ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΚΑΥΣΙΜΑ ΤΗΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΦΑΝΙΑΣ

Transcript

1 ΣΕΙ Καβάλας Σμήμα: Σετνολογίας Πεηρελαίοσ και Φσζικού Αερίοσ ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΚΑΥΣΙΜΑ ΤΗΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΒΙΟΜΗΦΑΝΙΑΣ ηοσ Κρακούδη Δημήηρη. Ειζηγήηρια: Σρανηάκη Αναζηαζία Καβάλα Μάρτιος 2009

2 ΠΡΟΛΟΓΟ ΠΡΟΛΟΓΟ Η παπούζα πηςσιακή επγαζία αζσολείηαι με ηα Καύζιμα ηηρ Σζιμενηοβιομησανίαρ. Ειδικόηεπα η μελέηη αναλύει ηον ηπόπο επιλογήρ και σπήζηρ καςζίμων ηηρ Σζιμενηοβιομησανίαρ Α.Ε ΣΙΣΑΝ, η οποία είναι εγκαηεζηημένη ζηο νομό Θεζζαλονίκηρ. Σα δεδομένα και οι πληποθοπίερ για ηην παπακάηω μελέηη ζςλλέσθηζαν με ηη βοήθεια ηων ςπεςθύνων ηηρ παπαπάνω εηαιπείαρ. Χωπίρ ηην άπηια επαγγελμαηική ςπεςθςνόηηηα και ζςνεπγαζία ηην οποία ςπέδειξαν ηόζο οι ςπεύθςνοι ηηρ Εηαιπείαρ όζο και η ςπεύθςνη καθηγήηπια Κα. Σπανηάκη Αναζηαζία, η παπούζα πηςσιακή επγαζία δεν θα ήηαν δςναηόν να εκπληπωθεί. Αθιεπώνω ηην παπούζα πηςσιακή επγαζία ζηοςρ γονείρ μος.

3 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ ΔΠΗΛΟΓΖ ΚΑΗ ΥΡΖΖ ΚΑΤΗΜΩΝ Η θαηάιιειε επηινγή θαη ε ρξήζε θαπζίκσλ ήηαλ πάληα θαη είλαη έλα ζέκα κεγάινπ ελδηαθέξνληνο γηα ηε βηνκεραλία ηζηκέληνπ. Σα θαχζηκα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηνλ θιίβαλν γηα ηελ παξαγσγή θιίλθεξ θαη ζηνπο μεξαληήξεο ησλ πξψησλ πιψλ ή ησλ πξφζζεησλ νπζηψλ είλαη δσηηθήο ζεκαζίαο. Ο ηξέρσλ άγξηνο αληαγσληζκφο ζηελ αγνξά ηζηκέληνπ θαη ην πςειφ θφζηνο θαπζίκσλ ζηελ ηειηθή ηηκή ηνπ πξντφληνο θάλεη ηηο εηαηξείεο λα αλαδεηνχλ ην νηθνλνκηθφηεξν κίγκα γηα ηελ θαχζε ησλ θιηβάλσλ ηνπο. Απηή ε αλαδήηεζε πξέπεη λα πξαγκαηνπνηεζεί κε ηελ νθεηιφκελε πξνζνρή ζηελ πνηφηεηα ηνπ θιίλθεξ θαη ζην πεξηβάιινλ ιακβάλνληαο ππφςε ηε δηαζεζηκφηεηα ησλ δηαθφξσλ θαπζίκσλ. 1.1 ΣΑΞΗΝΟΜΖΖ ΚΑΤΗΜΩΝ Τπάξρεη κηα κεγάιε πνηθηιία θαπζίκσλ πνπ κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί ζχκθσλα κε δηαθνξεηηθά θξηηήξηα. Λακβάλνληαο ππ φςηλ ηελ επέθηαζε ζηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο, κηα επξέσο ρξεζηκνπνηνχκελε ηαμηλφκεζε είλαη ε δελδξνεηδήο, πνπ απεηθνλίδεη θαη ηελ πξνέιεπζε ησλ θαπζίκσλ θαη ηνλ ηξφπν πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη παξαδνζηαθά. (ζρήκα 2.5.1). Σν δηάγξακκα πεξηιακβάλεη ηα ραξαθηεξηζηηθφηεξα παξαδείγκαηα θαπζίκσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απηήλ ηελ πεξίνδν απφ ηε βηνκεραλία 1

4 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ ηζηκέληνπ. Όια ηα θαχζηκα είλαη νη νπζίεο πνπ παξνπζία ελφο νμεηδσηηθνχ ζπλήζσο, αιιά φρη απνθιεηζηηθά, αηκνζθαηξηθφο αέξαο - κε κηα αξρηθή ελεξγεηαθή ψζεζε δίλνπλ κηα ρεκηθή αληίδξαζε νμείδσζεο πνπ είλαη εμψζεξκε θαη ηαρεία. Δπεηδή ζπκβαίλεη πνιχ γξήγνξα, ην πνζνζηφ κεραληζκψλ κεηαθνξάο ζεξκφηεηαο (ζπλαγσγή θαη αθηηλνβνιία) δελ είλαη επαξθέο λα πξνσζήζεη ην δηαζθεδαζκφ ζην πεξηβάιινλ ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη απφ ηε κεηαηξνπή ηεο ρεκηθήο ελέξγεηαο. πλεπψο ππάξρεη ζέξκαλζε ησλ πξντφλησλ αληίδξαζεο θαη ε παξαγσγή κηαο θαπηήο ζεξκηθήο δεμακελήο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζε δηάθνξεο βηνκεραληθέο δηαδηθαζίεο σο πεγή ελέξγεηαο. Σα θαχζηκα είλαη νπζίεο κε πινχζηνπο ζε ελέξγεηα δεζκνχο φπσο ν C-C, H-H ή C-H νη νπνίνη αλ ζπάζνπλ κεηαηξέπεηαη ε ρεκηθή ελέξγεηα ζε ζεξκηθή. ε απηήλ ηελ θαηεγνξία βξίζθνπκε νπζηαζηηθά ηηο ελψζεηο ηνπ άλζξαθα, ηνπ πδξνγφλνπ, ηνπ αδψηνπ θαη ηνπ ζείνπ ζηηο νπνίεο ην νμπγφλν είλαη ζπρλά παξφλ σο ζπλνδεπηηθφ ζηνηρείν πνπ δελ έρεη θακία ζπκβνιή ζηελ ελεξγεηαθή απειεπζέξσζε. Ο άλζξαθαο θαη ην πδξνγφλν είλαη ηα ζηνηρεία πνπ πξνζζέηνπλ κέγηζην ελεξγεηαθφ πεξηερφκελν ζηα θαχζηκα. Αληίζεηα ην άδσην θαη ην ζείν ελψ ζπκβάιινπλ ιηγφηεξν ελεξγεηαθά, δεκηνπξγνχλ πξντφληα πνπ ξππαίλνπλ ην πεξηβάιινλ. Ο πίλαθαο είλαη ζρεδηαζκέλνο ζχκθσλα κε ηηο πιεξνθνξίεο πνπ ζπγθεληξψλνληαη απ ηελ ηζηνζειίδα ηνπ Παγθφζκηνπ Ιδξχκαηνο Άλζξαθα (WCI) θαη παξνπζηάδεη ηε ζπκκεηνρή ζηελ παγθφζκηα ελεξγεηαθή θαηαλάισζε ηα ηειεπηαία 150 ρξφληα ησλ παξαδνζηαθψλ θαπζίκσλ φπσο ν άλζξαθαο ην πεηξέιαην, ηα ππνπξντφληα ηνπ, ην 2

5 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ θπζηθφ αέξην θαη ε βηνκάδα θαζψο θαη πξνβιέςεηο γηα ηα επφκελα 150 ρξφληα. ε απηφ ην δηάγξακκα ε πεξηνρή πνπ πξνζδηνξίδεηαη σο παξαδνζηαθέο αλαλεψζηκεο ελέξγεηεο παξνπζηάδεη ηελ ελέξγεηα πνπ πξνέξρεηαη απφ ηελ θαχζε ησλ πιηθψλ πνπ είλαη αλαλεψζηκα, δειαδή κπνξνχλ λα αλαθηεζνχλ ζε κηα ζχληνκε πεξίνδν. Υξεζηκνπνηνχληαη ρσξίο αλεζπρία γηα κηα ειεγρφκελε απνθαηάζηαζε, φπσο ην μχιν. 1.2 ΦΤΗΚΑ ΚΑΗ ΥΖΜΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ ΣΩΝ ΚΑΤΗΜΩΝ Σα θπζηθά θαη ρεκηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ θαπζίκσλ παίδνπλ κεγάιν ξφιν ζηε δηαδηθαζία θαχζεο, ζηε δηαδηθαζία παξαγσγήο θιίλθεξ θαη ζηελ εθπνκπή ησλ αηκνζθαηξηθψλ ξχπσλ. Απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά πνηθίιινπλ απφ θαχζηκν ζε θαχζηκν θαη κπνξνχλ λα παξνπζηαζηνχλ πνηνηηθά. Όια απηά ηα ραξαθηεξηζηηθά παξνπζηάδνληαη ζηνπο πίλαθεο απηνχ ηνπ θεθαιαίνπ. ΦΤΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ Σν θπζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ ησλ θαπζίκσλ πνπ είλαη ην πην ζεκαληηθφ ζηε δηαδηθαζία ηεο θαχζεο είλαη ε θάζε ε νπνία δηαηίζεηαη γηα θαχζε. Σα ζηεξεά, ηα πγξά θαη ηα αέξηα θαχζηκα θαίγνληαη κε δηαθνξεηηθνχο κεραληζκνχο θαη θηλεηηθέο ησλ αληηδξάζεσλ. Όηαλ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηνπο θιίβαλνπο ηζηκέληνπ, ηα ζηεξεά θαχζηκα θνληνπνηνχληαη θαλνληθά πξηλ ηε ρξήζε ηνπο θαη πλεπκαηηθά κεηαβηβάδνληαη ζηνλ θιίβαλν. ηα πγξά θαχζηκα γίλεηαη εθλέθσζε ιίγν πξηλ ηε θαχζε. Σα αέξηα θαχζηκα απιά ηξνθνδνηνχληαη ζηνλ θιίβαλν. ΠΡΟΘΔΣΑ ΦΤΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ Άιια θπζηθά ραξαθηεξηζηηθά, ηδηφηεηεο ησλ θαπζίκσλ πνπ είλαη ζεκαληηθά γηα ηηο ζπλζήθεο ρξήζεο θαη θαχζεο είλαη: Δηδηθή ζεξκόηεηα Απηφ ην κέγεζνο παξνπζηάδεη ην πνζφ ηεο ζεξκφηεηαο πνπ απαηηείηαη γηα λα απμήζεη θαηά έλαλ βαζκφ ηε ζεξκνθξαζία κηα κνλάδαο ηεο κάδαο ή ηνπ φγθνπ κηαο νπζίαο. Γηα παξάδεηγκα, είλαη ζεκαληηθφ απηφ ην κέγεζνο ζηνλ θαζνξηζκφ ηεο ελεξγεηαθήο θαηαλάισζεο θαηά ηελ δηαδηθαζία πξνζέξκαλζεο ηνπ θιηβάλνπ ε νπνία απαηηείηαη γηα κηα απνδνηηθή θαχζε ησλ θαπζίκσλ. Γηα ηελ εηδηθή ζεξκφηεηα ην ζπλήζσο ρξεζηκνπνηνχκελν 3

6 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ ζχκβνιν είλαη ην c p, ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη kj/kg αλά o K θαη kj/nm 3 αλά o K. Θεξκηθή αγωγηκόηεηα Απηφ ην κέγεζνο κεηξάεη ηελ ηθαλφηεηα ελφο κέζνπ λα κεηαθέξεη ζεξκφηεηα κέζσ ησλ κνξηαθψλ κεραληζκψλ. Απηφ ην κέγεζνο είλαη ζεκαληηθφ ζηελ πεξίπησζε ηνπ θαζνξηζκνχ ηνπ ζπληειεζηή ελαιιαγήο ζεξκφηεηαο θαη ζην κέγεζνο νπνηνπδήπνηε ελαιιάθηε ζεξκφηεηαο ν νπνίνο ρξεζηκνπνηείηαη ζηε δηαδηθαζία πξνζέξκαλζεο απαξαίηεηε γηα ηελ απνδνηηθή θαχζε. Γηα ηε ζεξκηθή αγσγηκφηεηα, ην θαλνληθφ ζχκβνιν είλαη K θαη ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο W/m αλά o K Ππθλόηεηα ή εηδηθή κάδα Απηφ ην κέγεζνο παξνπζηάδεη ηε κάδα ηεο κνλάδαο φγθνπ ελφο πιηθνχ. Δμαξηάηαη ζπλήζσο απφ ηε ζεξκνθξαζία θαη ζηελ πεξίπησζε ησλ αεξίσλ απφ ηελ πίεζε. Η ζεκαζία ηεο εμαξηάηαη θαη απφ άιιεο ζεκαληηθέο ηδηφηεηεο φπσο ην ημψδεο. Γηα ηε ππθλφηεηα, ην ζπλήζσο ρξεζηκνπνηνχκελν ζχκβνιν είλαη ξ θαη ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη kg/m 3 (SI). ρεηηθή ππθλόηεηα ή εηδηθό βάξνο Δίλαη έλαο άιινο ηξφπνο πνπ καο δείρλεη ηελ ππθλφηεηα κηαο νπζίαο, είλαη δειαδή ην πειίθν ηεο ππθλφηεηαο ηεο νπζίαο πξνο ηελ ππθλφηεηα νπζηψλ αλαθνξάο γηα ηα πγξά -λεξφ ζε 15 o C- θαη γηα ηα αέξηα -θάησ απφ θαζνξηζκέλεο ζπλζήθεο ζεξκνθξαζίαο θαη πίεζεο-. Γηα ηε ζρεηηθή ππθλφηεηα ην πην ρξεζηκνπνηνχκελν θνηλφ ζχκβνιν είλαη SG (specific gravity) θαη είλαη κηα αδηάζηαηε πνζφηεηα. ε κεξηθέο ρψξεο, ε ζρεηηθή ππθλφηεηα ησλ πγξψλ παξνπζηάδεηαη o API, ζε κηα θιίκαθα ησλ ηηκψλ SG κέζσ ηνπ ηχπνπ o API = (141.5/SG) Όξην αλάθιεμεο Απηφ ην κέγεζνο θαζνξίδεη κηα ζεηξά ζπγθεληξψζεσλ αέξησλ θαπζίκσλ αλακεκηγκέλα κε αέξα ηθαλέο λα δηαηεξήζνπλ κηα θιφγα. Σα 2 φξηα απηήο ηεο ζεηξάο θαινχληαη θαηψηεξν θαη αλψηεξν φξην αλάθιεμεο. Αληηζηνηρνχλ ζηελ ειάρηζηε θαη κέγηζηε ζπγθέληξσζε ησλ θαπζίκσλ πνπ ηθαλνπνηεί ηνπο φξνπο ζην θαζνξηζκφ απηνχ ηνπ κεγέζνπο. Σα φξηα αλάθιεμεο εμαξηψληαη ζπλήζσο απφ ηε ζεξκνθξαζία ηνπ κίγκαηνο αέξα / θαπζίκνπ θαη είλαη ζεκαληηθά γηα ην ραξαθηεξηζκφ ησλ νξίσλ αλάθιεμεο. Σα ζπλήζε ζχκβνια ρξήζεο είλαη LFL (low flash) θαη HFL (high flash) αληίζηνηρα γηα ην θαηψηεξν θαη ην πςειφηεξν φξην αλάθιεμεο, φπνπ ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη ν φγθνο %. 4

7 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ Θεξκνγόλνο Γύλακε Απηφ ην κέγεζνο κεηξά ην πνζφ ζεξκηθήο ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη κεηά απφ πιήξεο θαχζε κηαο κνλάδαο κάδαο ή φγθνπ ησλ θαπζίκσλ. Δμεηάδεη θαη ηα αληηδξψληα θαη ηα πξντφληα ζην ίδην ζεκείν αλαθνξάο. Η βάζε ηεο κάδαο εθαξκφδεηαη ζπλήζσο ζηα ζηεξεά θαη πγξά θαχζηκα. Η βάζε φγθνπ εθαξκφδεηαη γηα ηα αέξηα. Γχν ηηκέο ζεξκνγφλνπ δχλακεο θαζνξίδνληαη γηα νπνηαδήπνηε θαχζηκα ζχκθσλα κε ηε θάζε ζηελ νπνία πξντφλ ηεο θαχζεο είλαη ην λεξφ: Αλωηέξα ζεξκνγόλνο δχλακε ε νπνία εμεηάδεη ην λεξφ ησλ πξντφλησλ θαχζεο ζηελ πγξή θάζε. Σν ζχλεζεο ρξεζηκνπνηνχκελν ζχκβνιν είλαη HHV, θαη ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη kj/kg, ή kj/nm 3. Καηωηέξα ζεξκνγόλνο δύλακε, ε νπνία εμεηάδεη ην λεξφ ησλ πξντφλησλ θαχζεο ζηελ αέξηα θάζε. Σν ζχλεζεο ρξεζηκνπνηνχκελν ζχκβνιν είλαη LHV θαη ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη kj/n m 3. Η ζεξκνγφλνο δχλακε είλαη απιά έλα κέγεζνο πνπ θαζνξίδεη ηελ ελεξγή δηαζεζηκφηεηα θαχζηκεο κνλάδαο κάδαο ή φγθνπ ηνπ θαπζίκνπ θαη είλαη επνκέλσο κηα παξάκεηξνο πςίζηεο ζεκαζίαο ζηελ αλάιπζε ηεο ρξήζεο ησλ θαπζίκσλ. εκείν ξνήο Απηφ ην ζεκαληηθφ κέγεζνο γηα ηα πγξά θαχζηκα δειψλεη ηε ρακειφηεξε ζεξκνθξαζία ζηελ νπνία ε ξνή ησλ πγξψλ θαπζίκσλ δηακνξθψλεηαη ππφ ειεγρφκελεο ζπλζήθεο ςχμεο. Σν ζεκείν ξνήο θαζνξίδεη ηηο ειάρηζηεο απαηηήζεηο ζέξκαλζεο γηα νξηζκέλα θαχζηκα, φπσο ηα παρχξξεπζηα θιάζκαηα ηνπ πεηξειαίνπ. χλεζεο ρξεζηκνπνηνχκελν ζχκβνιν είλαη PP θαη ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη o K. εκείν αλάθιεμεο Απηφ ην ζεκαληηθφ κέγεζνο γηα ηα πγξά θαχζηκα, εθθξάδεη ηε ρακειφηεξε ζεξκνθξαζία θάησ απφ ηελ νπνία έρνπκε αξθεηή ζπγθέληξσζε πνζφηεηαο αηκψλ γηα λα δηακνξθψζνπλ πάλσ απφ ηελ ειεχζεξε επηθάλεηα έλα κίγκα κε ηνλ αέξα ψζηε λα πξνθιεζεί αλάθιεμε φηαλ εθηίζεηαη κηα πεγή αλάθιεμεο. Σν ζεκείν αλάθιεμεο αλαδεηθλχεη ηελ αζηάζεηα θαπζίκσλ θαη παξέρεη ηηο ζεκαληηθέο παξακέηξνπο γηα λα θαζνξίζεη ηηο ζπλζήθεο αλάθιεμεο θαη ηηο απαηηήζεηο θαηά ηελ απνζήθεπζή ηνπ. Σν ζπλήζσο ρξεζηκνπνηεκέλν ζχκβνιν είλαη FP (flash point), ελψ ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη Κ. Ημώδεο Μηα πνιχ δηαηζζεηηθή θαη φρη πνιχ ηερληθή κνξθή ραξαθηεξηζκνχ απηνχ ηνπ κεγέζνπο είλαη κε ηνλ θαζνξηζκφ ηνπ σο «κέηξν ηεο αληίζηαζεο ελφο ξεπζηνχ ζηε ξνή». Απζηεξά επηζηεκνληθά, ην ημψδεο νξίδεηαη σο «κηα καθξνζθνπηθή κέηξεζε ηεο εζσηεξηθήο αληίζηαζεο πνπ έλα ξεπζηφ παξνπζηάδεη ζηε κεηαθίλεζε ησλ παξαθείκελσλ ζηξσκάησλ.» Τπφ ηνπο 5

