Μεηαπηπρηαθή Γηαηξηβή

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Μεηαπηπρηαθή Γηαηξηβή"

Κασσάνδρα Αλεξάνδρου
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΚΤΠΡΟΤ ΥΟΛΖ ΓΔΧΠΟΝΗΚΧΝ ΔΠΗΣΖΜΧΝ ΚΑΗ ΔΠΗΣΖΜΖ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΟ Μεηαπηπρηαθή Γηαηξηβή Ζ ΠΡΟΟΠΣΗΚΖ ΣΖ ΔΦΑΡΜΟΓΖ ΣΖ ΚΑΗΝΟΣΟΜΟΤ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΥΡΖΖ Ζ 2 Χ ΠΡΟΘΔΣΟ ΚΑΤΗΜΟΤ Δ ΛΔΒΖΣΑ ΣΖ ΑΖΚ ΑΒΡΑΑΜ ΑΒΡΑΑΜ Λεκεζφο 2014

3 ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΚΤΠΡΟΤ ΥΟΛΖ ΓΔΧΠΟΝΗΚΧΝ ΔΠΗΣΖΜΧΝ ΚΑΗ ΔΠΗΣΖΜΖ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΟ ΣΜΖΜΑ ΔΠΗΣΖΜΖ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΟ Μεηαπηπρηαθή Γηαηξηβή Ζ ΠΡΟΟΠΣΗΚΖ ΔΦΑΡΜΟΓΖ ΣΖ ΚΑΗΝΟΣΟΜΟΤ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΥΡΖΖ Ζ 2 Χ ΠΡΟΘΔΣΟ ΚΑΤΗΜΟΤ Δ ΛΔΒΖΣΑ ΣΖ ΑΖΚ ΑΒΡΑΑΜ ΑΒΡΑΑΜ Λεκεζφο 2014

4 ΔΝΣΤΠΟ ΔΓΚΡΙΗ Μεηαπηπρηαθή δηαηξηβή Ζ ΠΡΟΟΠΣΗΚΖ ΔΦΑΡΜΟΓΖ ΣΖ ΚΑΗΝΟΣΟΜΟΤ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΥΡΖΖ Ζ 2 Χ ΠΡΟΘΔΣΟ ΚΑΤΗΜΟΤ Δ ΛΔΒΖΣΑ ΣΖ ΑΖΚ Παξνπζηάζηεθε απφ Αβξαάκ Αβξαάκ Δπηβιέπσλ θαζεγεηήο Μέινο επηηξνπήο Μέινο επηηξνπήο Σερλνινγηθφ Παλεπηζηήκην Κχπξνπ Μάηνο 2014 ii

5 Πλεπκαηηθά δηθαηώκαηα Copyright Αβξαάκ Αβξαάκ, 2014 Με επηθχιαμε παληφο δηθαηψκαηνο. All rights reserved. Ζ έγθξηζε ηεο κεηαπηπρηαθήο δηαηξηβήο απφ ην Σκήκα Δπηζηήκεο θαη Σερλνινγίαο πεξηβάιινληνο ηνπ Σερλνινγηθνχ Παλεπηζηεκίνπ Κχπξνπ δελ ππνδειψλεη απαξαηηήησο θαη απνδνρή ησλ απφςεσλ ηνπ ζπγγξαθέα εθ κέξνπο ηνπ Σκήκαηνο. iii

6 Θα ήζεια λα επραξηζηήζσ ηδηαίηεξα ηνλ Γξ. Πέηξν άββα, γηα ηελ βνήζεηα θαη ηελ θαζνδήγεζε πνπ κνπ έρεη δψζεη ηνλ ηειεπηαίν ρξφλν γηα λα θέξσ ζε πέξαο ηε κεηαπηπρηαθή δηαηξηβή. iv

