ta razelektri, dobimo v zraku oblak pozitivnih ionov (pozitivna korona). Če je korona pozitivno nabita, so ioni v zraku pozitivni. Tako prašni delci trčijo v ione, ki so v zraku in dobijo pozitiven naboj. Nato pa se v drugi stopnji (v filtrski komori) izločajo tako, da jih privlačijo kolektorske plošče. Delci se ujamejo na nasprotno nabitih ploščah. Če pa je korona negativno nabita, pride do ionizacije molekul v zraku, tako so prašni delci negativno nabiti. Te kolektorske plošče morajo pa imeti pozitiven naboj, da se bodo delci ujeli.

Vlažni kolektorji (skraberji) ali pralniki

Onesnažen zrak prihaja in potuje navzgor, vmes pa so vodne prhe. V zrak se ves čas prši voda. Prašni delci se primejo na kapljice vode, zato so večji, kot so bili prej, zato se na dnu kolektorja zbirajo delci in voda. Delci, ki se izločujejo, imajo velikost do 10 um.

  Taki vlažilni kolektorji so lahko tudi v obliki stolpa. Lahko so večji in manjši.

  Potem je še venturi skraber, kjer pride zrak od zgoraj in v isti smeri kasneje voda in vse spere dol, potem pa vse odteka v en kanal.

  S pralniki ne odstranjujemo samo prašnih delcev, ampak tudi nekatere plinaste. Plinaste snovi se na kapljice absorbirajo (raztapljajo). Ti pralniki so tako za uporabo odstranjevanja prašnih delcev in plinastih delcev.

Včasih je zraven še kombinacija kakšnega ciklona, da je odstranjevanje še bolj učinkovito.

Adsorpcija

  To je fizikalno kemijski proces. Je nabiranje, koncentriranje plinov na površini trdnega adsorbenta. Neki delci se vežejo na površino. To so lahko plinaste ali tekoče snovi. Vežejo se ponavadi na trdno površino.

  Gre za vezavo plinov na neko trdno snov. Adsorbat je snov, ki se veže na trdno snov (plin recimo), adsorbent pa je snov, na katero se vežejo adsorbati.

  Adsorbcija je fizikalna: Ko se molekule adsorbata vežejo na molekule adsorbenta s fizikalnimi vezmi. Fizikalne vezi so vodikove vezi, van der vaalsove vezi (med polarno in nepolarno, med dvema nepolarnima, bla bla.. več vrst).

Polarni (hidrofilni) adsorbenti:

Zeoliti, aluminia, silikagel (absorbira vodno paro iz zraka)

Uporaba zeolitov je tudi zelo široka. Tudi za odstranjevanje vodne pare iz zraka. Tudi za čiščenje vode. Vsebujejo neke ione. Adsorbenti se uporabljajo tudi za odstranjevanje onesnaževal iz vode.

Tudi Aluminijevi oksidi so Adsorbenti.

 

Nepolarni (hidrofobni) adsorbenri

Aktivno oglje, polimeri, hidrofobni zeoliti.

  Nepolarni so tudi uporabni za čiščenje zraka iz tiskarn, kjer so tiskarske barve na osnovi organskih topil. Najbolj znan adsorbent je aktivno oglje. To je zelo porozen čist ogljik. Ima veliko por, zato ima veliko površine na voljo za vezavo z nekimi plinskimi snovmi. Zato ima veliko specifično površino, to pa je površina, na katero se veže adsorbat. Ni samo za čiščenje zraka, tudi za čiščenje vode. Uporablja se tudi v medicini.

 Kombinacije: zeolit / aktivno oglje ali zeolit/polimer ali polimer/aktivno oglje

TO SPODAJ RAZLOŽIT ZA IZPIT

Adsorpcijska naprava ima več plasti adsorbenta. V to napravo (kolono, stolp) prihaja onesnažen zrak, ki ima hlapne organske spojine. Ti hlapi se adsorbirajo na aktivno oglje.

  Potem je potrebno narediti regeneracijo tega oglja. Da ga objavljamo, da ga ni potrebno ves čas zamenjevati.

  Na tak način bi lahko čistili odpadni zrak iz tiska, kjer se uporabljajo tiskarske barve na osnovi organskih topil. Tu gre za regenerativno adsorpcijo.