8 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ θαλνληθνχο φξνπο ηεο ρξήζεο ησλ θαπζίκσλ απφ ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο, εμαξηάηαη νπζηαζηηθά απφ ηε ζεξκνθξαζία θαη κπνξεί λα κεηαθξαζηεί ζε δχν ζπζρεηηζκέλεο ηδηφηεηεο: Γπλακηθό ή απόιπην ημώδεο. Σα ζπλεζέζηεξα ζχκβνια ρξήζεο είλαη κ, ελψ ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη kg/m.s θαη ζηα ηερληθά έγγξαθα θαη ηνπο πίλαθεο, centipoises (1 kg/m.s = 100 CP) Κηλεκαηηθό ημώδεο, ην νπνίν κεηξηέηαη απφ ην πειίθν κεηαμχ ηνπ δπλακηθνχ ημψδνπο θαη ε ππθλφηεηα. Σα ζπλεζέζηεξα ζχκβνια ρξήζεο είλαη λ, ελψ ε ζπλεζηζκέλε κνλάδα κέηξεζεο είλαη m 2 /s θαη ζηα ηερληθά έγγξαθα θαη ηνπο πίλαθεο, centistokes (1 m 2 /s = 100 cst). Σν ημψδεο είλαη έλα ραξαθηεξηζηηθφ ησλ θαπζίκσλ πνπ εθθξάδεη ηνπο κεραληζκνχο ξνήο. Αλ θάπνην πνζφ ελέξγεηαο θαηαλαιψλεηαη απφ κηα αληιία ή έλαλ αλεκηζηήξα, γηα παξάδεηγκα, είλαη κεγαιχηεξν, φζν κεγαιχηεξν ην ημψδεο ηνπ ξεπζηνχ ππφ ηνλ φξν φηη νη άιιεο παξάκεηξνη δελ αιιάδνπλ. Η επίδξαζε ηνπ ημψδνπο ζηνπο κεραληζκνχο ξνήο θαη θαχζεο κπνξεί επίζεο λα γίλεη αληηιεπηή ζηε κεηάβαζε ζε ζπλζήθεο ηπξβψδνπο ξνήο, ή ζηελ ηπξβψδε κεηαθνξά ελέξγεηαο θαη ηεο κάδαο. ΑΓΗΑΒΑΣΗΚΖ ΘΔΡΜΟΚΡΑΗΑ ΦΛΟΓΩΝ Έλα θπζηθφ ραξαθηεξηζηηθφ πνπ ιακβάλεηαη ππ' φςηλ πάληα φπνηε επηιέγνληαη θαχζηκα γηα έλαλ ζπγθεθξηκέλν ζθνπφ είλαη ε «αδηαβαηηθή ζεξκνθξαζία ηεο θιφγαο.» Οξίδεηαη σο κηα ζεξκνθξαζία ησλ πξντφλησλ ηεο θαχζεο ζε κηα πιήξε, αδηαβαηηθή δηαδηθαζία θαχζεο - δει., ρσξίο νπνηαδήπνηε αληαιιαγή ζεξκφηεηαο κε ην πεξηβάιινλ - θαη κε ζηαζεξή πίεζε, πνπ εθαξκφδεη έλα νμεηδσηηθφ κέζν ζε πνζφηεηα ηνπιάρηζηνλ ίζε κε ηε ζηνηρεηνκεηξηθή απαίηεζε. Σν ηειεπηαίν κέξνο ηνπ νξηζκνχ - «εθαξκφδνληαο έλα νμεηδσηηθφ κέζν ζε πνζφηεηα ηνπιάρηζηνλ ίζε κε ηε ζηνηρεηνκεηξηθή» - δειψλεη ζαθψο φηη ε αδηαβαηηθή ζεξκνθξαζία ηεο θιφγαο δελ είλαη έλα ζεξκνδπλακηθφ κέγεζνο ησλ θαπζίκσλ. Σν ίδην είδνο θαπζίκσλ αλ θαεί κε ην ίδην νμεηδσηηθφ, φπσο ν αηκνζθαηξηθφο αέξαο, ζα ππνδείμεη κηα ρακειφηεξε αδηαβαηηθή ζεξκνθξαζία θιφγαο, φηαλ είλαη δηαζέζηκε πεξίζζεηα αέξα. Σα θαχζηκα πνπ θαίγνληαη ζην πιαίζην ηνπ ζηνηρεηνκεηξηθνχ φγθνπ ηνπ αέξα ζα παξνπζηάζνπλ αδηαβαηηθή ζεξκνθξαζία πνπ είλαη πςειφηεξε, φζν πεξηζζφηεξν είλαη εκπινπηηζκέλνο ν αέξαο κε νμπγφλν. 6

9 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ ΥΖΜΗΚΑ ΥΑΡΑΚΣΖΡΗΣΗΚΑ Σα ρεκηθά ραξαθηεξηζηηθά θαπζίκσλ, δει., ε άκεζε θαη ζηνηρεηψδεο αλάιπζή ηνπ, αζθνχλ επίδξαζε ζηε ζεξκνγφλν δχλακε, ζηελ αδηαβαηηθή ζεξκνθξαζία θινγψλ, ζηνπο κεραληζκνχο θαχζεο, ζηηο εθπνκπέο θαη ζην ππφιεηκκα σο απνηέιεζκα ηεο θαχζεο. Η ζπκπεξηθνξά ησλ θαπζίκσλ εμαξηάηαη απφ ην εάλ ηα θαχζηκα είλαη απιά, δειαδή ε δνκή ηνπο απνηειείηαη νπζηαζηηθά απφ κφλν έλα ρεκηθφ είδνο, ή πεξηιακβάλνπλ ηα πνιχ-ζπζηαηηθά, δειαδή έλα κίγκα δηαθφξσλ ρεκηθψλ εηδψλ ζην ζχλνιν ηνπ πεξηερνκέλνπ. Σα θαχζηκα πνιιψλ ζπζηαηηθψλ παξνπζηάδνπλ δηαθνξεηηθή θαχζε απφ εθείλα πνπ δηακνξθψλνληαη κφλν απφ έλα ρεκηθφ είδνο. Απηή ε δηαθνξά θαχζεο είλαη πην αηζζεηή ζηα πγξά θαη αέξηα πνιχ-ζπζηαηηθά θαχζηκα, ιφγσ ησλ δηαθνξεηηθψλ πηέζεσλ αηκνχ ησλ επηκέξνπο νπζηψλ. Απηέο νη νπζίεο, θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο κπνξνχλ λα θαηαλαισζνχλ ζε δηαθνξεηηθά ζεκεία θαη δηαζηήκαηα, δηακνξθψλνληαο έηζη κηα θαζνξηζηηθή θαη ζχλζεηε θηλεηηθή θαχζεο, ε νπνία πξέπεη λα εμεηαζηεί θαη λα ειεγρζεί πξνζεθηηθά ψζηε λα κε παξάγνληαη επηθίλδπλεο εθπνκπέο γηα ην πεξηβάιινλ. 1.3 ΠΑΡΑΜΔΣΡΟΗ ΓΗΑ ΣΖΝ ΔΠΗΛΟΓΖ ΚΑΤΗΜΩΝ Όηαλ γίλεηαη επηινγή θαπζίκνπ, είηε γηα λα επεθηαζεί σο κνλαδηθή ελεξγεηηθή ηξνθνδφηεζε ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ, είηε γηα λα ρξεζηκνπνηεζεί ζε έλα κίγκα, δελ είλαη αξθεηφ λα αλαιπζνχλ κφλν νη ελεξγεηαθέο παξάκεηξνη ηνπ θαπζίκνπ φπσο ε ζεξκνγφλνο δχλακε, νη ζεξκηθέο δπλαηφηεηεο ρξήζεο, ε ζεξκνθξαζία θιφγαο, νη ζπλζήθεο θαχζεο, ηα ιεηηνπξγηθά ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηά ηνπ (επθνιία ρεηξηζκνχ), ηεο επίδξαζεο ζην πξντφλ, θ.ι.π. Καηά ηε δηάξθεηα επηινγήο θαπζίκσλ γηα έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ, είλαη επίζεο πνιχ ζεκαληηθφ ζην ηξέρνλ θνηλσληθφ θαη νηθνλνκηθφ ζελάξην λα ιεθζνχλ ππ φςηλ νξηζκέλεο παξάκεηξνη πνπ πεξηγξάθνληαη ζηα παξαθάησ ηκήκαηα: ΣΡΗΓΩΝΗΚΖ ΗΟΡΡΟΠΗΑ Η ηειηθή επηινγή θαπζίκνπ είλαη πάληα έλα απνηέιεζκα ηεο αληηζηνηρίαο κεηαμχ ησλ ηξηψλ παξαγφλησλ πνπ παξνπζηάδνληαη ζηνλ πίλαθα

10 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ Απφ ην θέληξν βάξνο ελφο ηζφπιεπξνπ ηξηγψλνπ θφζηνο, πνηφηεηα ησλ πξντφλησλ θαη επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ. Σν πην θαηάιιειν θαχζηκν πνπ ηθαλνπνηεί θαιχηεξα ηηο αλάγθεο ηεο ζπγθεθξηκέλεο ηζηκεληνβηνκεραλίαο είλαη απηφ ην νπνίν ηνπνζεηείηαη ηδαληθά, πην θνληά ζην θέληξν βαξχηεηαο απηνχ ηνπ ηξηγψλνπ. Απηή ε ηξηγσληθή ηζνξξνπία θαζνξίδεη ηνπο απνηειεζκαηηθνχο φξνπο ρξήζεο ησλ θαπζίκσλ εάλ ην ιεηηνπξγηθφ θφζηνο πεξηιακβάλεη ηηο δαπάλεο πνπ πεξηιακβάλνληαη ζηε δηαδηθαζία θαχζεο θαη απηέο πνπ επεξεάδνληαη απφ ηε δηαδηθαζία θαχζεο. Απηφ πξέπεη λα πεξηιακβάλεη αθφκε, ρσξίο πεξηνξηζκνχο, ζηνηρεία φπσο: -Αγνξά θαπζίκσλ. -Απφζβεζε ησλ επελδχζεσλ πνπ γίλνληαη ζηα ζπζηήκαηα θαχζεο, απνζήθεπζεο, βειηίσζεο θαη κεηαθνξάο θαπζίκσλ, ε κεηέπεηηα θαηεξγαζία ησλ αεξίσλ θαχζεο, θ.ι.π. -Γαπάλεο ιεηηνπξγίαο ησλ ζπζηεκάησλ θαπζίκσλ θαη ε επεμεξγαζία ησλ αεξίσλ θαχζεο. -Γαπάλεο ζπληήξεζεο. ΣΡΑΣΖΓΗΚΟΗ ΠΑΡΑΓΟΝΣΔ Δίλαη ζεκαληηθφ λα ιεθζεί ππ φςηλ φηη φπσο ην ηζηκέλην δελ κπνξεί λα παξαρζεί ρσξίο πξψηε χιε, δελ κπνξεί λα παξαρζεί θαη ρσξίο θαχζηκα. Δπνκέλσο είλαη νπζηαζηηθφ ε επηινγή ηνπ θαπζίκνπ ή ηνπ κίγκαηνο θαπζίκσλ πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζεί ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ, λα θαζνδεγείηαη απφ ζηξαηεγηθνχο παξάγνληεο νη νπνίνη ζα πεξηιακβάλνπλ, αιιά θαη δε ζα πεξηνξίδνληαη ζε: -βξαρππξφζεζκε, κεζνπξφζεζκε θαη καθξνπξφζεζκε δηαζεζηκφηεηα. 8

11 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ -Δγθαηαζηάζεηο κεηαθνξψλ. -Έλα πηζαλφ θαξηέι πνπ ζα πεξηιακβάλεη ηνπο πξνκεζεπηέο. -Δμάξηεζε ζηηο εηζαγσγέο, κε κηα πξφζζεηε ζηηο πξνκήζεηεο πνπ πξνέξρνληαη απφ πεξηνρέο κε ππνθείκελε πνιηηηθή αζηάζεηα. -Δπθνιία θαη δπλαηφηεηα ζε κηα επξεία ζεηξά επηινγψλ αλεθνδηαζκνχ. -Πεξηβαιινληηθή επίδξαζε, έλα ζηνηρείν marketing ην νπνίν γίλεηαη φιν θαη πην αλαγλσξίζηκν ζε νιφθιεξν ηνλ θφζκν. ΠΔΡΗΔΚΣΗΚΟΣΖΣΑ Δ ΘΔΗΟ Σν ζείν είλαη κηα ζεκαληηθή παξάκεηξνο ιφγσ ησλ νμεηδίσλ πνπ δεκηνπξγνχληαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο, γλσζηά σο νκάδα ησλ νμεηδίσλ ηνπ ζείνπ, κε επηπηψζεηο ζην πεξηβάιινλ θαη ζηελ πνηφηεηα ηνπ θιίλθεξ. Οη πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο πξνθχπηνπλ θπξίσο απφ ην SO 2 πνπ δεκηνπξγείηαη ζηηο πςειέο ζεξκνθξαζίεο θαη απφ ην SO 3 πνπ δεκηνπξγείηαη ζηηο ρακειέο. Ο ξπζκφο παξαγσγήο απηψλ ησλ ελψζεσλ εμαξηψληαη επίζεο απφ ηνπο ξπζκηζηηθνχο παξάγνληεο, πνπ ζπλδένληαη κε ηελ αληίδξαζε ηεο θαχζεο, φπσο ππεξβνιηθή ηνπηθή ζπγθέληξσζε O 2. Λφγσ ησλ πςειψλ ζεξκνθξαζηψλ ζηνπο πεξηζηξνθηθνχο θιηβάλνπο, ην SO 2 ην ζπλαληάκε πνιχ ζπρλά ζηηο εθπνκπέο ζσξψλ (θνιιεζηέο). Σν SO 2 είλαη έλα άρξσκν αέξην κε έληνλε νζκή θαη κπνξεί λα εμαηξεηηθά δηαβξσηηθφ κε ηελ παξνπζία λεξνχ. Δίλαη έλαο αξθεηά επηθίλδπλνο ξχπνο, ν νπνίνο βιάπηεη ην αλαπλεπζηηθφ ζχζηεκα ηνπ αλζξψπνπ θαη ηε βιάζηεζε, δεδνκέλνπ φηη δεκηνπξγεί ηελ φμηλε βξνρή κε ην κεηαζρεκαηηζκφ ζε ζεηηθφ νμχ (Η 2 SO 4 ) κε ηε παξνπζία λεξνχ. Δληνχηνηο, νη εθπνκπέο SO 2 απφ ηνπο θιίβαλνπο ηζηκέληνπ είλαη ζρεηηθά ρακειέο ζε ζχγθξηζε κε ηηο εθπνκπέο εμνπιηζκψλ θαχζεο ησλ ίδησλ θαπζίκσλ φπσο γηα παξάδεηγκα ιέβεηεο θαη θνχξλνη. Απηφ νθείιεηαη ζην γεγνλφο φηη έλα ζεκαληηθφ κέξνο ηνπ ζείνπ ελζσκαηψλεηαη ζην θιίλθεξ. Οη θιίβαλνη κε calciners ή / θαη ηνπο πξνζεξκαληέο ηείλνπλ κεηψζνπλ ζην ειάρηζην ηηο εθπνκπέο SO 2 ζε ζρέζε κε ηνπο καθξείομεξνχο θιηβάλνπο/ πγξνχο. Η πεξηεθηηθφηεηα ησλ θαπζίκσλ έρεη αξλεηηθέο επηπηψζεηο πνπ πξνθχπηνπλ απφ ηελ αληίδξαζε πνπ πξαγκαηνπνηείηαη φπνπ ιακβάλνπλ ρψξα ην δηνμείδην ηνπ ζείνπ, ην νμπγφλν θαη ηα αιθάιηα πνπ βξίζθνληαη ζηελ πξψηε χιε. ΠΔΡΗΔΚΣΗΚΟΣΖΣΑ Δ ΑΕΩΣΟ ε θάζε θαχζε θαπζίκσλ παξνπζία αηκνζθαηξηθνχ αέξα κε 79% πεξηεθηηθφηεηα ζε άδσην δεκηνπξγνχληαη ΝΟ Υ, γλσζηά σο νμείδηα ηνπ αδψηνπ. Σα νμείδηα ηνπ αδψηνπ είλαη απνηέιεζκα ηεο αληίδξαζεο κεηαμχ ηνπ αδψηνπ θαη ηνπ νμπγφλνπ ζε πεξηβάιινλ αηκνζθαηξηθνχ αέξα γηα 9

12 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ απηφ ην ιφγν θαινχληαη θαη «ζεξκηθά νμείδηα ηνπ αδψηνπ». Δίλαη έκθπηα κέζα ζηελ ίδηα ηελ θαχζε, ε ζπγθέληξσζή ηνπο απμάλεηαη κε ηελ αχμεζε ηεο ζεξκνθξαζίαο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο. Δπνκέλσο είλαη ζεκαληηθφ λα ειεγρζνχλ, κέζσ ηεο αεξνδπλακηθήο ησλ θινγψλ, νη κεραληζκνί νη νπνίνη είλαη ππαίηηνη ηεο πξνέιεπζεο ησλ ζεξκηθψλ νμεηδίσλ ηνπ αδψηνπ. Δληνχηνηο, ηα θαχζηκα πεξηέρνπλ ρεκηθά ζπλδπαζκέλν άδσην, έλα πξφζζεην πνζφ απφ απηφ ζα εκθαληζηεί ζηα πξντφληα θαχζεο, ηα ΝΟ Υ θαπζίκσλ. Απηά ηα ΝΟ Υ πξνθχπηνπλ απφ ηελ άκεζε νμείδσζε ηνπ αδψηνπ ιφγσ ηεο παξνπζίαο ησλ νξγαληθψλ ελψζεσλ ζηα θαχζηκα θαη ησλ πνιιψλ ελδηάκεζσλ αληηδξάζεσλ νη νπνίεο κπνξνχλ λα ζπλνςηζηνχλ ζηελ αθφινπζε θπθιηθή αληίδξαζε: RN + O 2 NO, NO 2, CO 2, H 2 O, θαη ίρλε άιισλ ζηνηρείσλ. Αθνχ δηακνξθσζεί ην ΝΟ, αληηδξά πνιχ γξήγνξα κε ην νμπγφλν θαη νμεηδψλεηαη ζε NO 2, έλαο πνιχ ελεξγφο θνξέαο νμείδσζεο. Σν δηνμείδην ηνπ αδψηνπ πξαγκαηηθά είλαη ην θχξην πεξηβαιινληηθφ «θαθφ» επεηδή: Σν NO 2 ζε επαθή κε ην λεξφ δεκηνπξγεί δχν ηδηαίηεξα δηαβξσηηθά νμέα: Νηηξψδεο νμχ (ΗNO 2 ) θαη ληηξηθφ νμχ (ΗNO 3 ). Απηή ε επαθή εκθαλίδεηαη ζηελ πεξίπησζε ηεο βξνρήο φπνπ ηα φκβξηα χδαηα θαηά ηε κεηάβαζή ηνπο απφ κηα αηκφζθαηξα κε ηδηαίηεξα απμεκέλε ζπγθέληξσζε NO 2, έρεη σο απνηέιεζκα ηελ φμηλε βξνρή πνπ είλαη βαζηθφο παξάγνληαο ηεο θαηαζηξνθήο ηεο βιάζηεζεο θαη ηεο νηθνδφκεζεο θηηξίσλ. Σν NO 2 ζπκβάιιεη ζηελ αηκνζθαηξηθή κφιπλζε κε ηε δηακφξθσζε ηεο αηζαινκίριεο. Σν κίγκα NO 2 θαη νη ειεχζεξνη άθαπζηνη πδξνγνλάλζξαθεο, δεκηνπξγνχλ ζην πιαίζην ηεο δξάζεο ηεο ειηαθήο αθηηλνβνιίαο ηελ αηζαινκίριε, απνηέιεζκα κηαο θσηνρεκηθήο αληίδξαζεο. ΠΡΟΓΡΟΜΔ ΟΤΗΔ ΓΗΟΞΗΝΩΝ ΚΑΗ PAHS Οη δηνμίλεο θαη νη PAHS (πνιπθπθιηθνί αξσκαηηθνί πδξνγνλάλζξαθεο) είλαη ξχπνη πνπ παξνπζηάδνπλ θαξθηλνγφλεο θαη κεηαιιαμηνγφλεο ηδηφηεηεο. Οη δηνμίλεο επίζεο ζπκβάιινπλ ζην πνζνζηφ ηεξαηνγελέζεσλ. Οη κεραληζκνί πνπ δεκηνπξγνχλ ηηο δηνμίλεο θαη ηνπο PAHS είλαη αθφκα ππφ κειέηε. Δληνχηνηο είλαη ζαθέο φηη ε παξνπζία νξηζκέλσλ πξφδξνκσλ νπζηψλ ζηα θαχζηκα δηαδξακαηίδεη έλα ζεκαληηθφ ξφιν ζηελ εθπνκπή ησλ ξχπσλ απηψλ. Έηζη επείγεη θαη πξέπεη λα εξεπλεζεί ε παξνπζία ηνπο θαη ην πνζνζηφ ζπκβνιήο ηνπο ζην ηειηθφ φγθν ησλ θαπζίκσλ. Πξφδξνκεο νπζίεο πνπ δεκηνπξγνχλ PAHS : -Αιθίληα Πξφδξνκεο νπζίεο πνπ δεκηνπξγνχλ δηνμίλεο: 10