7 ΠΔΡΙΛΗΦΗ Ζ παξνχζα Μεηαπηπρηαθή Γηαηξηβή έρεη ζαλ θχξην ζθνπφ λα δηεξεπλήζεη ηηο επηπηψζεηο θαη θπξίσο ηα νηθνλνκηθά απνηειέζκαηα απφ ηε ρξήζε ηνπ πδξνγφλνπ σο πξφζζεην θαχζηκν ζε κεγάινπο βηνκεραληθνχο ιέβεηεο νη νπνίνη ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Ζ κείσζε ζηε ηηκή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο είλαη έλαο απφ ηνπο πνην ζεκαληηθνχο παξάγνληεο νη νπνίνη κπνξνχλ λα βνεζήζνπλ ηελ νηθνλνκία ηεο ρψξαο λα βγεη απφ ηελ χθεζε ζηελ νπνία έρεη πεξηέιζεη. Με ηε κείσζε ζηε ηηκή ηνπ ειεθηξηζκνχ ζα αλαδσνγνλεζεί ε αγνξά, κε παξάιιειε ελίζρπζε ζηηο επελδχζεηο θαη ηελ βηνκεραλία, γηα λα κπνξέζεη ν ηφπνο λα μεπεξάζεη ηα νηθνλνκηθά πξνβιήκαηα πνπ αληηκεησπίδεη. ηελ εηζαγωγή γίλεηαη κηα ζχληνκε ηζηνξηθή αλαδξνκή γηα ηελ δεκηνπξγία ηνπ H 2 θαζψο θαη γηα ηηο ελψζεηο ζηηο νπνίεο απαληάηαη ζηε θχζε Δπηπιέσλ αλαθέξνληαη νη θχξηεο κέζνδνη παξαγσγήο ηνπ θαζψο θαη ε ελέξγεηα πνπ πξνθχπηεη απφ ηε θαχζε ηνπ. Σν πξώην θεθάιαην θαηαπηάλεηαη κε ηηο ρεκηθέο θαη ηηο θπζηθέο ηδηφηεηεο ηνπ πδξνγφλνπ δίλνληαο γεληθά κηα πιήξε πεξηγξαθή γηα ην ηη πξαγκαηηθά είλαη ην θαχζηκν ην νπνίν θαίγεηαη ρσξίο ηελ παξαγσγή θαζφινπ CO 2, CO, NO x ή SO 2 ή ζσκαηηδίσλ πνπ είλαη νη θπξηφηεξνη παξάγνληεο γηα ηα πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα πνπ αληηκεησπίδεη ε ζχγρξνλε θνηλσλία. ην δεύηεξν θεθάιαην πξαγκαηνπνηείηαη κηα ηζηνξηθή αλαδξνκή γηα ηε ρξήζε ηεο ελέξγεηαο θαη πψο ε ρξήζε απηή επεξεάδεη ην πεξηβάιινλ θαη ζπκβάιιεη ζηελ θιηκαηηθή αιιαγή. Πεξηγξάθεηαη επίζεο ην καδνχη σο θαχζηκν ην νπνίν ζα ρξεζηκνπνηεζεί ζε ζπλδπαζκφ κε ην πδξνγφλν ζηνλ ιέβεηα γηα λα γίλεη αλάιπζε ησλ απνηειεζκάησλ. ηε ζπλέρεηα πεξηγξάθεηαη ε ρξήζε ηνπ απφ ηνλ άλζξσπν ζαλ θαχζηκν γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθνχ θνξηίνπ, κηα ηερλνινγία αξθεηά ππνζρφκελε, θαζψο θαη ε δπλαηφηεηα λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη σο πξφζζεην θαχζηκν βειηηψλνληαο ηελ θαχζε θαη κεηψλνληαο ηνπο ξχπνπο σο θαζαξφ θαχζηκν. Σν ηξίην θεθάιαην αζρνιείηαη κε ηηο κεραλέο εζσηεξηθήο θαχζεο, πξαγκαηνπνηείηαη κηα ζχληνκε ηζηνξηθή αλαδξνκή, γηα ηελ εμέιημε ησλ κεραλψλ εζσηεξηθήο θαχζεο. Δπηπιένλ v