  Imamo neke plasti adsorbenta. Ta adsorbent je aktivno oglje. Adsorpcija se vrši toliko časa, dokler se površina adsorbenta popolnoma ne zasede z molekulami adsorbata. Potem pride vem čist zrak. Zdaj bi bilo potrebno aktivno oglje menjati, ampak ima aktivno oglje možnost regeneracije. Prepihamo ga z vodno paro. Ko se segreje nad 100%, se hlapi organskih topil desorbirajo. Se sprostijo iz površine adsorbenta in pridejo spet v plinasto stanje v ozračju. Te hlape je potrebno sedaj ujeti. V zraku so hlapi org topil in so pomešani z vodno paro. V nekaterih primerih jih uničijo tako, da jih zažgejo, druga možnost pa je, da jih utekočinijo. Tako naredijo kondenzacijo. Vroč zrak je potrebno ohladiti. Potem dobimo dve tekočini. Ena tekočina je topilo, druga tekočina pa je voda. Ker pa je topilo lažje od vode, je nad vodo in se lahko loči od vode. Potem se to pridobljeno organsko topilo uporabi za čiščenje tiskarskega stroja. Organsko topilo ponovno pridobimo in ga lahko spet uporabimo.

Na1 g aktivnega oglja se doseže lahko 150 m2 površine.

Absorpcija

To je vpijanje (raztapljanje) plinov v tekočem absorbentu. Absorpcija plinov je lahko kemijska ali fizikalna.

Tudi na tem področju imajo scruber. Hlapi alkohola gredo skozi neko vodno kopel. Tam se raztapljajo v vodi in na koncu na dnu se zbira voda, ki teče na čez ta sistem. Lahko so velike naprave. Uporabljajo jih lahko tudi v papirni industriji.

Kondenzacija

To je utekočinjenje plinov. Prehajanje iz plinaste faze v tekočo.

Zgorevanje

Je postopek s katerim gorljive nečistoče iz zraka pretvorimo v ogljikov dioksid in vodo. Smiselno je to uporabljati, ko so plinaste nečistoče gorljive. Bistvo tega sistema zgorevanja je, da s plini dobimo ogljikov dioksid in vodo. Kar je manj škodljivo, kot pa so hlapi organskih topil.

 Neposredno – plamensko zgorevanje se uporablja, ko je v zraku dovolj nečistoč in lahko vse samo zgori.

  Če pa jih je manj, pa uporabljajo katalitično izgorevanje. Kot oksidant dovajajo zrak, kjer je kisik.

  Plinaste nečistoče, (HOS) res zažgemo. Gre za oksidacijo v ogljikov dioksid in vodno paro. Važen je oksidant.

  V izgorevalni komori se hlapi organskih topil oksidirajo v CO2 in vodo. Hlapi se segrejejo nad 760 °C. Pri taki T se izvrši oksidacija v CO2 in H2O. Če ta hlapna spojina vsebuje še kaj drugega, bo še kaj nastalo tudi. Povem ven dobimo ven Co2 in vodno paro. Pač očiščen zrak.

  Termična oksidacija se uporablja lahko tudi v neki tiskarni, kjer se tiska z barvami, ki so na osnovi organskih topil. V pastoznih barvah ni organskih topil, ampak so notri mineralna olja, ki so aromatski ogljikovodiki, ki hlapijo v ozračje. Pri sušenju bodo mineralna olja izhlapevala. Te hlape je potrebno potem poslati na termični oksidator (gorilnik).

Regenerativni termični oksidator

Tu se zrak segreje že na neko višjo T, zato je potrebno potem manj goriva, da bo vse zgorelo. Prej je regenerativna komora, ki se segreje in oddaja toploto. Bistvo tega je, da porabi manj energije. Ker pa na koncu nastaja energija, se ta uporablja spet za segrevanje komore. Izkorišča tisto toplotno energijo, ki nastaja pri sežiganju hlapov.

Katalitični konverter (oksidator)

Naprava je takšna, da v njo priteka zrak, onesnažen s hlapi organskih topil. Zrak je kot nek oksidant. Gorivo je zemeljski plin. Zrak se segreje na 400°C. Potem nadaljuje pot skozi katalizator. To omogoča katalizacijo pri nižjih temperaturah. Pri temperaturah od 425 do 600°C. Katalizatorji so na nekih inertnih kovinah (aluminiju). Katalitični konverter ni primeren za čiščenje zraka, v katerem so hlapi topil ofsetnih tiskarskih barv, v katerih so olja, ki uničijo katalizator. S tem se odstrani iz zraka 95% HOS. Pri termični oksidaciji pa je 99%. Je slabše, ampak še vedno vredu, da je uporabno. Katalizator je platina ali paladij, ki je nanesen na AlO.

.

Regenerativni termični oksidator

Tu se zrak segreje že na neko višjo T, zato je potrebno potem manj goriva, da bo vse zgorelo. Prej je regenerativna komora, ki se segreje in oddaja toploto. Bistvo tega je, da porabi manj energije. Ker pa na koncu nastaja energija, se ta uporablja spet za segrevanje komore. Izkorišča tisto toplotno energijo, ki nastaja pri sežiganju hlapov.

save planet