13 ΔΠΙΛΟΓΗ ΚΑΙ ΥΡΗΗ ΚΑΤΙΜΩΝ -Πνιπβηλπιν-ρισξίδην (PVC), κνλνρισξνβελδφιην, ρισξν-ηνινπφιηα, ρισξνθαηλφιεο θαη ρισξηνχρν λάηξην. Μφλν απφ ηελ αμηνιφγεζε θαη ηε ζχγθξηζε αλά πεξίπησζε, φισλ ησλ ηερληθψλ θαη φισλ ησλ νηθνλνκηθψλ, ζηξαηεγηθψλ, πεξηβαιινληηθψλ παξακέηξσλ πνπ πεξηιακβάλνληαη ζηε ρξήζε ησλ θαπζίκσλ, είλαη δπλαηφ λα βξεζεί κηα ιχζε πνπ λα παξέρεη ηελ θαιχηεξε ηζνξξνπία ηνπ θφζηνπο, ηεο πνηφηεηαο θαη ηεο πεξηβαιινληηθήο κέξηκλαο. 11

14 1.4 ΚΑΤΗΜΑ 12

15 1.4.1 ΜΑΕΟΤΣ Σν καδνχη ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο ζηε βηνκεραλία ηζηκέληνπ επεηδή ζηελ πγξή θάζε είλαη πνιχ εχθνιε ε θαχζε ηνπ. Πξνέξρεηαη απφ ην ππφιεηκκα ηεο απφζηαμεο ηνπ αξγνχ πεηξειαίνπ. Γηακνξθψλεηαη νπζηαζηηθά απφ ηνπο παξαθηληθνχο, νιεθηληθνχο, λαθζεληθνχο θαη αξσκαηηθνχο πδξνγνλάλζξαθεο. Η ASTM θαζνξίδεη ην καδνχη σο νπνηαδήπνηε πξντφλ πεηξειαίνπ πνπ είλαη πγξφ ή κπνξεί λα κεηαηξαπεί ζε πγξφ θαη θαίγεηαη γηα λα παξάγεη ζεξκφηεηα ζε έλαλ θιίβαλν ή έλαλ θνχξλν ή αθφκα γηα λα παξαρζεί ελέξγεηα ζε κηα κεραλή, εθηφο απφ εθείλα ηα πξντφληα πνπ παξνπζηάδνπλ ζεκείν αλάθιεμεο θάησ απφ 100 F (37.7 C). Απηφ είλαη έλαο πνιχ επξχο νξηζκφο πνπ πεξηιακβάλεη ην πεηξέιαην απφ κφλν ηνπ. Αθφκε, πεξηιακβάλνληαη πξντφληα πνπ απνζηάδνληαη απφ ην πεηξέιαην, πξντφληα νπξψλ κέρξη ηα ειαθξχηεξα κέξε θαη κίγκαηα πξντφλησλ πεηξειαίνπ κε δηαθνξεηηθά ραξαθηεξηζηηθά. ρήκα

16 Ο εκπνξηθφο νξηζκφο είλαη πην πεξηνξηζκέλνο ζηηο βηνκεραληθέο εθαξκνγέο ηνπ καδνχη. χκθσλα κε απηφλ ηνλ νξηζκφ, ην καδνχη πεξηιακβάλεη ηα βαξχηεξα κέξε - πνπ απνζηάδνπλ κεηαμχ 500 K θαη 700 K θαη κε ππνιείκκαηα απφ ηε δηαδηθαζία απφζηαμεο πεηξειαίνπ κε ππθλφηεηεο πνπ θπκαίλνληαη απφ 800 kg/m 3 ζε kg/m 3 θαη 1 κέρξη 750 cst (θάησ απφ κηα ζεξκνθξαζία 310 K), αληίζηνηρα, φπσο παξνπζηάδεηαη ζην ζρήκα 2.5.4, πνπ βαζίδεηαη θαη ρξεζηκνπνηεί πιεξνθνξίεο θαη ζηνηρεία πνπ βξίζθνληαη ζην Δγρεηξίδην θαχζεο ηνπ John Zink (Baukal). Μέζα ζε απηήλ ηελ ζεηξά ησλ ηδηνηήησλ, ην καδνχη ήηαλ ηαμηλνκεκέλν αξρηθά ζε έμη θαηεγνξίεο θαη αξγφηεξα κεηψζεθε ζε ηέζζεξηο κφλν, βαζηζκέλν ζην ημψδεο, ηελ ππθλφηεηα, θαη ζηηο απαηηήζεηο ζέξκαλζεο απφ ηε θαχζε θαη απφ ηελ εθλέθσζε (κεηαζρεκαηηζκφο ηνπ πγξνχ ζε έλα ζχλλεθν ησλ ζηαγνληδίσλ εμ αηηίαο ηεο θαηεπζείαλ έγρπζήο ηνπ κε κηα πςειή ηαρχηεηα ζε κηα αεξηψδε αηκφζθαηξα). α) ΜΑΕΟΤΣ 1 Σν καδνχη 1 είλαη ην ειαθξχηεξν θαη ην πην ιεπηφξεπζην απ φια ηα καδνχη. Δίλαη ειαθξά ρξσκαηηζκέλν πξντφλ παξάγσγν απφ ηελ θιαζκαηηθή απφζηαμε ηνπ πεηξειαίνπ. Γελ ρξεηάδεηαη θακία πξνζέξκαλζε θαη είλαη εχθνιν λα θαεί. β) ΜΑΕΟΤΣ 2 Σν καδνχη 2, είλαη επίζεο έλα πξντφλ απφ ηελ απφζηαμε ηνπ πεηξειαίνπ, είλαη ρσξηζκέλν θάησ απφ ηηο πςειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο απφ εθείλεο πνπ αλαθέξνληαη ζην καδνχη 1. Δίλαη έλα αλνηθηφ θίηξηλν πγξφ πνπ δελ ρξεηάδεηαη πξνζέξκαλζε θαη κπνξεί λα θαεί κε κεραληθά κέζα δει. ππφ πίεζε, ή έγρπζε κέζσ ελφο θαηάιιεινπ αθξνθχζηνπ. γ) ΜΑΕΟΤΣ 4 Σν καδνχη 4 είλαη ηππηθά έλα κίγκα ησλ απνζηαγκέλσλ κεξψλ θαη ησλ πγξψλ ππνιεηκκάησλ ηεο απφζηαμεο πεηξειαίνπ. Έρεη επνκέλσο κεξηθά ραξαθηεξηζηηθά πνπ είλαη ελδηάκεζα κεηαμχ εθείλσλ πνπ βξίζθνληαη ζηα άιια ηξία είδε καδνχη. Θεσξείηαη θαχζηκν δχζθνιν λα αλαθιεγεί θαη απαηηεί θάπνηα πξφζζεηε πξνζνρή θαηά ηε δηάξθεηα ηεο εθλέθσζεο. Δληνχηνηο, κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα θαχζε ρσξίο πξνζέξκαλζε. 14

17 δ) ΜΑΕΟΤΣ 6 Σν καδνχη 6, γλσζηφ επίζεο σο πεηξέιαην απνζεθψλ Γ, είλαη ηα ππφινηπα πγξά θαχζηκα απφ ηελ απφζηαμε πεηξειαίνπ. Δίλαη ην βαξχηεξν θαη κε ην πην κεγάιν ημψδεο απφ ηα καδνχη ASTM. Η απνδνηηθή θαχζε κπνξεί λα νινθιεξσζεί κφλν αθνχ γίλεη ζσζηή εθλέθσζε, είηε κέζσ πςειήο πίεζεο είηε κε ηε ρξήζε ελφο βνεζεηηθνχ αεξίνπ, φπσο ν αηκφο είηε ν ζπκπηεζκέλνο αέξαο. Δπηπιένλ, επεηδή έρεη κεγάιν ημψδεο, πξέπεη λα ζεξκαλζεί πξψηα θαη έπεηηα λα πξαγκαηνπνηεζεί ε θαχζε. Γηα ιφγνπο άληιεζεο, ε ζεξκνθξαζία ζέξκαλζεο γηα ηα θαχζηκα ηνπ καδνχη 6 είλαη γχξσ ζηνπο 335 K γηα ηνπο ζθνπνχο θαχζεο γχξσ ζηνπο 375 K. Ο πίλαθαο παξνπζηάδεη ηηο παξακέηξνπο πνπ θαζηεξψλνληαη απφ ηελ ASTM γηα ηα ηέζζεξα είδε καδνχη απηήο ηεο πεξηφδνπ ζηελ αγνξά. Μέζα ζε απηέο ηηο παξακέηξνπο, ππάξρεη κηα επξεία παξαιιαγή ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ, πνπ παξνπζηάδεηαη ζηνλ πίλαθα πνπ πξνεηνηκάζηεθε επίζεο βαζηζκέλνο ζηηο πιεξνθνξίεο θαη ηα ζηνηρεία απφ ην βηβιίν ηνπ Baukal -, φπνπ παξαηίζεληαη ηα ηππηθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ καδνχη. Δίλαη ζεκαληηθφ λα δνζεί έκθαζε ζηνλ πίλαθα πνπ παξνπζηάδεη ραξαθηεξηζηηθνχο κέζνπο φξνπο θαη πξνζθέξεηαη γηα ελδεηθηηθνχο ιφγνπο κφλν, ηηο ηδηφηεηεο ησλ θαπζίκσλ πνπ εμαξηψληαη ζεκαληηθά απφ ηελ πξνέιεπζε ηνπ πεηξειαίνπ θαη απφ ηε δηαδηθαζία δηχιηζεο. 15

18 πλήζσο, φζν βαξχηεξν είλαη ην καδνχη, ηφζν ρακειφηεξε είλαη ε ηηκή ηεο ελέξγεηαο κηαο κνλάδαο ηνπ πνπ απειεπζεξψλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο. Αθφκε εμεηάδνληαο θαη ηηο δεπηεξνβάζκηεο δαπάλεο πνπ γίλνληαη ιφγσ ηεο αλάγθεο λα πξνεηνηκαζηεί γηα ην ρεηξηζκφ θαη ηε θαχζε - δει., ε πξνζέξκαλζε ην θφζηνο ηεο ελέξγεηαο ηεο κνλάδαο πνπ απειεπζεξψλεηαη ζηε θαχζε ηνπ καδνχη 6 είλαη ε ρακειφηεξε απφ φια ηα καδνχη. Απηφο είλαη ν ιφγνο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηηο βηνκεραληθέο εθαξκνγέο, ηδηαίηεξα ζηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο, γηα απηφ ην ιφγν κεξηθά ζπγθεθξηκέλα ραξαθηεξηζηηθά απηνχ ηνπ θαπζίκνπ έρνπλ εθηεζεί ιεπηνκεξψο ζε απηφ ην θεθάιαην. Γελ ππάξρεη θακία πξνδηαγξαθή γηα κεγάιε πεξηεθηηθφηεηα ζε ζείν ζην καδνχη 6, δηφηη: Σν πεξηερφκελν ηνπ ζείνπ εμαξηάηαη νπζηαζηηθά απφ ηελ πξνέιεπζε ηνπ πεηξειαίνπ θαη ιηγφηεξν απφ ηε δηαδηθαζία θαζαξηζκνχ. Η καδηθή πεξηεθηηθφηεηα ζε ζείν ζην καδνχη 6 κπνξεί λα θζάζεη ην 5%, αιιά ζπλήζσο θπκαίλεηαη κεηαμχ 2% θαη 4% φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα 2.5.5, πνπ παξνπζηάδεη ηε πεξηεθηηθφηεηα ζε ζείν ζηα καδνχη πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη παγθνζκίσο. 16

19 Όζν κεγαιχηεξε είλαη ε πεξηεθηηθφηεηα ζε ζείν ζην καδνχη ηφζν κεγαιχηεξεο είλαη νη εθπνκπέο SOx ζην πεξηβάιινλ, δεδνκέλνπ φηη νη άιινη φξνη παξακέλνπλ ζηαζεξνί. Η παξνπζία ζείνπ κεηψλεη ηελ ζεξκνγφλν δχλακε ηνπ καδνχη θαη απηή ε κείσζε κπνξεί λα ζεσξεζεί ίζε κε 290 kj/kg γηα θάζε 1% ηνπ ζείνπ ζην θαχζηκν. Σν καδνχη 6 πεξηέρεη ην πςειφηεξν πνζνζηφ ηέθξαο έλαληη ησλ άιισλ ηεζζάξσλ ηχπσλ καδνχη επεηδή είλαη ην βαξχηεξν κέξνο ζηελ απφζηαμε πεηξειαίνπ θαη ζπγθεληξψλεη ηα ππνιείκκαηα. Δίλαη, επνκέλσο, δπλαηφ λα βεβαησζεί φηη: ην καδνχη 6 ε καδηθή πεξηεθηηθφηεηα ηεο ηέθξαο κπνξεί λα θηάζεη ην 0.08% θαη είλαη ζπλήζσο κεηαμχ 0.03% θαη 0.07%, φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα 2.5.6, έλα ηζηφγξακκα πνπ παξνπζηάδεη ην πνζνζηφ ηεο ηέθξαο ζηα καδνχη πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη παγθνζκίσο. 17

20 Σν πεξηερφκελν ηεο ηέθξαο ζην καδνχη νπζηαζηηθά εμαξηάηαη απφ ηξεηο παξάγνληεο: 1) Απφ ην αλφξγαλν πιηθφ πνπ βξίζθεηαη ζε αθαηέξγαζηε κνξθή δει. απφ ηε πξνέιεπζε ηνπ πεηξειαίνπ, 2) Απφ ηε δηαδηθαζία δηχιηζεο, 3) Απφ ηελ πηζαλή κφιπλζε θαηά ηε ιεηηνπξγία ησλ δηαθφξσλ δηαδηθαζηψλ φπσο κεηαθνξά, ή/ θαη απνζήθεπζε. Η ηέθξα επεξεάδεη θαη κεηψλεη ηελ ζεξκνγφλν δχλακε ηνπ καδνχη 6. Απηή ε κείσζε κπνξεί λα είλαη ίζε κε 20 kj/kg γηα ην θάζε 0.05% ηεο ηέθξαο ζην βάξνο ησλ θαπζίκσλ. Η ηέθξα ηνπ καδνχη πεξηέρεη βαλάδην, ππξίηην, αξγίιην, λάηξην, θαη ζίδεξν, σο βαζηθά ζπζηαηηθά. Σν βαλάδην βξίζθεηαη ζε πνζνζηφ πςειφηεξν απφ ην ζπλεζηζκέλν επίπεδν ησλ 100 mg/kg, φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα 2.5.7, είλαη ελδερνκέλσο επηθίλδπλν εάλ ζπλδπαζηεί κε κηα πςειή ζπγθέληξσζε ηνπ λαηξίνπ, ιφγσ ηνπ ραξαθηεξηζηηθνχ ηνπο σο δηαβξσηηθνχ κέζνπ θαη κε πςειή ζεξκνθξαζία. 18

21 Η επθνιία ηεο αλάθιεμεο ηνπ καδνχη 6 εμαξηάηαη απφ ην ημψδεο θαη απφ ηελ ππθλφηεηά ηνπ. πλήζσο ε «πνηφηεηα ηεο αλάθιεμεο» ζπλδέεηαη κε έλαλ εκπεηξηθφ δείθηε απνθαινχκελν CCAI - ππνινγηζκέλνο δείθηεο αξσκαηηθφηεηαο άλζξαθα θαη κπνξεί λα ππνινγηζηεί κέζσ ηνπ αθφινπζνπ ηχπνπ: CCAI = ξ * log10 [log10 (λ +0.85)] ε απηήλ ηελ εμίζσζε, ε ππθλφηεηα ξ κεηξηέηαη ζηνπο 15 C κε ηηο κνλάδεο ζε kg/m 3, ην θηλεκαηηθφ ημψδεο λ κεηξηέηαη ζηνπο 50 C κε ηηο κνλάδεο ζε mm 2 /sec. Σα καδνχη κε CCAI κεηαμχ 800 θαη 870 δελ έρνπλ θαλέλα πξφβιεκα αλάθιεμεο, ελψ εθείλα κε CCAI > 870 έρνπλ πξφβιεκα αλάθιεμεο. ε πνιιέο ρψξεο, ην καδνχη πσιείηαη κε νγθνκεηξηθνχο φξνπο, δει., ε ηηκή ηνπ θαζηεξψλεηαη ζχκθσλα κε κηα κνλάδα φγθνπ (ιίηξν, θπβηθφ κέηξν, γαιφλη, θ.ιπ.) ελψ ε ζεξκνγφλνο δχλακε δηεπθξηλίδεηαη πάληα ζε κηα καδηθή βάζε φπσο kj/kg. ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, είλαη πνιχ ζεκαληηθφ ζηελ αμηνιφγεζε θαπζίκσλ λα εμεηαζηεί ε ζεξκνγφλνο δχλακε θαη ε ππθλφηεηα, έηζη ψζηε ην θφζηνο παξαγσγήο ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο λα είλαη γλσζηφ. αλ ηειηθφ ζρφιην είλαη ζεκαληηθφ λα ηνληζηεί φηη γηα ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο παγθνζκίσο, ε απμαλφκελε δήηεζε γηα ηα ειαθξχηεξα θαχζηκα - πεηξέιαην diesel, γηα παξάδεηγκα - έρεη θέξεη κεξηθέο αιιαγέο ζηελ πξσηνγελή δηαδηθαζία εγθαηαζηάζεσλ δηχιηζεο κε 19

