Prosojnice
Pridobivanje energije iz fosilnih goriv viri primarne energije premog surova nafta plin iz vrtine drva iz gozda uran iz rudnika sončno sevanje voda veter toplota meh. delo toplota zgorevanje meh. delo toplota meh. delo el. energija svetloba zvok Energije in okolje 4 Uporaba primarnih virov energije zgorevanje nafta 37 % jedrska 6 % sonce 0,5 % premog 25 % plin 23 % biomasa 4 % voda 3 % veter 0,3 % geotermalna 0,2 % biogoriva 0,2 % fotovoltaika 0,04 % Energije in okolje 6 Zgorevanje gorivo trdno, kapljevito: C, H, S, O, N, H2O, pepel plinasto: H2, CxHy, CO2, N2,... dimni plini N2, O2, H2O, CO2, SO2 + + zrak N2, O2, (H2O, CO2, Ar,...) toplota Qg =mg Hi Energije in okolje 7 Energije in okolje 8 Zgorevanje Sestava goriva masni delež ogljika in vodika v gorivu: wC = mC mg wH = mH mg Masna sestava ogljikovodikov (CxHy) molska masa ogljika in vodika: masna deleža ogljika in vodika: MC =12kg/kmol MH =1kg/kmol x - št. atomov ogljika v molekuli y - št. atomov vodika v molekuli wC = x MC x MC + y M H wH = y MH x MC + y M H Energije in okolje 9 Reakcije izraženo s kmol snovi: C + O2 → CO2 4H + O2 → 2H2O izraženo s kg snovi: 12 kgC + 32 kgO2 →44 kgCO2 4 kgH + 32 kgO2 →36 kgH2O izraženo na 1 kg gorljivega elementa: 1 kgC + 2,67 kgO2 →3,67 kgCO2 1 kgH + 8 kgO2 →9 kgH2O Energije in okolje + 33,9 MJ + 141,8 MJ 13 Osnovne enačbe zgorevanja 1 kgC + 2,67 kgO2 →3,67 kgCO2 1 kgH + 8 kgO2 →9 kgH2O + 33,9 MJ + 141,8 MJ potrebna količina zraka za zgorevanje: mZ ,min = mg 1 (2,67wC + 8wH ) 0,23 količina ogljikovega dioksida in vode nastalih pri zgorevanju: mCO2 = mg (3,67wC ) mH2O = mg (9w H + w H2O ) sproščena energija pri zgorevanju - kurilnost goriva: Q = mg (33,9wC + 141,8w H ) 144424443 kurilnost goriva Energije in okolje 18 Naloga Za ogrevanje stanovanjske hiše porabimo 80 GJ toplote na leto, ki jo lahko dobimo s kurjenjem premoga, kurilnega olja ali zemeljskega plina. Premog je sestavljen iz 55 % ogljika in 4 % vodika (masni deleži, preostanek so negorljive snovi), za olje in plin pa upoštevamo kar kemijski formuli C12H23 in CH4. a) Za vse tri vrste goriva ugotovi, koliko kg CO2 se sprosti pri zgorevanju 1 kg goriva. b) Izračunaj potrebno količino posamezne vrste goriva za ogrevanje hiše. c) Kolikšna je celoletna količina nastalega CO2 pri uporabi posamezne vrste goriva? Energije in okolje 19 Naloga wC = x MC x MC + y M H wH = y MH x MC + y M H mCO2 = mg (3,67wC ) Q = mg (33,9wC + 141,8w H ) Energije in okolje 20 Naloga Osebni avtomobil z bencinskim motorjem ima povprečno porabo goriva 8 l/100 km, avtomobil z dizelskim motorjem pa 6,6 l/100 km. Z obema prevozimo v enem letu 20.000 kilometrov. Poznamo tudi lastnosti goriva: – bencin: povprečna kemijska formula: C8H18, gostota 720 kg/m3 – diesel: povprečna kemijska formula: C12H23, gostota 850 kg/m3 d) Izračunaj povprečno emisijo CO2 na prevožen km poti. e) Izračunaj celoletno količino nastalega CO2. Rešitev: d) za oba velja m CO2 = 178 g/km e) za oba velja mCO2 = 3560 kg/leto Energije in okolje 22 Naloga Po podatkih Elektra Ljubljana je v gospodinjstvih povprečna mesečna poraba električne energije okrog 290 kWh. Približno polovica električne energije, ki jo dobavlja Elektro Ljubljana je proizvedena iz premoga (Termoelektrarna-toplarna Ljubljana, Termoelektrarni Šoštanj in Trbovlje). Upoštevaj izkoristek pretvorbe energije goriva v elektriko 30 % in lastnosti premoga podane v prvem delu naloge. f) Kolikšna je poraba premoga za proizvodnjo električne energije, ki jo v enem letu porabi povprečno gospodinjstvo? g) Izračunaj s tem povezano letno emisijo CO2. Rešitev: f) mpremog = 859 kg/leto g) mCO2 = 1733 kg/leto Energije in okolje 24 Primerjava rezultatov količina goriva količina CO2 kg kg glede na osebo količina O2 glede na osebo kg ogrevanje premog 3290 6641 18,4 5884 22,6 olje 1641 5192 14,4 5585 21,5 plin 1314 3617 10,0 5260 20,2 bencin 1152 3560 9,9 4045 15,6 diesel 1122 3551 9,9 3819 14,7 859 1733 4,8 1536 65,9 avto elektrika premog Energije in okolje 25
© Copyright 2024