8 αλαθέξνληαη νη ηχπνη κεραλψλ πνπ ππάξρνπλ θαζψο θαη ε ηεηξάρξνλε ιεηηνπξγία ηεο κεραλήο εζσηεξηθήο θαχζεο. ην θεθάιαην ηέζζεξα αλαιχεηαη ε ρξήζε ηνπ πδξνγφλνπ ζαλ πξφζζεην θαπζίκνπ θαη πσο απηφ βνεζά ζηε βειηίσζε ηεο θαχζεο ηφζν ζε κεραλέο εζσηεξηθήο θαχζεο φζν θαη ζε ιέβεηεο. ηε ζπλέρεηα αλαιχνληαη νη ηξφπνη παξαγσγήο ηνπ πδξνγφλνπ θαη πην αλαιπηηθά ε ειεθηξφιπζε ηνπ λεξνχ. Σν πέκπην θεθάιαην παξνπζηάδεη ηελ εθαξκνγή πδξνγφλνπ ζαλ πξφζζεην θαχζηκν, ην νπνίν πξνέξρεηαη απφ ειεθηξφιπζε ζε κηθξφ ιέβεηα ν νπνίνο θαίεη καδνχη. ην θεθάιαην έμη παξνπζηάδεηαη ε ιεηηνπξγία ελφο ιέβεηα ηεο ΑΖΚ θαη ν ηξφπνο κε ηνλ νπνίν ζα γίλεη ε εθαξκνγή ηνπ κίγκαηνο πδξνγφλνπ θαη νμπγφλνπ ζηνλ ιέβεηα απηφ. ην έβδνκν θεθάιαην παξνπζηάδνληαη ηα απνηειέζκαηα απφ ηε ρξήζε ηνπ παξαγφκελνπ κίγκαηνο απφ ηελ ειεθηξφιπζε ηνπ λεξνχ, ζε κηθξφ ιέβεηα, θαη ην θφζηνο παξαγσγήο ηνπ κίγκαηνο. Σν όγδνν θεθάιαην παξνπζηάδεη αλαιπηηθά ηα νηθνλνκηθά απνηειέζκαηα απφ ηελ ζπγθξηηηθή ρξήζε ησλ απνηειεζκάησλ ρξήζεο ηνπ κίγκαηνο ζηνλ ιέβεηα ηεο ΑΖΚ θαη ηα αλακελφκελα νηθνλνκηθά θαη πεξηβαιινληηθά νθέιε. vi

9 Abstract The purpose of this study is to investigate the main effects and basically the economic results by using hydrogen as a fuel additive in large industrial boilers which are used for electricity production. At a time when the cost of electricity is one of the most important factors that can help the country's economy to emerge from recession which has come revitalizing the market, boosting investment and industry to enable the site to overcome the financial problems. The introduction is a throwback to the creation of hydrogen and the complexes that it can be found, how it can be produced and the amount of energy that can be produced by its combustion. It also describes the effects of the exposure of the human body in a hydrogen atmosphere. The first chapter deals with the chemical and physical properties of hydrogen and generally gives a full description of what really is the fuel that burns out without producing any CO 2, CO, NO x, SO 2 or particulates. The main factors for the environmental problems facing modern society are also given. The second chapter is a throwback to the energy use and how this use affects the environment and contributes to climate change. It also describes the creation of acidification, and global warming, with incalculable consequences for life on earth and man himself. Heavy fuel oil which will be used together with hydrogen is also described in the boiler, and the results are analyzed. The use of H 2 as a fuel is also described and the way to generate electric charge, a promising technology, and also the ability to use H 2 as a fuel additive improving combustion and reducing pollutants as a clean fuel. The third chapter deals with internal combustion engines, their development, types of machines available and the operation of four stroke internal combustion engines. Chapter four analyzes the use of hydrogen as a fuel additive and the way that this helps to improve combustion in internal combustion engines and boilers. Production of hydrogen by the use of water electrolysis is also discussed in detail. The fifth chapter presents the application of hydrogen as a fuel additive, which is derived from electrolysis, in a small boiler which burns fuel oil. vii

10 Section six shows the operation of a boiler of EAC and the manner in which the application of a mixture of hydrogen and oxygen is introduced in this boiler. The seventh chapter presents the results by using the resulting mixture from electrolysis of water, in a small boiler, and the production costs of the mixture. The last chapter presents in detail the results of using a mixture of hydrogen and oxygen in a boiler of EAC, compared to the experimental boiler results, and analyzing the expected economic and environmental benefits. viii

Σχετικά έγγραφα

ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΚΤΠΡΟΤ ΥΟΛΖ ΓΔΩΣΔΥΝΗΚΩΝ ΔΠΗΣΖΜΩΝ ΚΑΗ ΓΗΑΥΔΗΡΗΖ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΟ. Πηπρηαθή εξγαζία

ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΚΤΠΡΟΤ ΥΟΛΖ ΓΔΩΣΔΥΝΗΚΩΝ ΔΠΗΣΖΜΩΝ ΚΑΗ ΓΗΑΥΔΗΡΗΖ ΠΔΡΗΒΑΛΛΟΝΣΟ Πηπρηαθή εξγαζία ΠΑΡΑΓΩΓΖ ΒΗΟΑΗΘΑΝΟΛΖ ΑΠΟ ΑΠΟΒΛΖΣΑ ΠΟΡΣΟΚΑΛΗΟΤ ΜΔ ΣΟ ΣΔΛΔΥΟ PICHIA KUDRIAVZEVII ηέιια ηαπξηλνχ Λεκεζφο