22 απνηέιεζκα ηε δεκηνπξγία ελφο ηχπνπ θαπζίκσλ. Απηφο ν ηχπνο είλαη ηα παρχξξεπζηα πεηξέιαηα πνπ, ιφγσ ησλ νηθνλνκηθψλ παξαγφλησλ, έρνπλ θαηαιάβεη ζεκαληηθφ κεξίδην ηεο ελεξγεηαθήο κήηξαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο απφ ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο. Σα ραξαθηεξηζηηθά ησλ παρχξξεπζησλ πεηξειαίσλ πνηθίιινπλ θαηά έλα κεγάιν κέξνο ζχκθσλα κε ηελ πξνέιεπζή ηνπο. Μπνξεί λα δεισζεί, φηη έρνπλ πςειφ θηλεκαηηθφ ημψδεο - πεξίπνπ 1000 cst ζηνπο 400 Κ - θαη απαηηνχλ πςειφηεξεο ζεξκνθξαζίεο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο άληιεζεο θαη ηεο θαχζεο - πεξίπνπ 390 Κ κε 450 Κ θαη 470 Κ, αληίζηνηρα ΦΤΗΚΟ ΑΔΡΗΟ Μεηαμχ ησλ αέξησλ θαπζίκσλ, δει., εθείλσλ πνπ ππάξρνπλ θπζηθά ζε κηα αεξηψδε κνξθή θάησ απφ ηελ θαλνληθέο ζπλζήθεο ζεξκνθξαζίαο θαη πίεζεο, ην θπζηθφ αέξην απηήλ ηελ πεξίνδν είλαη επξχηαηα ρξεζηκνπνηεκέλν. Σν θπζηθφ αέξην είλαη έλα νξπθηφ θαχζηκν πνπ δηακνξθψλεηαη απφ ηνπο πδξνγνλάλζξαθεο πνπ δεκηνπξγνχληαη απφ ην κεηαζρεκαηηζκφ εθαηνκκπξίσλ εηψλ ζην πιαίζην ηεο δξάζεο ηεο πίεζεο θαη ηεο ζεξκνθξαζίαο ησλ απνζέζεσλ ησλ δσηθψλ απνβιήησλ πνπ παξέκεηλαλ ζακκέλα θάησ απφ πνιιά ζηξψκαηα εδάθνπο θαη βξάρσλ. Δίλαη παξφλ ζηε αλζξψπηλε δσή απφ παιηά, ρσξίο λα είλαη γλσζηφ θαη πξνζδηνξηζκέλν σο θαχζηκν. Μηα «δηαξξνή» ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ κεηαμχ ησλ βξάρσλ, πνπ αλαθιέρηεθε ηπραία απφ θάπνην θπζηθφ παξάγνληα, δεκηνχξγεζε κηα «ππξθαγηά», πεξηζζφηεξν απφ 3000 έηε πξηλ γίλεη ην ζξπιηθφ Μαληείν ησλ Γειθψλ ζηελ Διιάδα! Γεδνκέλνπ ησλ ηδηνηήησλ ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ θαη ηεο δπλαηφηεηαο εθαξκνγήο πνπ δελ αλαγλσξίζηεθαλ ακέζσο, ρξεηάζηεθε κηα ζηηγκή γηα λα έρεη ηε ρξήζε ηνπ σο θαχζηκν φηαλ αλαγλσξίζηεθε. ηνλ πξφζθαην 19 ν αηψλα, γηα παξάδεηγκα, ε ρξήζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ σο θαχζηκν, πεξηνξίζηεθε ζηνπο θαηαλαισηέο πνπ ήηαλ θνληά ζηα θξεάηηα απφ ηα νπνία εμήρζε. Οη ζεκαληηθφηεξνη αγσγνί πγξαεξίνπ έγηλαλ πξαγκαηηθφηεηα ζην δεχηεξν κηζφ ηνπ 20νχ αηψλα. Η ρξήζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ σο θαχζηκν δηαδφζεθε ζηηο νηθνγέλεηεο, ηηο εκπνξηθέο εγθαηαζηάζεηο, θαη ηηο βηνκεραληθέο πεξηνρέο. Σν θπζηθφ αέξην ρξεζηκνπνηείηαη επξέσο φρη κφλν απφ ηηο ζεξκνειεθηξηθέο εγθαηαζηάζεηο παξαγσγήο ελέξγεηαο, αιιά θαη σο θαχζηκν ζηηο βηνκεραλίεο πνπ έρνπλ αλάγθε γηα ζεκαληηθά πνζά ελέξγεηαοβηνκεραλία ηζηκέληνπ, πνηνπνηία, ραξηνβηνκεραλία, παξαγσγή γπαιηνχ, θεξακνπνηία, θ.ιπ. Σν 1990, ην θπζηθφ αέξην απνηέιεζε ην 24% ηεο ζπλνιηθήο θαηαλάισζεο ελέξγεηαο ζηηο ΗΠΑ θαη πξνβιέπεηαη λα απμεζεί ζε 29% κέρξη ην Απηή ε αχμεζε ηνπ κεξηδίνπ ηνπ 20

23 θπζηθνχ αεξίνπ ζηελ ελεξγεηαθή κήηξα είλαη παγθνζκίσο δεδνκέλν, φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα πνπ πξνβιέπεη ηηο επφκελεο δεθαεηίεο ζχκθσλα κε ηηο πιεξνθνξίεο πνπ ζπιιέγνληαη ηελ ηζηνζειίδα ηεο χζθεςεο ΗλσκέλσλΔζλψλ γηα ην εκπφξην θαη ηελ αλάπηπμε (UNCTAD). Σν θπζηθφ αέξην είλαη έλα κίγκα πδξνγνλαλζξάθσλ κε ρακειφ ζεκείν βξαζκνχ, κε κεηαβιεηή ζχλζεζε, θαη κε κηα επξεία ππεξνρή ηνπ κεζαλίνπ (CH 4 ) ζην ζπλνιηθφ φγθν ηνπ, πνπ πνηθίιιεη κεηαμχ 70% θαη 99.6%. Σν αηζάλην (C 2 H 6 ) είλαη ην δεχηεξν - ζπρλφηεξν ζπζηαηηθφ ζην θπζηθφ αέξην. Σν πξνπάλην (C 3 H 8 ), βνπηάλην (C 4 H 10 ), δηνμείδην ηνπ άλζξαθα (CO 2 ), άδσην (Ν 2 ), πδξνγφλν (H 2 ), νμπγφλν (Ο 2 ), θαη αθφκα άιινη βαξχηεξνη πδξνγνλάλζξαθεο πνπ εκθαλίδνληαη αλάινγα κε ηελ πξνέιεπζε, ππάξρνπλ ζε κηθξφηεξα πνζά. Πξαγκαηηθά, ην θπζηθφ αέξην πνπ «παξαδίδεηαη» κέζσ ησλ αγσγψλ πγξαεξίνπ πνπ δηαλέκνληαη ζηνπο θαηαλαισηέο είλαη δηαθνξεηηθφ απφ ην «αθαηέξγαζην θπζηθφ αέξην,» δει., απφ ηα πξντφληα πνπ εμάγνληαη απφ κφλα ηνπο, απηνχζηα. Απηά πεξηέρνπλ αθαζαξζίεο φπσο λεξφ, άκκνο, θαη πδξφζεην (H 2 S). Πξηλ απνβιεζνχλ νη αθαζαξζίεο ζην αθαηέξγαζην θπζηθφ αέξην αθαηξνχληαη, ζπρλά θαη άιια ζπζηαηηθά. Η αθαίξεζε ηνπ λεξνχ είλαη ζεκαληηθή θαη πξέπεη λα πξαγκαηνπνηεζεί γηα λα απνθεπρζνχλ πξνβιήκαηα ζην αγσγφ πγξαεξίνπ, φπσο: Αχμεζε δηάβξσζεο. 21

24 Η πεξίπησζε θξαγήο ησλ γξακκψλ ιφγσ ησλ ζηεξεψλ ελπδαησκέλσλ ελψζεσλ πνπ ζρεκαηίδνληαη. Σελ εκθάληζε πάγνπ θαη ηεο επαθφινπζεο δεκίαο ζηηο βαιβίδεο θαη ζηα φξγαλα είλαη επίζεο έλα ζνβαξφ πξφβιεκα γηα ηνπο αγσγνχο πγξαεξίνπ πνπ δηαζρίδνπλ ηηο πεξηνρέο ρακειψλ ζεξκνθξαζηψλ θαηά ηε δηάξθεηα ηνπ ρεηκψλα. Η αθαίξεζε ηνπ πδξφζεηνπ πξαγκαηνπνηείηαη πξνθεηκέλνπ λα κεησζεί ην πεξηερφκελφ ηνπ ζε φγθνπο ρακειφηεξνπο απφ 0.02 g/m 3 γηα λα ειαρηζηνπνηεζνχλ: Πεξηβαιινληηθά πξνβιήκαηα ιφγσ ηεο θαχζεο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ κε πςειφ πεξηεθηηθφηεηα ζε H 2 S. Οη θίλδπλνη δηάβξσζεο ζηνπο αγσγνχο πγξαεξίνπ θαη ζην ζχζηεκα δηαλνκήο. Πνιιέο θνξέο, ηα θπζηθά αδξαλή ηκήκαηα ηνπ αεξίνπ αθαηξνχληαη - δει., ηα ζπζηαηηθά πνπ δελ πξνζζέηνπλ ηίπνηα ζηελ ελεξγεηαθή ηζνξξνπία ηνπ θαπζίκνπ φηαλ θαίγεηαη - γηα λα απνθχγνπλ ηελ ζπαηάιε ηεο ελέξγεηαο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο κεηαθνξάο ησλ πξντφλησλ πνπ δελ έρνπλ θακία εκπνξηθή αμία, ηα νπνία, κπνξνχλ λα πσιεζνχλ γηα άιινπο ιφγνπο. Γηα απηφ ην ιφγν ζπρλά ην CO 2 αθαηξείηαη απφ ην θπζηθφ αέξην πξηλ απφ ηελ παξάδνζε. Δπίζεο, ηα ζπζηαηηθά κε ηελ πςειφηεξε εκπνξηθή αμία κπνξεί λα πσιεζνχλ ρσξηζηά. Αθαηξνχληαη απφ ην αθαηέξγαζην θπζηθφ αέξην, φπσο ζηελ πεξίπησζε ηνπ πξνπαλίνπ πνπ εμάγεηαη γηα λα πσιεζεί γηα ηελ παξαγσγή πγξνπνηεκέλνπ αεξίνπ ηνπ πεηξειαίνπ. Οη πξνεγνχκελεο παξαηεξήζεηο δείρλνπλ φηη ε ζχζηαζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ πνπ δηαλέκεηαη γηα βηνκεραληθή θαηαλάισζε εμαξηάηαη απφ ηελ πξνέιεπζή ηνπ θαη απφ ζπγθεθξηκέλνπο φξνπο πνπ θαζηεξψλνληαη ζηε ζχκβαζε αλεθνδηαζκνχ. 22

25 Ο πίλαθαο παξνπζηάδεη κεξηθέο ραξαθηεξηζηηθέο ζπζηάζεηο θπζηθνχ αεξίνπ, δηαθνξεηηθήο πξνέιεπζεο, ελψ ν πίλαθαο παξνπζηάδεη ηηο ηππηθέο ζπλζήθεο πνπ θαζηεξψλνληαη ζε κηα ζχκβαζε γηα ηελ παξνρή ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ. Καη νη δχν πίλαθεο πξνεηνηκάζηεθαλ απφ ηηο πιεξνθνξίεο ζην εγρεηξίδην θαχζεο ηνπ Zink (Baukal). 23

26 Δίλαη αδχλαην λα ζπληαρζνχλ θαη λα παξνπζηαζηνχλ αθξηβψο νη ραξαθηεξηζηηθέο ηδηφηεηεο ησλ θαπζίκσλ ζε έλαλ πίλαθα ιφγσ ηεο κεγάιεο πνηθηιίαο ησλ ζπκβάζεσλ εθνδηαζκνχ θπζηθνχ αεξίνπ. Δληνχηνηο, είλαη ζεκαληηθφ λα αλαθεξζνχλ απηέο νη ηδηφηεηεο, ηνπιάρηζηνλ επηγξακκαηηθά. Δπνκέλσο, ν πίλαθαο πεξηιήθζεθε ζε απηφ ην θεθάιαην γηα απηήλ ηελ αλαθνξά. Ο πίλαθαο παξνπζηάδεη επίζεο θχξηα θπζηθά θαη ρεκηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ πνπ παξέρνληαη απφ έλαλ νξηζκέλν δηαλνκέα ζηνλ Καλαδά. Σν θπζηθφ αέξην πνπ δηαλέκεηαη γηα θαηαλάισζε είλαη απνθιεηζηηθά κεζάλην, έλα άρξσκν, άνζκν, θαη κε ηνμηθφ αέξην. Λφγσ απηήο ηεο έιιεηςεο κπξσδηάο, ην θπζηθφ αέξην πξνηνχ λα παξαδνζεί κέζσ ησλ ζσιελψζεσλ αλακηγλχεηαη κε βνπηπιηθή κεξθαπηάλε πνπ δεκηνπξγεί κηα ραξαθηεξηζηηθή θαη δπζάξεζηε κπξσδηά. Πνιχ κηθξά πνζά, κέγηζην 4 ppm κεξθαπηάλεο πνπ πξνζηίζεηαη ζην θπζηθφ αέξην είλαη αξθεηή. Η κεξθαπηάλε είλαη κηα έλσζε ζείνπ ηεο νπνίαο ν γεληθφο ηχπνο είλαη R-SH, φπνπ ην R είλαη έλαο αιεηθαηηθφο ή αξσκαηηθφο νξγαληθφο πδξνγνλάλζξαθαο. Βάδνληαο κπξσδηά ζην αέξην, είλαη δπλαηφ λα εληνπηζηεί εχθνια θάζε δηαξξνή αεξίνπ, θαζψο επίζεο έηζη κπνξεί λα γίλεη αληηιεπηή ε ζπζζψξεπζε απηψλ ησλ θαπζίκσλ ζε έλα θιεηζηφ πεξηβάιινλ κέζα ζηνλ νπνίν ε ζπλερήο αλαπλνή κπνξεί λα πξνθαιέζεη ηνλ ίιηγγν θαη ην κνχδηαζκα. ΚΡΗΗΜΑ ΚΑΗ ΖΜΑΝΣΗΚΟΣΔΡΑ ΖΜΔΗΑ ΣΟΤ ΦΤΗΚΟΤ ΑΔΡΗΟΤ Τπάξρνπλ δηάθνξα ζεκαληηθά πιενλεθηήκαηα ζηε ρξήζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ σο θαχζηκν θαη κεξηθά πεξηγξάθνληαη σο εμήο: Μέγηζηε ζεξκνγόλνο δύλακε. Δίλαη ζεκαληηθφ λα είλαη γλσζηφ φηη ην θπζηθφ αέξην έρεη κηα πςειφηεξε ζεξκνγφλν δχλακε αλά καδηθή κνλάδα έλαληη φισλ ησλ άιισλ νξπθηψλ θαπζίκσλ. Καζαξόηεξα θαύζηκα. Σν θπζηθφ αέξην είλαη «ην θαζαξφηεξν» φισλ ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ, δεδνκέλνπ φηη δηακνξθψλεηαη νπζηαζηηθά απφ ην κεζάλην, ηνπ νπνίνπ ηα πξντφληα θαχζεο είλαη λεξφ θαη δηνμείδην ηνπ άλζξαθα, ίδηα πξντφληα κε απηά απφ ηελ αλαπλνή ησλ δσληαλψλ φλησλ. Σα επηβιαβή ζπζηαηηθά γηα ην πεξηβάιινλ είλαη πξαγκαηηθά κεησκέλα έσο θαζαξά ίρλε, ζηα θπζηθά πξντφληα θαχζεο αεξίνπ. Δπηπιένλ, ε θαχζε θπζηθνχ αεξίνπ δελ παξάγεη νχηε ηέθξα νχηε κνξηαθέο εθπνκπέο. Ο πίλαθαο παξνπζηάδεη κηα ελδηαθέξνπζα πνζνηηθή ζχγθξηζε ησλ 24

27 ξχπσλ πνπ εθπέκπνληαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο ησλ ηξηψλ θιαζηθψλ νξπθηψλ θαπζίκσλ: πεηξέιαην απνζεθψλ Γ, άλζξαθαο, θαη θπζηθφ αέξην. Απηφο ν πίλαθαο πξνεηνηκάζηεθε βαζηζκέλνο ζηα θαχζηκα κε ραξαθηεξηζηηθή κέζε ζχλζεζε θαη εμίζνπ απνδνηηθή θαχζε θαη ησλ ηξηψλ θαπζίκσλ. Πξέπεη επίζεο λα επηζεκαλζεί φηη ν θιίβαλνο ηζηκέληνπ, σο γεληθφο θαλφλαο, εθπέκπεη πεξηζζφηεξν NO X θαη ιηγφηεξν SOx απφ ηα αληίζηνηρα πνζά πνπ παξνπζηάδνληαη ζηνλ πίλαθα Μείωζε ηνπ θαηλνκέλνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ. Η απμαλφκελε ρξήζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ κπνξεί λα είλαη έλαο ζνβαξφο παξάγνληαο ζηε κείσζε ηνπ θαηλνκέλνπ ηνπ ζεξκνθεπίνπ επεηδή, φπσο κπνξεί λα γίλεη θαηαλνεηφ κέζσ ηεο αλάιπζεο ηνπ πίλαθα 2.5.5, ε θαχζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ εθπέκπεη 31% ην ιηγφηεξν CO 2 απφ ην καδνχη, θαη 38% ιηγφηεξν απφ ηνλ άλζξαθα, κε ηελ ίδηα ελεξγεηαθή απφδνζε! Μεηωκέλε επίδξαζε ζην θαηλόκελν ηεο αηζαινκίριεο. Έλα άιιν πεξηβαιινληηθφ πιενλέθηεκα ζηε ρξήζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ σο θαχζηκν είλαη ε πηζαλή κείσζε ηεο αηζαινκίριεο θαη ηνπ φδνληνο ζηα ρακειφηεξα ζηξψκαηα ηεο αηκφζθαηξαο. Δθπνκπέο NO X, πηεηηθέο νξγαληθέο ελψζεηο δελ παξάγνληαη. Δληνχηνηο, ηα ζεξκηθά NO X κπνξεί λα είλαη κεγαιχηεξν πξφβιεκα ζηα αέξηα θαχζηκα απ φηη ζηα ζηεξεά. Απηφ δηφηη ζην αέξην ε θιφγα πξέπεη γεληθά λα είλαη ζεξκφηεξε γηα λα επηηχρεη ηελ ίδηα κεηαθνξά αθηηλνβφινπ ζεξκφηεηαο φπσο ζηα ζηεξεά θαχζηκα. Απηέο νη εθηηκήζεηο δηθαηνινγνχλ ηελ πεπνίζεζε πνιιψλ νηθνιφγσλ φηη ην θπζηθφ αέξην είλαη ε αλαπφθεπθηε πξαγκαηηθή κεηάβαζε απφ ηα επηζεηηθά νξπθηά θαχζηκα ζηα θαζαξά θαη αλαλεψζηκα θαχζηκα πνπ ζα ρξεζηκνπνηνχληαη ζην κέιινλ, αθνχ πξψηα νη πιεζπζκνί θαη θπβεξλήζεηο αλαγλσξίζνπλ ην κέγεζνο ησλ πεξηβαιινληηθψλ πξνβιεκάησλ. 25

28 Σν θπζηθφ αέξην δελ είλαη αλαλεψζηκν θαχζηκν, έηζη ε απμαλφκελε ρξήζε ηνπ πξέπεη λα αθνινπζεζεί απφ κηα αθξηβή αμηνιφγεζε ηεο δηαζεζηκφηεηάο ηνπ. Δίλαη ζεκαληηθφ λα ζεκεησζεί φηη: Σα θνηηάζκαηα ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ έρνπλ αλαθαιπθζεί ζε έλαλ εληνλφηεξν ξπζκφ απφ ηελ αλαθάιπςε ησλ αθαηέξγαζησλ απνζεκάησλ πεηξειαίνπ. Σν 1970 ηα γλσζηά θνηηάζκαηα ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ αληηπξνζψπεπαλ ην 50% ησλ θνηηαζκάησλ ηνπ αθαηέξγαζηνπ πεηξειαίνπ απφ ηελ άπνςε ηεο ελεξγεηηθήο ηζνδπλακίαο. Απηήλ ηελ πεξίνδν, απηφ ην πνζνζηφ είλαη πεξίπνπ 95%! Η αλάπηπμε ησλ λέσλ κεζνδνινγηψλ γηα ηελ αλαθάιπςε ησλ θνηηαζκάησλ, ρξεζηκνπνηνχλ ηελ ηξηζδηάζηαηε ζεηζκνινγία, θαη ησλ λέσλ ηερλνινγηψλ εμαγσγήο πνπ θαζηζηνχλ πηζαλφ λα εξεπλεζνχλ ηα βαζχηεξα θνηηάζκαηα κε ηε κηθξφηεξε δηάκεηξν ηξππαληνχ γεψηξεζεο, κε αληαγσληζηηθφ θφζηνο θαη ζα επηηξέςεη ην πξνζδηνξηζκφ λέσλ πηζαλψλ θνηηαζκάησλ θπζηθνχ αεξίνπ. ην έηνο 2000, ζχκθσλα κε ηελ αμηνιφγεζε UNCTAD, ηα γλσζηά θνηηάζκαηα θπζηθνχ αεξίνπ ησλ νπνίσλ εθκεηάιιεπζε ήηαλ εθηθηή ζχκθσλα κε ηηο δηαζέζηκεο ηφηε ηερληθέο ήηαλ 150 ηξηζεθαηνκκχξηα θπβηθά κέηξα, έλαο φγθνο πνπ κπνξεί λα ηθαλνπνηήζεη ηηο παγθφζκηεο απαηηήζεηο γηα ηα επφκελα 70 έηε, ππνζέηνληαο ηα ηζηνξηθά πνζνζηά αχμεζεο ηεο θαηαλάισζεο λα δηαηεξνχληαη. Οη ηερληθνί ζεσξνχλ φηη πνιιά αθφκα θνηηάζκαηα θπζηθνχ αεξίνπ κεγάινπ φγθνπ πξφθεηηαη λα βξεζνχλ. Σα θνηηάζκαηα θπζηθνχ αεξίνπ θαηαλέκνληαη επξέσο ζε φιε ηελ πδξφγεην, φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα

29 ΔΜΠΟΡΗΟ ΦΤΗΚΟΤ ΑΔΡΗΟΤ Όζνλ αθνξά ζην κάξθεηηλγθ ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ, νη αθφινπζνη παξάγνληεο πξέπεη λα εμεηαζηνχλ: Η δαζκνιφγεζε ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ βαζίδεηαη ζηελ παξερφκελε ελέξγεηα, δει., κηα ηηκή (USD/MJ) θαζηεξψλεηαη γηα έλα ζπγθεθξηκέλν παξερφκελν πνζφ ελέξγεηαο. Η ηηκή κνλάδσλ ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ δηαθνξνπνηείηαη ζπλήζσο γηα ηηο δηάθνξεο θαηεγνξίεο θαηαλαισηψλ: βηνκεραλίεο, ζηαζκνί ειεθηξηθήο ελέξγεηαο, εκπνξηθήο ρξήζεο θαη λνηθνθπξηά. Γηα θάζε θαηεγνξία ππάξρεη δηαθνξνπνηεκέλε δαζκνιφγηα ζχκθσλα κε ηνλ φγθν ηεο θαηαλάισζεο (θαζεκεξηλά ή κεληαία). ε κεξηθέο ρψξεο ν αλεθνδηαζκφο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ αθνινπζεί κηα επνρηαθή δνκή, δει., θαηά ηε δηάξθεηα νξηζκέλσλ πεξηφδσλ ηνπ έηνπο κπνξεί λα πεξηνξηζηεί ζε νξηζκέλνπο θαηαλαισηέο. Απηφ ζπκβαίλεη ζε νξηζκέλεο ρψξεο κε θξχα θιίκαηα φπνπ ην ρεηκψλα ζηνλ αλεθνδηαζκφ ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ δίλεηαη πξνηεξαηφηεηα ζηα λνηθνθπξηά θαη ζηνπο εκπνξηθνχο θαηαλαισηέο πνπ ην ρξεηάδνληαη γηα ιφγνπο ζέξκαλζεο. ηελ πεξίπησζε απηή ε θαηαλάισζε γηα βηνκεραληθνχο θαηαλαισηέο είλαη πεξηνξηζκέλε. Η ηηκή ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ γηα ηνλ ηειηθφ ρξήζηε εμαξηάηαη απφ ηξεηο παξάγνληεο: ην θφζηνο ηνπ αεξίνπ ζην θνίηαζκα, δαπάλεο βειηίσζεο, 27

30 δηαλνκήο, θαη κεγάιεο απφζηαζεο κεηαθνξψλ. Παξά ηηο ηαιαληψζεηο, ηνπο ζπγθεθξηκέλνπο φξνπο ζηνπο νπνίνπο θάζε έλα απφ απηά ηα ζηνηρεία δαπαλψλ ππφθεηηαη, ππάξρεη «κηα νκνηφκνξθε παγθφζκηα ηάζε» ζηελ εμέιημε ηεο ηηκήο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ, φπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα Οη αλαγλψζηεο απηνχ ηνπ θεθαιαίνπ, ηειηθνί ρξήζηεο θαπζίκσλ, ζα παξαηεξήζνπλ έλα παξάδεηγκα πνπ επηδεηθλχεη πσο ε παγθφζκηα αγνξά ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ νξγαλψλεηαη γηα λα εγγπεζεί ηνλ αλεθνδηαζκφ θαη λα απμήζεη ηε ζπκκεηνρή ηνπ ζηελ ελεξγεηαθή κήηξα δηάθνξσλ ρσξψλ. Η ηερληθή LNG (liquided natural gas)- πγξνπνηεκέλν θπζηθφ αέξην - αλαπηχρζεθε γηα λα επηηξέςεη ηε κεηαθνξά θπζηθνχ αεξίνπ ζε εθείλεο ηηο ρψξεο πνπ δελ έρνπλ αγσγνχο πγξαεξίνπ. Όηαλ ςχρεηαη θάησ απφ 165 C, ην θπζηθφ αέξην γίλεηαη πγξφ θαη κεηαθέξεηαη ζε κεγάιεο απνζηάζεηο κέζσ εηδηθψλ ζρεδηαζκέλσλ πινίσλ ή θνξηεγψλ κε δεμακελέο ζεξκηθήο κφλσζεο. Αλ θαη ε ηερληθή LNG πεξηιακβάλεη ππνινγίζηκεο δαπάλεο παξαγσγήο, κε ηελ έξεπλα επηηεχρζεθε νηθνλνκηθφηεξε δπλαηφηεηα πξαγκαηνπνίεζεο ηεο ηερληθήο ηεο ξεπζηνπνίεζεο θαη ηεο κεηέπεηηα εμάηκηζεο ηνπ θαπζίκνπ. Έηζη θαζηεξψζεθε ε LNG ζε πνιχ ειθπζηηθή ελαιιαθηηθή ιχζε κεηαθνξάο ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ. ηελ πγξή θάζε ην θπζηθφ αέξην θαηαιακβάλεη έλαλ φγθν 1/600 ηνπ φγθνπ πνπ ζα θαηειάκβαλε σο αέξην. Δπηπιένλ, ε LNG θαζηζηά εθηθηή ηελ εθκεηάιιεπζε ησλ θνηηαζκάησλ πνπ ηψξα αληηκεησπίδνπλ ηερληθνχο, νηθνλνκηθνχο ή πνιηηηθνχο πεξηνξηζκνχο γηα 28

31 ηελ θαηαζθεπή ελφο αγσγνχ παξάδνζεο πγξαεξίνπ. Αλ θαη ζήκεξα ε LNG αληηπξνζσπεχεη κφλν έλα κέξνο ηνπ φγθνπ ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ πνπ πσιείηαη - ζηηο ΗΠΑ, γηα παξάδεηγκα, απηφ ην κέξνο είλαη 1% - αλακέλεηαη φηη απηφ ην κεξίδην ζα απμεζεί ζεκαληηθά ζηηο επφκελεο δεθαεηίεο ΑΝΘΡΑΚΑ Ο άλζξαθαο είλαη έλα νξπθηφ θαχζηκν πνπ ρξεζηκνπνηείην απφ ηελ αξρή ηνπ ρξφλνπ. Τπάξρνπλ αξραία ηζηνξηθά αξρεία, πνπ ρξνλνινγνχλ απφ ηε ξσκατθή απηνθξαηνξία, γηα ηελ αγνξά άλζξαθα κεηαμχ ησλ ιαψλ ζε δηαθνξεηηθέο πεξηνρέο. ην 19ν αηψλα, ν άλζξαθαο ήηαλ ην θαχζηκν πνπ ψζεζε ηε Βηνκεραληθή Δπαλάζηαζε. ην 20φ αηψλα, ήηαλ ε κεραλή γηα ηελ επέθηαζε ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη ήηαλ αξκφδην θαηά ηε δηάξθεηα ησλ πξψησλ δεθαεηηψλ εθείλνπ ηνπ αηψλα γηα ηελ ηθαλνπνίεζε πεξηζζφηεξν ηεο κηζήο απφ ηελ ελεξγεηαθή απαίηεζε ηνπ πιαλήηε. Απηήλ ηελ πεξίνδν, ν άλζξαθαο είλαη αθφκα κηα πεγή ελέξγεηαο -4 νο ζηε ζεηξά, 23% αθξηβψο - ηεο παγθφζκηαο δήηεζεο ελέξγεηαο. Σν ζρήκα παξνπζηάδεη ζαθψο ην ξφιν ηνπ άλζξαθα σο ζεκαληηθφ παξάγνληα ζηελ ελεξγεηαθή κήηξα. Δίλαη ζεκαληηθφ λα ηνληζηεί φηη ζηα ηειεπηαία 25 ρξφληα ηνπ 20 νπ αηψλα παξαηεξείηαη κηα πηψζε ζπκκεηνρήο ζηελ ελεξγεηαθή κήηξα. Απηή ε πηψζε ήηαλ αξρηθά έλα απνηέιεζκα ηνπ απμαλφκελνπ κεξηδίνπ ζηελ ελεξγεηαθή κήηξα ησλ ππνπξντφλησλ πεηξειαίνπ, θαη αξγφηεξα ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ, θπξίσο ιφγσ ηνπ ρακειφηεξνπ θφζηνπο εμφξπμεο απηψλ ησλ θαπζίκσλ έλαληη ηνπ άλζξαθα. Γηα κηα ίζε ελεξγεηαθή δπλαηφηεηα, ην θφζηνο ελφο αλζξαθσξπρείνπ είλαη 20 θνξέο πςειφηεξν απφ ηελ εθκεηάιιεπζε ελφο θνηηάζκαηνο πεηξειαίνπ ή θπζηθνχ αεξίνπ! Απηή ε κείσζε ήηαλ επίζεο έλα απνηέιεζκα, ελ ηνχηνηο κηθξφηεξεο θιίκαθαο, ηεο κεηαθίλεζεο ησλ κηθξψλ θαηαλαισηψλ ζηα ππνπξντφληα πεηξειαίνπ θαη ην θπζηθφ αέξην, επεηδή πξνζειθχζηεθαλ απφ ηνλ εχθνιν ρεηξηζκφ θαη ηελ απνζήθεπζε απηψλ ησλ λέσλ εηδψλ ελέξγεηαο. Παξά φιν απηφ, ν άλζξαθαο παξέκεηλε κηα ζεκαληηθή πεγή αξρηθήο ελέξγεηαο ζηνλ θφζκν κέρξη ηα πξψηα έηε ηνπ δεχηεξνπ κηζνχ ηνπ 20νχ αηψλα, φηαλ μεπεξάζηεθε απφ ηα ππνπξντφληα πεηξειαίνπ. Απηήλ ηελ πεξίνδν, ν άλζξαθαο είλαη κηα πξσηαξρηθή πεγή πνπ ρξεζηκνπνηείηαη γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο 29

32 ελέξγεηαο, θαη είλαη ππεχζπλνο γηα ηελ παξνρή πεξίπνπ 35% ηεο παγθφζκηαο θαηαλάισζεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Η ζεκαζία θαη ε ζέζε ηνπ άλζξαθα κεηαμχ ησλ νξπθηψλ θαπζίκσλ είλαη έλα απνηέιεζκα 5 θχξησλ παξαγφλησλ, δειαδή: 1. Αθζνλία 2. Αζθάιεηα 3. ηαζεξφηεηα αγνξάο 4. Διθπζηηθή ηηκή 5. Γηάξθεηα ησλ θνηηαζκάησλ Ο άλζξαθαο είλαη ην αθζνλφηεξν νξπθηφ θαχζηκν θαη γεσγξαθηθά ην θαιχηεξν δηαλεκεκέλν θαχζηκν. Πεξηζζφηεξεο απφ 50 ρψξεο ζηνλ θφζκν έρνπλ ζεκαληηθά θαη ελεξγά αλζξαθσξπρεία. Ο άλζξαθαο είλαη ζηαζεξφ θαχζηκν θαη αζθαιή, φζνλ αθνξά ηε κεηαθνξά, ηελ απνζήθεπζε θαη ηε ρξήζε. Η δηαζεζηκφηεηα ηνπ άλζξαθα γηα ηνπο ρξήζηεο είλαη αξθεηά ζηαζεξή ιφγσ ηεο αθζνλίαο ηνπ θαη ησλ πνιπάξηζκσλ ρσξψλ πνπ ηνλ παξάγνπλ. Απηνί νη δχν φξνη καδί εγγπψληαη ζε κηα εμαηξεηηθά αληαγσληζηηθή αγνξά πξνκεζεπηψλ, δει., κηα αγνξά κε ειθπζηηθέο ηηκέο πνπ δελ ππφθεηληαη ζηελ επνρηθφηεηα, ηηο ηνπηθέο πνιηηηθέο θαη νηθνλνκηθέο αζηάζεηεο, θ.ιπ. Δμεηάδνληαο ηε κνλάδα ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο, ε ηηκή ηνπ άλζξαθα είλαη ζπλνιηθά πνιχ αληαγσληζηηθή έλαληη ηνπ καδνχη θαη ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ, εηδηθά γηα ζεκαληηθνχο θαηαλαισηέο φπσο νη κεγάιεο γελλήηξηεο παξαγσγήο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο θαη νη ηζηκεληνβηνκεραλίεο. Οη πξφζθαηεο εθηηκήζεηο πξνβιέπνπλ φηη ηα γλσζηά θνηηάζκαηα άλζξαθα είλαη επαξθή λα ηθαλνπνηήζνπλ ηηο παγθφζκηεο απαηηήζεηο γηα ηα επφκελα 200 έηε εάλ ηα ησξηλά επίπεδα ηνπ πνζνζηνχ θαηαλάισζεο θαη αχμεζεο παξακέλνπλ ηα ίδηα - κηα «δηάξθεηα δσήο» κεγαιχηεξε απφ απηή πνπ πξνβιέπεηαη γηα ηα ππνπξντφληα πεηξειαίνπ θαη ην θπζηθφ αέξην, απφ ηελ άπνςε ησλ θνηηαζκάησλ πνπ έρνπλ πξνζδηνξηζηεί ήδε. ΣΑΓΗΑ ΥΖΜΑΣΗΜΟΤ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ Ο άλζξαθαο είλαη έλα νξπθηφ θαχζηκν νξγαληθήο πξνέιεπζεο πνπ απνηειείηαη νπζηαζηηθά απφ ην ζηνηρείν ηνπ άλζξαθα, ην πδξνγφλν, θαη ην νμπγφλν. Ο άλζξαθαο είλαη πξαγκαηηθά έλα ηξνπνπνηεκέλν ππφιεηκκα πξντζηνξηθήο βιάζηεζεο πνπ πέξαζε κέζσ κηαο δηαδηθαζίαο απνθαινχκελεο carbonization, ε νπνία δηαθξίλεηαη ζε ηξία επδηάθξηηα θαη δηαδνρηθά γεσινγηθά ζηάδηα: 30

33 Μηθξνβηαθό ζηάδην. Σν κηθξνβηαθφ ζηάδην νδήγεζε ζην ζρεκαηηζκφ ηεο αξρηθήο ηχξθεο έλα ζθνπξφρξσκν, πγξφ ρψκα κε κηα ζπνγγψδε δνκή - κέζσ ηεο απνζχλζεζεο ηνπ ππνινίπνπ ηεο βιάζηεζεο πνπ ζπζζσξεχνληαη ζηα έιε, ηνπο βάιηνπο, θαη ηηο ιίκλεο ππφ επλντθέο πεξηβαιινληηθέο ζπλζήθεο, δει., πγξφ φμηλν πεξηβάιινλ πνπ ζηεξείηαη ην νμπγφλν, ζην νπνίν νθείιεηαη ε γξήγνξε απνζχλζεζε ηνπ νξγαληθνχ πιηθνχ απφ ηα βαθηεξίδηα. Βηνρεκηθό ζηάδην. Σν βηνρεκηθφ ζηάδην αληηζηνηρεί ζην κεηαζρεκαηηζκφ ηεο ηχξθεο ζε άλζξαθα. Απηφο ν κεηαζρεκαηηζκφο εκθαλίζηεθε επεηδή ε δηαδηθαζία ηνπ ζρεκαηηζκνχ ηεο ηχξθεο δηαθφπεθε, αθνχ θαιχθζεθε απφ δηαδνρηθά ζηξψκαηα ηδεκαηψδνπο πιηθνχ θαη ζπζζσξεχηεθαλ κέζσ ηεθηνληθψλ κεηαθηλήζεσλ ηεο γήηλεο επηθάλεηαο θαη απφ ηελ «εηζβνιή» ηνπ λεξνχ ηεο ζάιαζζαο. Γεωρεκηθό ζηάδην. Σν γεσρεκηθφ ζηάδην αληηζηνηρεί ζηελ πιήξε κεηακφξθσζε ηεο ηχξθεο σο απνηέιεζκα ηεο ζπκπίεζεο πνπ πξνθαιείηαη κε ηελ ζπκπχθλσζε ησλ ηδεκαησδψλ θαηαζέζεσλ. Οη πςειέο πηέζεηο θαη ζεξκνθξαζίεο ζηηο νπνίεο ε νξγαληθή νπζία εθηίζεηαη γηα κεγάιεο πεξηφδνπο είραλ ζαλ απνηέιεζκα ηελ ηειηθή ηξνπνπνίεζε ζηε δνκή ηνπ θαη κηα εμαηξεηηθή ζπκπίεζε πνπ ζε θάπνηεο πεξηπηψζεηο κείσζαλ ην αξρηθφ πάρνο ηνπ ζηξψκαηνο θαηά 95%! Σα πξψηα ιηζαλζξαθνθφξα θνηηάζκαηα δεκηνπξγήζεθαλ πεξίπνπ 400 εθαηνκκχξηα έηε πξηλ, ελψ ηα πην πξφζθαηα άξρηζαλ λα δηακνξθψλνληαη κφλν 15 εθαηνκκχξηα έηε πξηλ. Όζν παιαηφηεξε ε ιηζαλζξαθνθφξνο θαηάζεζε, ηφζν πιεξέζηεξε ε κεηακφξθσζε ηεο νξγαληθήο νπζίαο ελφο νξπθηνχ θαπζίκνπ θαη ηφζν κεγαιχηεξν ην πνζφ ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη απφ ηελ θαχζε κηαο κνλάδαο κάδαο ηνπ θαπζίκνπ. Απηή ε κεηακφξθσζε ε απαλζξάθσζε - εμαξηάηαη απφ 7 παξάγνληεο πνπ θαζνξίδνπλ ηα ηειηθά ραξαθηεξηζηηθά θάζε άλζξαθα πνπ βξίζθεηαη ζηε θχζε: 1. H ζεξκνθξαζία - ε πξσηαξρηθή αηηία 2. Ο ρξφλνο 3. Ππξηγελή εγθιείζκαηα 4. Σν πεξηβάιινλ ηεο ζπζζψξεπζεο ηεο νξγαληθήο νπζίαο 5. Πίεζε 6. Γνκηθή παξακφξθσζε ηνπ ζηξψκαηνο ηεο νξγαληθήο νπζίαο 7. Αξρηθή ζχλζεζε ηεο βιάζηεζεο πνπ δεκηνχξγεζε ηνλ άλζξαθα 31

34 ΣΑΞΗΝΟΜΖΖ ΣΟΤ ΑΝΘΡΑΚΑ Τπάξρνπλ πνιινί παξάγνληεο πνπ επεξεάδνπλ ην βαζκφ κεηακφξθσζεο ηνπ άλζξαθα γηα απηφ ην ιφγν ζηε θχζε είλαη δπλαηφ λα βξεζνχλ άλζξαθεο πνιιψλ δηαθνξεηηθψλ εηδψλ. Γηα ηελ εκπνξηθή θαη ηερληθή ηππνπνίεζε, ήηαλ απαξαίηεην λα θαηεγνξηνπνηεζνχλ ηα δηάθνξα είδε ησλ αλζξάθσλ. Η ηαμηλφκεζε πνπ ρξεζηκνπνηείηαη θαη ηππνπνηείηαη απφ ηελ ASTM παίξλεη ην βαζκφ κεηακφξθσζεο ζαλ βάζε θαη δηαλέκεη ηνπο άλζξαθεο ζε ηέζζεξηο ηάμεηο θαηά ζεηξά αλφδνπ πξνο ηελ νινθιήξσζε ηεο κεηακφξθσζεο: 1. ιηγλίηεο 2. εκηπηζζνχρνο 3. πηζζνχρνο 4. αλζξαθίηεο Σν ζρήκα , βαζηζκέλν ζε έλα πξφηππν πνπ βξίζθεηαη ζηελ ηζηνζειίδα WCI, παξνπζηάδεη ηελ ηαμηλφκεζε δηαθνξεηηθψλ εηδψλ άλζξαθα. «Υακεινύ επηπέδνπ» άλζξαθεο. Οη απνθαινχκελνη «ρακεινχ επηπέδνπ» άλζξαθεο -δει., ιηγλίηεο θαη εκηπηζζνχρνο άλζξαθαο - πξνέξρνληαη απφ ηα πην πξφζθαηα ιηζαλζξαθνθφξα θνηηάζκαηα θαη είλαη εχζξππηνη κε έλα ιαζπψδεο ραξαθηεξηζηηθφ γλψξηζκα θαη ρσξίο ζπγθεθξηκέλν ρξψκα ην ρξψκα ηνπο πνηθίιιεη απφ θαθεηή ζε γθξη, παξνπζηάδνπλ πςειφ πνζνζηφ πγξαζίαο θαη ρακειή πεξηεθηηθφηεηα ζε άλζξαθα. «θιεξνί» άλζξαθεο. Οη απνθαινχκελνη «ζθιεξνί» άλζξαθεο - δει., πηζζνχρνο άλζξαθαο θαη αλζξαθίηεο - πξνέξρνληαη απφ ηα αξραία ιηζαλζξαθνθφξα θνηηάζκαηα. Δίλαη κεραληθά αλζεθηηθνί θαη ζθιεξνί. Έρνπλ καχξν ρξψκα ηδηαίηεξε ιακπξφηεηα, ρακειφ πεξηερφκελν πγξαζίαο θαη πςειή πεξηεθηηθφηεηα ζε άλζξαθα. 32

35 Η ηαμηλφκεζε ελφο άλζξαθα, δειαδή ν βαζκφο «κεηακφξθσζήο ηνπ» αληηζηνηρεί ζε ραξαθηεξηζηηθέο κέζεο ηηκέο ησλ θπζηθψλ θαη ρεκηθψλ παξακέηξσλ. Απηέο νη παξάκεηξνη είλαη ζεκαληηθέο γηα ηε ρξήζε θαη ην εκπφξην ηνπ άλζξαθα, δειαδή: ηαζεξή πεξηεθηηθφηεηα ζε άλζξαθα Πνζνζηφ πηεηηθψλ Πνζνζηφ πγξαζίαο Τςειφηεξε ζεξκνγφλνο δχλακε Ο πίλαθαο παξνπζηάδεη ηηο ραξαθηεξηζηηθέο θιίκαθεο ησλ ηηκψλ ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηδηνηήησλ, δηάθνξσλ ηάμεσλ ηνπ άλζξαθα. Αμίδεη λα ηνλίζνπκε φηη φιεο νη ηηκέο ζε απηφλ ηνλ πίλαθα δίλνληαη κεηά ηελ αθαίξεζε ηεο ηέθξαο. Οη δηαθνξεηηθνί άλζξαθεο παξνπζηάδνπλ επίζεο δηαθνξεηηθά θπζηθά ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηα πνπ κπνξνχλ λα πεξηγξαθνχλ απφ ηελ άπνςε ηεζζάξσλ ηάμεσλ, δειαδή: Ο ιηγλίηεο είλαη έλα καιαθφ, ηδηαίηεξα εχζξαπζην, θαθεηί-καχξν ζηεξεφ γλσζηφ σο «θαθεηήο άλζξαθαο.» Ο πηζζνχρνο άλζξαθαο είλαη έλα ππθλφ, καχξν ζηεξεφ, ζπρλά κε ελαιιαζζφκελεο θσηεηλέο θαη αδηαθαλείο ισξίδεο. 33

36 Ο εκηπηζζνχρνο άλζξαθαο είλαη έλα ζηεξεφ κε κεηαβιεηά ραξαθηεξηζηηθά κεηαμχ ηνπ ιηγλίηε θαη ηνπ πηζζνχρνπ άλζξαθα. Ο αλζξαθίηεο είλαη έλα πνιχ ζθιεξφ θαη αλζεθηηθφ πιηθφ καχξνπ ρξψκαηνο κε κεηαιιηθή ιάκςε. Όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα ηεο , ν άλζξαθαο ρξεζηκνπνηείηαη παγθνζκίσο επξέσο θαη έρεη ραξαθηεξηζηηθέο ρξήζεηο ζχκθσλα κε ηελ ηάμε ηνπ: 34

37 ΛΗΓΝΗΣΖ Ο ιηγλίηεο παξνπζηάδεη ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηα φπσο ε ρακειφηεξε ζεξκνγφλνο δχλακε θαη ε πςειή πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία, ην νπνίν δελ δηθαηνινγεί κεγάιεο ελεξγεηαθέο δαπάλεο γηα ηε κεηαθνξά ηνπ ζε κεγάιεο απνζηάζεηο. Γηα απηφ ην ιφγν θαηαλαιψλεηαη βαζηθά θνληά ζηα θνηηάζκαηα φπνπ εμάγεηαη, ζπλήζσο γηα ηελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. ΠΗΟΤΥΟ ΑΝΘΡΑΚΑ Ο πηζζνχρνο άλζξαθαο είλαη άθζνλνο ζηε θχζε θαη ρξεζηκνπνηείηαη πεξηζζφηεξν απφ θάζε άιιν είδνο άλζξαθα. Παξνπζηάδεη επξεία παξαιιαγή ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ θπζηθψλ θαη ρεκηθψλ παξακέηξσλ ηνπ θαη γηα απηφλ ην ιφγν, ρσξίδεηαη ζπρλά ζε ππννκάδεο: χκθσλα κε ην πηεηηθφ πεξηερφκελν, ν πηζζνχρνο άλζξαθαο κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί ζε: Υακειφο πηεηηθφο πηζζνχρνο άλζξαθαο κε έλα πηεηηθφ πεξηερφκελν θάησ απφ ην 22% dmf (επί μεξνχ κεηά ηεο αθαίξεζε ηεο ηέθξαο) Πηζζνχρνο κέζεο πηεηηθφηεηαο κε έλα πηεηηθφ πεξηερφκελν κεηαμχ ηνπ 22% dmf θαη 31% dmf. Πηζζνχρνο πςειήο πηεηηθφηεηαο κε έλα πηεηηθφ πεξηερφκελν πάλσ απφ ην 31% dmf. χκθσλα κε ηε ρξήζε ηνπ, ν πηζζνχρνο άλζξαθαο κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί ζε: Θεξκηθφ άλζξαθα, ν νπνίνο ρξεζηκνπνηείηαη σο θαχζηκν γηα ιέβεηεο, θιηβάλνπο, θ.ιπ. Μεηαιινπξγηθφ άλζξαθα, ηνπ νπνίνπ ηα ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηα - γηα παξάδεηγκα, ρακειφ πνζνζηφ ζε ηέθξα θαη ζείν, - ηνλ θαζηζηνχλ θαηάιιειν γηα ηελ παξαγσγή ηνπ κεηαιινπξγηθνχ θσθ. 35

38 ΖΜΗΠΗΟΤΥΟ ΚΑΗ ΘΔΡΜΗΚΟ ΠΗΟΤΥΟ ΑΝΘΡΑΚΑ Ο εκηπηζζνχρνο θαη ζεξκηθφο πηζζνχρνο άλζξαθαο ρξεζηκνπνηνχληαη νπζηαζηηθά σο θαχζηκα γηα : Σελ παξαγσγή ειεθηξηθήο ελέξγεηαο. Σελ παξαγσγή αηκνχ γηα ηε δεκηνπξγία ησλ πςειήο ζεξκνθξαζίαο ζεξκηθψλ δεμακελψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηηο βηνκεραληθέο δηαδηθαζίεο. Σελ παξαγσγή αηκνχ γηα ιφγνπο ζηαζεξφηεηαο. Γεκφζηα ζπζηήκαηα ζέξκαλζεο. Γηα λα ηθαλνπνηήζεη ηηο νηθηαθέο αλάγθεο - καγείξεκα ηξνθίκσλ, ζέξκαλζε ηνπ λεξνχ γηα ηελ πξνζσπηθή πγηεηλή, ζέξκαλζε ησλ ρψξσλ, θ.ιπ. ΜΔΣΑΛΛΟΤΡΓΗΚΟ ΠΗΟΤΥΟ ΑΝΘΡΑΚΑ Ο Μεηαιινπξγηθφο Πηζζνχρνο Άλζξαθαο φπσο παξνπζηάδεηαη απφ ην φλνκα, ρξεζηκνπνηείηαη νπζηαζηηθά ζηελ παξαγσγή ηνπ θσθ ην νπνίν είλαη: Μηα αξρηθή ηξνθνδνζία γηα ηελ παξαγσγή ζηδήξνπ θαη ράιπβα. Δπίζεο ρξεζηκνπνηείηαη ζε άιιεο βηνκεραλίεο παξαγσγήο κεηάιισλ. ΑΝΘΡΑΚΗΣΖ Ο αλζξαθίηεο είλαη ν ειάρηζηα θνηλφο θαη αθξηβφηεξνο ησλ αλζξάθσλ. Έρεη κεξηθά κνλαδηθά ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηα ε ηθαλφηεηα γηα παξάδεηγκα, κηαο άθαπλεο θαχζεο θαη ρξεζηκνπνηείηαη γηα ζπγθεθξηκέλνπο ιφγνπο: ηελ άκεζε ζέξκαλζε πινχζησλ νηθνγελεηψλ. Ωο παξάγνληαο κείσζεο ζε κεξηθέο βηνκεραληθέο δηαδηθαζίεο ζηελ παξαζθεπή ηνπ γπαιηνχ θαη ρεκηθψλ πξντφλησλ, ζηελ επεμεξγαζία ησλ ζηδεξνχρσλ κεηάιισλ, θ.ιπ. 36

39 Έγρπζε ζηνπο θιηβάλνπο ράιπβα σο θνληνπνηεκέλα θαχζηκα. Η ηαμηλφκεζε ηνπ άλζξαθα καο δίλεη ηελ επθαηξία λα θάλνπκε κηα πνιχ πεξηεθηηθή αλάιπζε απηψλ ησλ θαπζίκσλ. Απηφ πνπ πξέπεη λα ηνληζηεί, είλαη φηη δελ είλαη ε κφλε ηαμηλφκεζε πνπ ππάξρεη γηα ηνλ άλζξαθα. Δίλαη απιά επξχηαηα απνδεθηή. Σα Ηλσκέλα Έζλε (U.N), γηα παξάδεηγκα, αλέπηπμαλ «κηα δηεζλή ηαμηλφκεζε» γηα ηνλ άλζξαθα θαη ρξεζηκνπνηεί έλαλ ηξηςήθην θψδηθα αξίζκεζεο - ην πξψην ςεθίν (απφ 0 έσο 9) κεηαθξάδεη ηαπηφρξνλα, ην πεξηερφκελν ηνπ πηεηηθνχ πεξηερνκέλνπ θαη ηεο ζεξκνγφλνπ δχλακεο, ν δεχηεξνο (απφ 0 έσο 7) κεηαθξάδεη ηα ραξαθηεξηζηηθά ζπζζσξεχζεσλ θαη ην ηξίην (απφ 0 έσο 5) κεηαθξάδεη ηελ θαηαιιειφηεηα ηεο κεηαηξνπήο άλζξαθα ζε θσθ. Σν ζχζηεκα ηαμηλφκεζεο αλαπηχρζεθε απφ ηελ ASTM γηα λα ηαμηλνκήζεη αξρηθά θαη λα ηππνπνηήζεη ηνπο άλζξαθεο πνπ παξήρζεζαλ απφ νξπρείν ζηηο Ηλσκέλεο Πνιηηείεο θαη είλαη, επνκέλσο, ηδηαίηεξα αξκφδνλ γηα απηνχο ηνπο άλζξαθεο. Δληνχηνηο, δελ ιακβάλεη ππφςε κεξηθέο απφ ηηο παξακέηξνπο πνπ αζθνχλ ζεκαληηθή επίδξαζε ζηελ πνηφηεηα ηνπ άλζξαθα θαζψο επίζεο ηηο ζπλζήθεο θαχζεο θαη ηελ πξνθχπηνπζα πεξηβαιινληηθή επίδξαζε - γηα παξάδεηγκα ην πεξηερφκελν ηεο ηέθξαο θαη ηνπ ζείνπ. ΠΟΟΣΟ ΣΔΦΡΑ Σν πνζνζηφ ηεο ηέθξαο ζε νπνηνδήπνηε ηχπν άλζξαθα δελ παίδεη θαλέλα ξφιν ζηελ ηαμηλφκεζή ηνπ επεηδή νη πξνδηαγξαθέο γηα ηνλ πεξηερφκελν άλζξαθα θαη ηνπ πηεηηθνχ πνζνζηνχ δηακνξθψλνληαη βάζε νξπθηνινγηθψλ δεδνκέλσλ, ηα νπνία δελ πεξηιακβάλνπλ ηελ ηέθξα. Δίλαη φκσο πάληα παξνχζα ζε έλα κεγαιχηεξν ή κηθξφηεξν πνζνζηφ ζε φια ηα είδε άλζξαθα θαη γηα απηφ ην ιφγν πξέπεη λα ηνληζηεί: Η ηέθξα ζηνηρείν ζρεηηθφ κε ηνλ άλζξαθα κπνξεί λα ελζσκαηψλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο δηαδηθαζίαο εμαλζξάθσζεο ή κπνξεί λα απνηειεί δηαθξηηά ζσκαηίδηα παγηδεπκέλα ζην θαχζηκν. Η ηέθξα δηακνξθψλεηαη ζπλήζσο απφ ηνλ νξπθηφ άξγηιν, αλζξαθηθά άιαηα (αζβεζηνιηζηθά θαη δνινκηηηθά), ζνπιθίδηα (ππξηηηθά, ζεηνχρν κφιπβδν θαη ζεηνχρν ςεπδάξγπξν) θαη ππξηηηθά άιαηα (ραιαδίαο). Ο άλζξαθαο, δηεζλψο, δηαηξείηαη ζε ηξεηο νκάδεο ζχκθσλα κε ην πνζνζηφ ηεο ηέθξαο, φπσο παξνπζηάδεηαη ζηνλ πίλαθα 2.5.7, ζηνλ νπνίν παξνπζηάδεηαη ζηελ μεξά θαηάζηαζε. Σχπνη άλζξαθα κέζνπ πνζνζηνχ ηέθξαο γίλνληαη θαιχηεξα απνδεθηνί ζηε δηεζλή αγνξά επεηδή δηαηίζεληαη ζε κηα επλντθή ηηκή γηα έλα 37

40 απνδεθηφ πνζνζηφ ηέθξαο γηα απηήλ ηελ αγνξά. Μηα ραξαθηεξηζηηθή ηηκή γηα ην πνζνζηφ ηεο ηέθξαο πνπ θαζνξίδεη έλα είδνο άλζξαθα θαιήο πνηφηεηαο είλαη ην 10%. Σν πνζνζηφ ηεο ηέθξαο ελφο άλζξαθα εμαξηάηαη, νπζηαζηηθά, απφ ηελ πξνέιεπζή ηνπ. ηελ Απζηξαιία, γηα παξάδεηγκα, ν Πηζζνχρνο Άλζξαθαο θαη ν εκηπηζζνχρνο άλζξαθαο ζε μεξά βάζε, έρνπλ ην πνζνζηφ ηέθξαο πνπ πνηθίιιεη απφ 8%-25%, ελψ ν άλζξαθαο ζην Ηλσκέλν Βαζίιεην έρεη κέζε πεξηεθηηθφηεηα ζε ηέθξα 15%. Δπηδξάζεηο ηέθξαο. Η ηέθξα αζθεί ζεκαληηθή επίδξαζε ζηελ πνηφηεηα θαη ζηνπο ηερληθννηθνλνκηθνχο φξνπο γηα ηε ρξήζε ηνπ άλζξαθα. Έλα πςειφ πεξηερφκελν ηεο ηέθξαο ζπλεπάγεηαη κηα ρακειφηεξε ζεξκνγφλν δχλακε ζηε θαχζε ηνπ άλζξαθα θαη κεγαιχηεξεο δαπάλεο κεηαθνξάο αλά κνλάδα ηεο ζεξκηθήο ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη ζηελ θαχζε, ιφγσ ηεο δαπάλεο ηεο κεηαθνξάο ηνπ άθιεθηνπ πιηθνχ (ηέθξα). Οη άλζξαθεο πςεινχ πνζνζηνχ ηέθξαο απαηηνχλ επίζεο ηελ πξφζζεηε πξνζνρή θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο γηα ηνπο παξαθάησ ιφγνπο: Όηαλ ε ηέθξα απειεπζεξψλεηαη σο κηθξά κφξηα, κεηαθέξεηαη κε ηα πξντφληα θαχζεο, θαη δεδνκέλνπ φηη δελ θαίγεηαη, δελ απνβάιιεηαη κεηά ηε θαχζε. Απηή ε ηέθξα απαηηεί εηδηθή κεηαρείξηζε, έηζη ψζηε λα κπνξεί λα αθαηξεζεί απφ ην αέξηα κέζσ θίιηξσλ ηζαληψλ, θπθιψλεο, ειεθηξνζηαηηθά θίιηξα θ.ιπ. Σν πςειφ πνζνζηφ ηεο ηέθξαο κπνξεί λα θαζπζηεξήζεη ηελ θαχζε, επεηδή έλα κεγάιν πνζφ άθιεθηνπ πιηθνχ κπνξεί λα αλαγθάζεη θαη λα ηνπνζεηήζεη ηα κφξηα θαπζίκνπ ζε θάςα, «απνηξέπνληαο» ηελ θαχζε ηνπο. 38

41 Δάλ νη ζεξκνθξαζίεο σο απνηέιεζκα ηεο θαχζεο είλαη αξθεηά πςειέο, ε ηέθξα κπνξεί λα ιεηψζεη θαη λα πάξεη ηε κνξθή ζθνπξηάο. Σν ιεησκέλν πιηθφ κπνξεί «λα νκαδνπνηεζεί» θαη λα δηακνξθψζεη κεγαιχηεξνπ κεγέζνπο κφξηα πνπ αθαηξνχληαη εχθνια απφ ηα πξντφληα θαχζεο. Δληνχηνηο, δχν δπζκελή απνηειέζκαηα κπνξνχλ λα εκθαληζηνχλ, 1) Απηά ηα κεγάια κφξηα «λα ηπιίμνπλ» ηα κηθξφηεξα κφξηα ησλ θαπζίκσλ θαη ζε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ζα πεξλνχζαλ κέζσ ηεο δψλεο θαχζεο άζηθηα θαη ζα πξνσζνχληαλ σο ξχπνη ζηελ αηκφζθαηξα, 2) Να πξνσζήζνπλ ηε θζνξά ησλ εζσηεξηθψλ κεξψλ ηεο αίζνπζα θαχζεο. Όηαλ θαίγεηαη ν άλζξαθαο κέζα ζε εμνπιηζκφ φπσο νη ιέβεηεο ή νη θνχξλνη ζέξκαλζεο, έλα πςειφ πνζνζηφ ηέθξαο έρεη απνηέιεζκα ηηο πςειέο δαπάλεο επέλδπζεο θαη δηαδηθαζηψλ γηα ηελ αθαίξεζε θαη ηελ ηειηθή απφξξηςε ηεο ηέθξαο κεηά ηελ θαχζε. Όηαλ ν άλζξαθαο θαίγεηαη ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ, ε ηέθξα ελζσκαηψλεηαη ζην θιίλθεξ θαη επνκέλσο είλαη ζεκαληηθφ λα ξπζκηζηεί ε ζχλζεζε ηεο πξψηεο χιεο ζε ηέθξα έηζη ψζηε κε απηφ ηνλ ζπλππνινγηζκφ λα κελ αιιάμεη ε πνηφηεηα ηνπ ηειηθνχ πξντφληνο (ηζηκέλην). Όηαλ νη ηέθξεο ηνπ άλζξαθα είλαη πινχζηεο ζε SiO 2, πξνβιήκαηα κπνξνχλ λα πξνθχςνπλ ζηελ επέλδπζε ησλ γξακκψλ πλεπκαηηθήο κεηαθνξάο. Σα πξνβιήκαηα πνπ πξνθαινχληαη ιφγσ ηνπ πςεινχ πνζνζηνχ ηέθξαο είλαη ηφζν ζνβαξά πνπ πνιιέο θνξέο εθηειείηαη κηα δηαδηθαζία εκπινπηηζκνχ ηνπ άλζξαθα, ακέζσο κεηά ηελ εμφξπμή ηνπ απφ ην νξπρείν θαη πξηλ παξαδνζεί ζηνλ ηειηθφ ρξήζηε, έηζη ψζηε ην πνζνζηφ ηέθξαο λα κεησζεί. Ο εκπινπηηζκφο κπνξεί π.ρ. λα γίλεη κε επίπιεπζε ή έθπιπζε ηνπ πιηθνχ. ΗΥΝΟΣΟΗΥΔΗΑ Δθηφο απφ ηελ ηέθξα, θαη άιιεο ελψζεηο βξίζθνληαη ζπλήζσο ζηνλ άλζξαθα - ηα «ηρλνζηνηρεία». Όπσο θαηαιαβαίλνπκε θαη απφ ην φλνκα, ην πνζνζηφ απηψλ ησλ νπζηψλ θαη ελψζεσλ είλαη ζπλήζσο αξθεηά ρακειφ γηα λα επεξεάζνπλ ηελ ζεξκνγφλν δχλακε ηνπ άλζξαθα, ή γηα λα πξνζζέζεη παξαζηηηθά ζεκαληηθφ θφζηνο ζηε κεηαθνξά. Παξφια απηά είλαη απαξαίηεην, λα ιεθζνχλ πξνζεθηηθά ππ φςηλ νη παξεκβάζεηο θαη νη επηδξάζεηο πνπ ζα έρνπλ ζηε δηαδηθαζία θαχζεο θαη ζηηο εθπνκπέο ζην πεξηβάιινλ. 39

42 Μεηαμχ ησλ πνιχ ζπρλά «ηρλνζηνηρείσλ» ζηνλ άλζξαθα επηθξαηνχλ ηα εμήο: Θείν. Σν πνζνζηφ ηνπ πνηθίιιεη απφ 1% ζε 5%, ζχκθσλα κε ηελ πξνέιεπζή ηνπ, θαη είλαη ζίγνπξν φηη: Αλ θαη ην ζείν είλαη ππεχζπλν γηα ηελ πξνζζήθε θάπνηαο ζεξκνγφλνπ δχλακεο ζηνλ άλζξαθα, ππάξρνπλ ζνβαξέο πεξηβαιινληηθέο επηπηψζεηο επεηδή θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο νμεηδψλεηαη ζε SO 2. Απηφ ην SO 2, φηαλ εηζάγεηαη ζηελ πινχζηα ζε Ο 2 αηκφζθαηξα, κεηαζρεκαηίδεηαη ζε ζεηηθφ νμχ (H 2 SO 4 ) θαη κε ηε δξάζε ηεο πγξαζίαο δεκηνπξγείηαη ε φμηλε βξνρή. Όηαλ ν άλζξαθαο θαίγεηαη ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ, είλαη απαξαίηεην λα εμεηαζηνχλ πξνζεθηηθά ηα απνηειέζκαηα πνπ ζα έρεη ε πεξηεθηηθφηεηα ηνπ ζε ζείν, ζην «θχθιν ζείνπ» θαη ζηελ πνηφηεηα ηνπ θιίλθεξ. Υιωξηνύρα, ζεηϊθά θαη ληηξηθά άιαηα. Πξνθαινχλ ζπλήζσο πξνβιήκαηα δηάβξσζεο ζηα εζσηεξηθά κέξε ησλ θιηβάλσλ. Σα ρισξηνχρα είλαη ηδηαίηεξα επηβιαβή ζηελ παξαγσγή θιίλθεξ. Νάηξην. Τπνθηλεί ηελ πηψζε ηέθξαο θαη, ζπλεπψο, κηα κείσζε ζηε ελεξγεηαθή απνδνηηθφηεηα ηεο δηαδηθαζίαο ηεο θαχζεο. Φώζθνξνο. Δίλαη ππεχζπλνο γηα ην ζρεκαηηζκφ ζθνπξηάο κέζα ζην θιίβαλν. Αθφηνπ έρνπλ εηζαρζεί ηα γεληθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ άλζξαθα σο θαχζηκα θαη έρνπλ ζπδεηεζεί, πξέπεη ηψξα λα δνζεί έκθαζε ζηηο ζεκαληηθέο ηερλνινγηθέο εμειίμεηο ησλ ηειεπηαίσλ δεθαεηηψλ πνπ έθαλαλ ηελ θαχζε άλζξαθα δξαζηηθά απνδνηηθφηεξε θαη πεξηβαιινληηθά θαζαξφηεξε. Απηήλ ηελ πεξίνδν, ε ρξήζε άλζξαθα δελ αληέρεη πιένλ ηελ αξλεηηθή εηθφλα πνπ ζπλδέεηαη κε ηε δηάξθεηα ηνπ πξψηνπ κηζνχ ηνπ 20νχ αηψλα - κεγάια ζχλλεθα καχξνπ θαπλνχ πνπ βγαίλνπλ απφ κηα θαπλνδφρν! Δλψζεηο παξαγσγψλ άλζξαθα, θπβεξλεηηθέο νληφηεηεο, θαη ηα εξεπλεηηθά εξγαζηήξηα δέρηεθαλ θαη θέξδηζαλ ηελ πξφθιεζε ηεο κεηαβνιήο ηνπ άλζξαθα ζε θαχζηκν ζπκβαηφ κε ην πεξηβάιινλ φπσο νπνηαδήπνηε άιιν νξπθηφ θαχζηκν. Νέα κεηαιιεία, θαχζε, αέξηα θαχζεο, νη ηερλνινγίεο αλάθηεζεο απαεξίσλ θαη νη πξνζπάζεηεο λα ξπζκηζηνχλ ηα θαηλφκελα ηνπ ζεξκνθεπίνπ κεηαηξέπνπλ ηνλ άλζξαθα ζε «επηθπξσκέλν» θαζαξφ θαχζηκν ηνπ 21νπ αηψλα. Απηφ ηζρχεη ηδηαίηεξα απφ ηελ άπνςε κηαο ζπλδπαζκέλεο αλάιπζεο ησλ επηδξάζεσλ ζην πεξηβάιινλ πνπ ζπλδένληαη κε ηελ παξαγσγή, ηε ρξήζε, θαη κηα ελδερφκελε επαλαρξεζηκνπνίεζε ησλ ηειηθψλ πξντφλησλ, 40

43 απνθαινχκελε «αλάιπζε θχθισλ δσήο (LCA).» Πξέπεη επίζεο λα ηνληζηεί φηη ε LCA είλαη κηα ζχγρξνλε πξνζέγγηζε ζηελ πεξηβαιινληηθή παξέκβαζε ηεο θαχζεο ΠΔΣ ΚΩΚ Πνιιά έρνπλ εηπσζεί γηα ηα πξνηηκφκέλα θαχζηκα ησλ ηζηκεληνβηνκεραληψλ. ε γεληθέο γξακκέο είλαη απηά πνπ πξνζθέξνπλ, «ηε θηελφηεξε κνλάδα ελέξγεηαο» ρσξίο λα βιάςνπλ ηελ πνηφηεηα ησλ ηειηθψλ πξντφλησλ θπζηθά. Απηφ ην «αμίσκα ησλ ηζηκεληνβηνκεραληψλ» βνήζεζε λα πξνσζεζεί θαη λα πξναρζεί ην πεη θσθ ζε απηήλ ηελ ηειεπηαία δεθαεηία ζε θιαζζηθφ θαχζηκν ελφο απφ ηα επξχηαηα παγθνζκίσο ρξεζηκνπνηεκέλα θαχζηκα ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ. Απηφ επεηδή ην θφζηνο αλά κνλάδα ηεο απειεπζεξσκέλεο ελέξγεηαο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο, είλαη ζπλήζσο θηελφηεξν έλαληη ηνπ άλζξαθα θαη ηνπ καδνχη. Σν πεη θσθ είλαη καχξν, ιακπξφ ζηεξεφ ζε κνξθή κηθξψλ θφθθσλ ή «βεινλψλ.» Δίλαη έλα ππνπξντφλ δηπιηζηεξίσλ πεηξειαίνπ πνπ πξνθχπηεη απφ ηε ζεξκηθή δηάζπαζε ησλ βαξηψλ πεηξειαίσλ. ηε ζχλζεζε ηνπ πεη θσθ βξίζθνπκε θπξίσο ηνλ άλζξαθα, αλ θαη κπνξεί επίζεο λα παξνπζηαζηνχλ πςειά επίπεδα ηνπ ζείνπ θαη ησλ βαξηψλ κεηάιισλ, φπσο ην ληθέιην θαη ην βαλάδην. ΣΑΞΗΝΟΜΖΖ ΣΟΤ ΠΔΣ ΚΩΚ Σν πεη θσθ κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί γηα εκπνξηθνχο ιφγνπο θαη γηα ηελ πξνζδηνξηζκφ ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηδηνηήησλ ηνπ ζχκθσλα κε δχν θξηηήξηα πνπ δελ απνθιείνπλ ην έλα ην άιιν, δειαδή: Σαμηλφκεζε ζχκθσλα κε ηε δηαδηθαζία παξαγσγήο. Με απηφ ην θξηηήξην, ηξεηο ηχπνη πεη θσθ θαζνξίδνληαη σο εμήο: 41

44 1. To Delayed petcoke είλαη ην πεη θσθ πνπ πξνθχπηεη απφ κηα εκηζπλερή δηαδηθαζία παξαγσγήο πνπ ζηνρεχεη ζηελ ειαρηζηνπνίεζε ηεο παξαγσγήο βαξέσλ θαπζίκσλ απφ ζεξκηθή ππξφιπζε. Απηφ ην είδνο ηνπ πεη θσθ ραξαθηεξίδεηαη απφ: Έλα ζεκαληηθφ πεξηερφκελν ησλ ππνιεηπφκελσλ πδξνγνλαλζξάθσλ. Πηεηηθφ πεξηερφκελν πιηθφ κεηαμχ 10% θαη 15%. 2. Σν Fluidcoke είλαη ην πεη θσθ σο απνηέιεζκα ελφο ζπλερνχο αληηδξαζηήξα ξεπζηνζηεξεάο θιίλεο εηδηθά δηακνξθσκέλν, κεηαηξέπνληαο ην πεη θσθ έηζη ψζηε λα κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί σο θαχζηκν. Απηή είλαη πξαγκαηηθά κηα πνιχ θαηάιιειε δηαδηθαζία γηα ηηο πξψηεο χιεο πνπ παξνπζηάδνπλ πςειφ πεξηερφκελν ζε ζείνπ. 3. Σν Flexicoke είλαη ην πεη θσθ σο απνηέιεζκα κηαο δηαδηθαζίαο παξαγσγήο πεη θσθ ζπλερνχο αληηδξαζηήξα ξεπζηνζηεξεάο θιίλεο φπνπ ην κεγαιχηεξν κέξνο ηνπ κεηαηξέπεηαη θαηεπζείαλ ζε αέξην πξνθχπηνληαο αέξηα θαχζηκα ρακεινχ ζεξκνγφλνπ δχλακεο πνπ θαηαλαιψλνληαη ζην δηπιηζηήξην. Μεηαμχ ησλ ηξηψλ ηχπσλ πεη θσθ, ην flexicoke έρεη ην κηθξφηεξν πνζνζηφ πηεηηθψλ πιηθψλ - κεηαμχ 2.5% θαη 3.5%. Σαμηλόκεζε ζύκθωλα κε ηηο ζπλζήθεο παξάδνζεο. Με απηφ ην θξηηήξην, δχν ηχπνη πεη θσθ θαζνξίδνληαη σο εμήο: 1. Σν πξάζηλν θωθ είλαη ην πεη θσθ ζηε κνξθή πνπ αθήλεη ε παξαγσγηθή δηαδηθαζία. Σν πξάζηλν θσθ είλαη, επνκέλσο, πεη θσθ απηνχζην, φπσο αθξηβψο παξάγεηαη. Παξνπζηάδεη ηα αθφινπζα ραξαθηεξηζηηθά γλσξίζκαηα: Σν πηεηηθφ πιηθφ πνπ βξίζθεηαη ζην πξάζηλν θσθ απνηειείηαη νπζηαζηηθά απφ ηνπο πδξνγνλάλζξαθεο, νη νπνίνη πεξηιακβάλνπλ PAHs - πνιπθπθιηθνί αξσκαηηθνί πδξνγνλάλζξαθεο- νη νπνίνη πδξνγνλάλζξαθεο παξέρνπλ ζην πξάζηλν θσθ ηε ραξαθηεξηζηηθή ηνπ κπξσδηά. Ο άλζξαθαο πεξηιακβάλεη νπζηαζηηθά ην κε πηεηηθφ κέξνο. Η ηέθξα θαη ην αλφξγαλν πεξηερφκελν είλαη ζρεηηθά ρακειά. 2. Δμαλζξαθωκέλν θώθ είλαη ην πεη θσθ πνπ επεμεξγάδεηαη θαη ιακβάλεηαη απφ ην πξάζηλν θσθ κε ηε ζέξκαλζε ηνπ ζε έλαλ πεξηζηξνθηθφ θιίβαλν ππφ ρακειή πίεζε θαη ζεξκνθξαζίεο άλσ ησλ 1480 K (1200 C), κεηά απφ κηα δηαδηθαζία θαηά ηε δηάξθεηα ηεο νπνίαο αθαηξνχληαη νη πεξηζζφηεξνη απφ ηνπο πδξνγνλάλζξαθεο ηνπ πξάζηλνπ 42

45 πεη θσθ. Σν εμαλζξαθσκέλν θσθ, επνκέλσο είλαη ζρεδφλ ρσξίο πηεηηθφ πιηθφ. Η παγθφζκηα παξαγσγή πεη θσθ έρεη απμεζεί ζηαζεξά, απφ ηελ ειθπζηηθή ηηκή ηνπ. Απμήζεθε πεξίπνπ 50% απφ ηα ηέιε ηεο δεθαεηίαο ηνπ '80 σο ηα ηέιε ηεο δεθαεηίαο ηνπ '90, θζάλνληαο ηνπο 50 Mtn ην Η αχμεζε απηή ηεο παξαγσγήο έθηαζε ην 60% θαηά ηε δηάξθεηα ησλ ηειεπηαίσλ δχν εηψλ γηα λα ηθαλνπνηήζεη κηα απμαλφκελε δήηεζε, θαη ην 2001 ηνπο 82 Mtn. Σν ζρήκα παξνπζηάδεη ηε Βφξεηα Ακεξηθή σο πεξηνρή πνπ παξάγεη ην πεξηζζφηεξν πεη θσθ ζηνλ θφζκν: ζρεδφλ 70% ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο πξνέξρεηαη απφ απηήλ ηελ πεξηνρή, θαη νη ΗΠΑ είλαη ππεχζπλεο γηα ην 90% απηνχ ηνπ ζπλφινπ. Πξέπεη επίζεο λα ηνληζηεί φηη ζρεδφλ 60% ηεο βνξεηνακεξηθαληθήο παξαγσγήο ηνπ πεη θσθ πξνέξρεηαη απφ ηελ ίδηα πεξηνρή - ε πεξηνρή ζηελ αθηή ηνπ Κφιπνπ ηνπ Μεμηθνχ ζπκπεξηιακβαλνκέλνπ ηνπ Σέμαο θαη ηεο Λνπτδηάλαο. Η ζέζε ηεο Βφξεηαο Ακεξηθήο σο κεγάινο παξαγσγφο πξέπεη πξαγκαηηθά λα γίλεη πξνθαλέζηεξε ζηνπο ζχληνκνπο θαη κέζνπο φξνπο είηε ιφγσ ηεο αλαθάιπςεο θαη ηεο εθκεηάιιεπζεο ησλ πεηξειατθψλ θνηηαζκάησλ ζηνλ Καλαδά, είηε ιφγσ επέθηαζεο ηεο παξαγσγήο ησλ ήδε ππάξρσλ ακεξηθαληθψλ εγθαηαζηάζεσλ δηχιηζεο. 43

46 Μηα καηηά ζηε παγθφζκηα ρξήζε ηνπ πεη θσθ δείρλεη φηη εθηφο απφ ηηο ΗΠΑ, ε Ιαπσλία, ν Καλαδάο, ε Ιζπαλία, ε Ιηαιία, ε Γεξκαλία, ε Γαιιία, θαη ην Ηλσκέλν Βαζίιεην είλαη νη ζεκαληηθφηεξνη θαηαλαισηέο. Όπσο θαίλεηαη ζην ζρήκα : 44

47 ρεδφλ ην 75% ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο πεη θσθ ρξεζηκνπνηείηαη σο πεγή ελέξγεηαο: Γηα ηελ θαηαζθεπή ηζηκέληνπ Απφ ηα δηπιηζηήξηα πεηξειαίνπ Γηα ηελ παξαγσγή ηεο ειεθηξηθήο ελέξγεηαο ε άιιεο δηαδηθαζίεο άκεζεο ή έκκεζεο ζέξκαλζεο ζε δηάθνξεο βηνκεραλίεο ρεδφλ ην 25% ηεο παγθφζκηαο παξαγσγήο πεη θσθ δελ ρξεζηκνπνηείηαη σο πεγή ελέξγεηαο. Υξεζηκνπνηείηαη ππφ κνξθή εμαλζξαθσκέλνπ θσθ, σο πξψηε χιε, θπξίσο γηα ηελ παξαγσγή ησλ αλφδσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζηελ παξαγσγή ηνπ ράιπβα θαη ηνπ αινπκηλίνπ. ε κηθξφηεξν βαζκφ ρξεζηκνπνηείηαη επίζεο ζηε βηνκεραλία απηνθηλήησλ γηα ηελ θαηαζθεπή κεξψλ απηνθηλήηνπ, ησλ ιάζηηρσλ, ησλ απφ γξαθίηε κεξψλ θ.ι.π. 45

48 Σα ραξαθηεξηζηηθά θαη νη ηδηφηεηεο ηνπ πεη θσθ είλαη ζηελά ζπλδεδεκέλα κε ηελ πξνέιεπζή ηνπ, ηνπο γεσγξαθηθνχο φξνπο θαη ηηο εγθαηαζηάζεηο επεμεξγαζίαο. Αθξηβψο φπσο ζε νπνηαδήπνηε άιια θαχζηκα νξπθηήο πξνέιεπζεο, ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπ θνηηάζκαηνο θαζνξίδνπλ ηα ζπζηαηηθά ηνπ. Οη εγθαηαζηάζεηο θαζαξηζκνχ είλαη αξκφδηεο γηα ην ζρεδηάγξακκα ηεο δηαδηθαζίαο θαζαξηζκνχ, ε νπνία θαζνξίδεη ηα ηειηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ππνπξντφληνο, ην πεη θσθ. Καηά ζπλέπεηα, ε ζχλζεζε θαη νη ηδηφηεηεο ηνπ πεη θσθ έρνπλ κηα κεγάιε πνηθηιία. ε απηφ ην ζεκείν δελ ππάξρεη ηαμηλφκεζε ηνπ πεη θσθ παξφκνηα κε απηή ηνπ άλζξαθα, ε νπνία ζα κπνξνχζε λα βνεζήζεη ζην θαζνξηζκφ ησλ πην εηδηθψλ θιηκάθσλ γηα ηηο ηδηφηεηεο θαη ηε ζχλζεζή ηνπ. Όπνηε έλα είδνο πεη θσθ πξφθεηηαη λα ρξεζηκνπνηεζεί, είλαη απαξαίηεην λα είλαη γλσζηά ηα δξαζηηθά θαη απνηειεζκαηηθά ζηνηρεία πξνέιεπζήο ηνπ, πνπ ιακβάλνληαη κέζσ ελφο ζπγθεθξηκέλνπ πίλαθα πνπ δειψλεη ζαθψο ηελ πξνέιεπζή ηνπ φπσο ζηνλ πίλαθα πνπ παξνπζηάδεη ηα ραξαθηεξηζηηθά ελφο είδνπο πεη θσθ πνπ εμήρζε ζην ιηκάλη ηνπ Κφιπνπ ηνπ Σέμαο, Κξίζηη. 46

49 ΣΟ ΠΔΣ ΚΩΚ ΣΖΝ ΠΑΡΑΚΔΤΖ ΣΗΜΔΝΣΟΤ Έρνληαο θαηά λνπ φηη ην κεξίδην ηνπ πεη θσθ ζηελ ελεξγεηαθή κήηξα ησλ ηζηκεληνβηνκεραληψλ απμάλεηαη θαη φηη απηφ ην θεθάιαην εζηηάδεη θπξίσο ζε απηήλ ηελ βηνκεραλία, κεξηθέο ζπγθεθξηκέλεο παξαηεξήζεηο γηα ηε ρξήζε ηέηνησλ θαπζίκσλ ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ θαη ηνπο εμαλζξαθσηέο είλαη: Σν πεη θσθ ρξεζηκνπνηείηαη πάληα σο θνληνπνηεκέλν ζηεξεφ ζηνπο βαζηθνχο θαη δεπηεξνβάζκηνπο θαπζηήξεο, δει., θιίβαλνη θαη μεξαληεξεο. Απφ ηελ άπνςε ηεο θαχζεο, ε βαζηθή δπζθνιία ζηελ θαχζε ηνπ πεη θσθ ζπλδέεηαη κε ην ρακειφ πνζνζηφ ηνπ ζε πηεηηθά ζηνηρεία. Ο έιεγρνο ηνπ ζρήκαηνο ηεο θιφγαο, κηα παξάκεηξνο κεγάιεο ζεκαζίαο ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ επεηδή ζπλδέεηαη κε ηελ πνηφηεηα ηνπ θιίλθεξ, θαηνξζψλεηαη κφλν κέζσ ηνπ ειέγρνπ αλάθιεμεο. Οη θιφγέο πνπ παξάγνληαη απφ ηε θαχζε ηνπ πεη θσθ ηείλνπλ λα είλαη καθξχηεξεο απφ ηηο θιφγεο πεηξειαίνπ ή άλζξαθα, ιφγσ ηεο θαζπζηέξεζεο ηεο αλάθιεμεο θαη ιφγσ ηνπ ρξφλνπ πνπ απαηηείηαη γηα ηελ θαηαλάισζε ησλ θνληνπνηεκέλσλ κνξίσλ ζην ζχλλεθν θαπζίκνπ πνπ εγρέεηαη ζηνλ θιίβαλν. ε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ, κηα καθξχηεξε θιφγα θέξλεη αξλεηηθέο επηπηψζεηο ζηε δηαδηθαζία παξαγσγήο, δειαδή: Παξάγεη ηνπο ρεηξφηεξνπο θνθθψδεηο ζρεκαηηζκνχο. Ο ζρεκαηηζκφο κεγαιχηεξσλ θξπζηάιισλ απφ εθείλσλ πνπ δηακνξθψζεθαλ απφ κηα θνληή θιφγα, κε ηνλ αληίθηππν θαη ζηελ θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο γηα ηελ άιεζε θαη ζηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο αληνρήο ηνπ ηζηκέληνπ. Μηα ηάζε πξνο ην ζρεκαηηζκφ δαθηπιίσλ θαχζεο κέζα ζηνλ πεξηζηξνθηθφ θιίβαλν, θαζηζηψληαο θαηά ζπλέπεηα δχζθνιν λα επηηεπρζεί ζηαζεξνπνίεζε θαη έιεγρνο ζηελ εμέιημε ηεο δηαδηθαζίαο. Μηα κεγαιχηεξε αεξηνπνίεζε ησλ ελψζεσλ ζείνπ ζηε δψλε θαχζεο κε έλαλ πηζαλφ ζρεκαηηζκφ incrustations ζηνλ πξνζεξκαζηή, θαη ν ζρεκαηηζκφο δαθηπιίσλ ηνπ ζείνπ ζηνλ θιίβαλν. 47

50 Γηα λα ιεθζνχλ νη ειάρηζηνη ηθαλνπνηεηηθνί φξνη ηεο θαχζεο θαη ηνπ ειέγρνπ ηεο θιφγαο, ην πεη θσθ πξέπεη λα αιεζηεί γηα λα γίλεη έιεγρνο ηεο θνθθνκεηξίαο, παίξλνληαο απφ 2% κε 5% δείγκαηνο ηεο κάδαο θαπζίκσλ ζε έλα πιέγκα 170 (0.088 ρηι.). Γηα κηα απνδνηηθή θαχζε ηνπ άλζξαθα, γηα παξάδεηγκα, ην πνζνζηφ πξέπεη λα είλαη κεηαμχ 10% θαη 18% ζχκθσλα κε ην πεξηερφκελν ησλ πηεηηθψλ ζηνηρείσλ, ηεο πγξαζίαο, θαη ηεο ηέθξαο. Έλαο ζνβαξφο παξάγνληαο ζηελ νηθνλνκηθή άπνςε είλαη ε ζθιεξφηεηα ηνπ πεη θσθ επεηδή κηα «ειέγμηκε» θαχζε απαηηεί ιεπηά αιεζκέλα θαχζηκα θαη επίζεο: Γηα ηελ ίδηα ηειηθή θνθθνκεηξηθή θαηάζηαζε ηνπ θαπζίκνπ, ην θφζηνο ηεο ελέξγεηαο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο άιεζεο θαη επνκέλσο, ην θφζηνο ηεο ίδηαο ηεο δηαδηθαζίαο είλαη πςειφηεξν φζν ζθιεξφηεξα είλαη ηα θαχζηκα. Σν ίδην ηζρχεη θαη γηα ηελ απφδνζε ηνπ κχινπ, δει. ε ηθαλφηεηα άιεζήο ηνπ κεηψλεηαη κε ηα ζθιεξφηεξα θαχζηκα. Η ζθιεξφηεηα ηνπ πεη θσθ, αθξηβψο φπσο θαη θάζε άιιν ζηεξεφ θαχζηκν, ραξαθηεξίδεηαη απφ ηε παξάκεηξν HGI (δείθηεο Hardgrove Grindability) πνπ πνηθίιιεη αληηζηξφθσο κε ηε ζθιεξφηεηα ησλ θαπζίκσλ. Σν είδνο ηνπ πεη θσθ πνπ ζπλήζσο ρξεζηκνπνηείηαη σο θαχζηκν παξνπζηάδεη έλα HGI κεηαμχ 40 θαη 55 ζαλ αλαθνξά θιίκαθαο, HGI 30 ππνλνεί πνιχ ζθιεξά ζηεξεά θαχζηκα, ελψ HGI 70 ππνδεηθλχεη έλα πνπ είλαη πνιχ καιαθφ. Γεδνκέλνπ φηη πεη θσθ ρξεζηκνπνηείηαη ζπλήζσο γηα λα αληηθαηαζηαζεί ν άλζξαθαο, ν νπνίνο έρεη έλα HGI κεηαμχ 40 θαη 60, απηή ε αληηθαηάζηαζε ππνλνεί κηα ππνρξεσηηθή «αλαζεψξεζε» ηνπ ζπζηήκαηνο άιεζεο φρη κφλν επεηδή ην πεη θσθ είλαη γεληθά ζθιεξφηεξν απφ ηνλ άλζξαθα αιιά επεηδή είλαη απαξαίηεην λα αιεζηεί ιεπηφηεξν εμ αηηίαο ηνπ ρακειφηεξνπ πηεηηθνχ πνζνζηνχ ηνπ. Δίλαη δπλαηφ λα δεισζεί γηα ηηο εθπνκπέο NO X σο απνηέιεζκα ηεο θαχζεο ηνπ πεη θσθ φηη: Με φινπο ηνπο άιινπο φξνπο ζηε δηαδηθαζία λα παξακέλνπλ ζηαζεξνί, ε αληηθαηάζηαζε ηνπ άλζξαθα απφ ην πεη θσθ δελ αιιάδεη ζεκαληηθά ηηο εθπνκπέο NO X. 48

51 Σν πεη θσθ παξνπζηάδεη ζπλήζσο πςειφηεξν πνζνζηφ ζε άδσην απφ ην καδνχη θαη επνκέλσο, νη εθπνκπέο NO X ηείλνπλ λα γίλνπλ ιίγν πςειφηεξεο φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη γηα λα αληηθαηαζηήζεη ην καδνχη. Σν πεη θσθ παξάγεη κηθξφηεξεο εθπνκπέο NO X απφ ην θπζηθφ αέξην επεηδή, ην θπζηθφ αέξην έρεη έλα ηδηαίηεξν πνζνζηφ αδψηνπ αλά κνλάδα ηεο ελέξγεηαο, θαη απηφ ιφγσ ηεο ρακειφηεξεο δπλαηφηεηαο εθπνκπήο, ε θιφγα ηνπ θπζηθνχ αεξίνπ θξαηά ην άδσην θαη ην νμπγφλν θάησ απφ πςειέο ζεξκνθξαζίεο γηα κεγάιεο πεξηφδνπο, κηα θαηάζηαζε πνπ επλνεί ηνπο κεραληζκνχο πνπ δηακνξθψλνπλ ηα ζεξκηθά NO X. Σν πεη θσθ είλαη θαχζηκν πνπ κπνξεί λα πεξηέρεη έλα κε ακειεηέν πνζφ ζείνπ εληνχηνηο ε θαχζε ηνπ ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ: Γελ πεξηιακβάλεη απαξαηηήησο ηα ιεηηνπξγηθά πξνβιήκαηα δηφηη ππάξρεη έλαο απνδνηηθφο έιεγρνο ηνπ «θχθινπ ηνπ ζείνπ,» ψζηε λα εγγπεζεί ε εθθαζάξηζε ηνπ ζείνπ απφ ην θιίλθεξ ππφ κνξθή ζεηηθψλ αιθαιίσλ θαη ζεηηθνχ αζβεζηίνπ. Απηφ νθείιεηαη θαη ζηνλ έιεγρν ηεο ζχλζεζεο ηεο πξψηεο χιεο, ηεο κνξθήο θινγψλ θαη ηνπ ζεξκηθνχ ζρεδηαγξάκκαηνο ησλ θιηβάλσλ. Μηα θνληχηεξε θαη ζηελφηεξε θιφγα δίλεη πηζαλφηεηα γηα κηα εθθαζάξηζε ηνπ ζείνπ απφ ην θιίλθεξ επεηδή κεηψλεη ηελ πηεηηθφηεηα ησλ ζεηηθψλ αιθαιίσλ, ηνπ CaSO 4 θαη ηελ απνζχλζεζε ζηε δψλε θαχζεο. Γελ νδεγεί απαξαηηήησο ζηηο πςειέο εθπνκπέο SOx, επεηδή ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ, ε αχμεζε ζηα θαχζηκα ηεο πεξηεθηηθφηεηα ζε ζείν δελ ζπλεπάγεηαη κε κηα αλάινγε αχμεζε ζηηο εθπνκπέο SOx. Αθφκα θαη ην θιίλθεξ λα κε ζπιιακβάλεη φιν ην ζείν, κφλν έλα κέξνο ηνπ ζείνπ ησλ θαπζίκσλ ξππαίλεη ηα αέξηα πνπ εθπέκπνληαη ζηελ αηκφζθαηξα. Μπνξεί λα επηδξάζεη ζεηηθά ζηα θπζηθά θαη ρεκηθά ραξαθηεξηζηηθά ηνπ ηζηκέληνπ, ππφ ηνλ φξν φηη ππάξρεη έλαο απνδνηηθφο έιεγρνο ηνπ θχθινπ ζείνπ, βειηηψλνληαο ηελ βαζηθή ηνπ αληνρή θαη κεηψλνληαο ην ρξφλν πήμεο ρσξίο ηελ πξφζζεηε αλάγθε λα πξνζηεζεί CaSO 4 σο γχςν ζην θιίλθεξ. Η έθζεζε ζην πεη θσθ (πξάζηλν) πεξηιακβάλεη θηλδχλνπο πγείαο πνπ ζπλδένληαη κε ηελ ελφριεζε πνπ κπνξεί λα πξνθαιέζεη ζηα κάηηα, ζην δέξκα, ζην αλαπλεπζηηθφ ζχζηεκα, ιφγσ ηεο ιεπηήο θχζεο ηνπ (κεραληθή επίδξαζε) θαη ιφγσ ηεο παξνπζίαο ησλ PAHs (ρεκηθή επίδξαζε). Η παξνπζία ησλ PAHs απαηηεί ηε πξφζζεηε πξνζνρή γηα ηα θαχζηκα, φπσο ε εγθαηάζηαζε ζπζηήκαηνο ηνπηθήο εμάηκηζεο θαη θίιηξα ζηηο πεξηνρέο φπνπ ηα θαχζηκα κεηαθέξνληαη, επεηδή νη PAHs 49

52 είλαη ελδερνκέλσο θαξθηλνγφλεο νπζίεο, αλ θαη θαλέλα πεξηζηαηηθφ πγείαο ιφγσ ηνπ πεη θσθ δελ έρεη πεξηγξαθεί αθφκα. Ο θίλδπλνο ησλ ππξθαγηψλ θαη εθξήμεσλ είλαη πνιχ ρακειφο κε ηε ρξήζε πεη θσθ, αιιά ππάξρεη έλαο απμαλφκελνο θίλδπλνο αλάινγα κε ην πνζνζηφ ηνπ πηεηηθνχ ζέκαηνο ζην πεη θσθ. Μηα ηειεπηαία παξαηήξεζε γηα ηε ρξήζε ηνπ πεη θσθ σο θαχζηκν είλαη φηη ε αγνξά ηνπ δελ ζηαζεξνπνηείηαη αξθεηά αθφκα θαη θαηά ζπλέπεηα νη ηηκέο παξνπζηάδνπλ κεξηθέο επαίζζεηεο δηαθπκάλζεηο αθφκε θαη γηα έλα πξντφλ κε ζαθή θαζνξηζκέλα ραξαθηεξηζηηθά. Ο πίλαθαο θαηαδεηθλχεη κεξηθέο ραξαθηεξηζηηθέο ηηκέο γηα ην Παξά απηήλ ηελ «αληζνξξνπία» ζηελ αγνξά, κεηαμχ φισλ ησλ «θιαζζηθψλ» θαπζίκσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο, ην πεη θσθ είλαη αθφκα ην θαχζηκν κε ην κηθξφηεξν ζρεηηθφ θφζηνο απφ ηελ άπνςε ηεο ελεξγεηαθήο κνλάδαο πνπ απειεπζεξψλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο, φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα ηεο πνπ απαξηζκεί θαη ζπγθξίλεη απηφ ην θφζηνο, σο πνζνζηφ ηνπ θφζηνπο ζηε κνλάδαο ηεο ελέξγεηαο γηα έλαλ νξηζκέλν ηχπν άλζξαθα. 50

53 51

54 1.6 ΚΑΤΗΜΑ ΑΠΟΒΛΖΣΩΝ Σα «απφβιεηα» ή ηα ππνιείκκαηα κπνξνχλ λα θαζνξηζηνχλ θαη λα γίλνπλ θαηαλνεηά κε δηάθνξνπο ηξφπνπο. Σν 1996, γηα παξάδεηγκα, ην θφξνπκ απνβιήησλ θαζφξηζε φηη ε ιέμε «απφβιεηα» πεξηγξάθνπλ κηα θαηάζηαζε, κηα θάζε κεηάβαζεο ζηνλ θχθιν ηεο δσήο ελφο νξηζκέλνπ πξντφληνο / πιηθνχ πνπ αληηζηνηρεί ζηε κεηάβαζή ηνπ ππφ ηνλ φξν σο ζηνηρείν απαξαίηεην ζε κηα ζπλέρηζε ελφο θαζνξηζκέλνπ ζηφρνπ ζε κηα θαηάζηαζε εθπιήξσζεο ηεο αλάγθεο απηήο ηνπ θαηαζθεπαζηή κε απηφ ην πξντφλ. Απηφ καο δίλεη έλαπζκα γηα ηελ θαηαλφεζε φηη «ηα απφβιεηα» είλαη έλα πιηθφ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη αηειψο, δει. είλαη δπλαηφ λα εθηηκεζνχλ πεξαηηέξσ, ή έρνπλ αλάγθε απφ νινθιεξσηηθή θαηαλάισζε. Απηφο ν θαζνξηζκφο είλαη ν ζπλεπέζηεξνο. Μεξηθνί ζπληάθηεο ηα πξνζδηνξίδνπλ επίζεο σο ππφινηπα θαχζηκα θαη απφβιεηα θαχζηκα. χκθσλα κε απηήλ ηελ άπνςε, ε έλλνηα «ησλ απνβιήησλ» ζηελ θαχζε, ζε απηφ ην θεθάιαην ελλνείηαη ηα «θαχζηκα απνβιήησλ» ή απιά «απφβιεηα» αζρέησο ηελ πξνέιεπζή ηνπο, ζπλδέεηαη ζηελά κε ηηο νηθνλνκηθνχο πεξηφδνπο θαη ζπλζήθεο, θαη κπνξεί λα γίλεη θαηαλνεηφ σο αλαπφθεπθην «πεξίζζεπκα» απφ κηα άιιε δξαζηεξηφηεηα ζηελ νπνία δελ έρεη πηα θακία ζεκαληηθή ελεξγεηαθή αμία ζε έλα νξηζκέλν θνηλσληθφ θαη νηθνλνκηθφ ζελάξην, απφ κηα άπνςε κάξθεηηλγθ. Η ρξήζε ησλ θαπζίκσλ-απνβιήησλ απφ ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο είλαη κηα θνηλή πξαθηηθή απνθαινχκελε νκν-επεμεξγαζία, πνπ γίλεηαη νινέλα θαη πην δεκνθηιήο επεηδή παξέρεη ηέζζεξα πιενλεθηήκαηα ηαπηφρξνλα: Μείσζε ησλ δαπαλψλ παξαγσγήο ηζηκέληνπ επεηδή ην θφζηνο θάζε κνλάδαο ηεο ελέξγεηαο πνπ απειεπζεξψλεηαη απφ ηα θαχζηκα απνβιήησλ είλαη θαηά πνιχ κηθξφηεξν ησλ «θιαζζηθψλ θαπζίκσλ». πληήξεζε ησλ θνηηαζκάησλ νξπθηνχ θαπζίκνπ. Μείσζε ηνπ φγθνπ ησλ απνβιήησλ πνπ θαηαηίζεληαη ζηνπο ππαίζξηνπο ρψξνπο θαη ησλ απνβιήησλ πνπ θαίγνληαη. Μείσζε ζην παγθφζκην θαηλφκελν ηνπ ζεξκνθεπίνπ βαζηζκέλν ζε κηα αλάιπζε θχθινπ δσήο (LCA), φπσο θαίλεηαη ρήκα , επεηδή δελ ζα ππάξμεη θακία δηπιή εθπνκπή ηνπ CO2. 52

55 Απηά ηα ηέζζεξα νθέιε είλαη πνιχ ζεκαληηθά γηα ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο επεηδή κεηψλνπλ ηηο δαπάλεο, απμάλνπλ ην αληαγσληζηηθφ πιενλέθηεκα, βειηηψλνπλ ηελ θνηλσληθή εηθφλα θαη θέξλνπλ νηθνλνκηθά θαη πεξηβαιινληηθά νθέιε ζηελ θνηλσλία. Οη ηζηκεληνβηνκεραλίεο κπνξνχλ λα σθειεζνχλ απφ ηα πιενλεθηήκαηα ηεο θαχζεο ησλ απνβιήησλ, επεηδή νη πεξηζηξνθηθνί θιίβαλνη κε πξναζβεζηνπνίεζε έρνπλ πνιχ επλντθνχο ηερληθνχο φξνπο γηα ηε ρξήζε ησλ ελαιιαθηηθψλ θαπζίκσλ ρσξίο δεκία ζην ηειηθφ πξντφλ θαη ρσξίο θηλδχλνπο γηα ην πεξηβάιινλ. Οη ζεξκνθξαζίεο ζηνλ θιίβαλν ηζηκέληνπ, ζπλήζσο πνπ θζάλνπλ ζηνπο 1700 C, είλαη αξθεηά πςειφηεξεο απφ ηελ ειάρηζηε ζεξκνθξαζία θαχζεο ησλ απνβιήησλ πνπ θαζηεξψλεηαη απφ ηνπο πεξηβαιινληηθνχο θαλνληζκνχο - γεληθά 1000 C ή 1200 C γηα ηα απφβιεηα αιφγνλνπ ή εθείλσλ πνπ πεξηέρνπλ PAHs. Ο ρξφλνο παξακνλήο ησλ ελαιιαθηηθψλ θαπζίκσλ ζηε ζεξκνθξαζία ηνπ θιηβάλνπ μεξάο κεζφδνπ, πεξίπνπ 3 δεπηεξφιεπηα πάλσ απφ 1200 C θαη πεξίπνπ 5 δεπηεξφιεπηα κεηαμχ 850 C θαη 1200 C, ππεξβαίλνπλ θαηά πνιχ ηελ ειάρηζηε πεξίνδν 2s πνπ απαηηείηαη απφ ηνπο πεξηβαιινληηθνχο θαλνληζκνχο. 53

56 Οη αιθαιηθέο ζπλζήθεο κέζα ζηνλ θιίβαλν ηζηκέληνπ απνξξνθνχλ ην κεγαιχηεξν κέξνο ησλ πξντφλησλ ηεο νμείδσζεο ηνπ ζείνπ θαη ηνπ ρισξίνπ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο. Σα πεξηζζφηεξα απφ ηα κέηαιια πνπ βξίζθνληαη ζηα απφβιεηα είηε ζπγρσλεχνληαη ζην θιίλθεξ είηε ζπγθξαηνχληαη ζην ζχζηεκα θίιηξσλ ζηελ έμνδν ηνπ θιηβάλνπ. Οη θιίβαλνη ηζηκέληνπ είλαη ζηαζεξά εμνπιηζκέλνη κε απνδνηηθά ζπζηήκαηα θίιηξσλ πνπ κε κηθξέο κφλν ηξνπνπνηήζεηο κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ θαη ζηελ πεξίπησζε ηεο θαχζεο απνβιήησλ. Απηέο νη εθηηκήζεηο παξνπζηάδνπλ ηελ ηερληθή επειημία ηεο θαχζεο απνβιήησλ ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ, ππφ ηνλ φξν φηη ε θαχζε πξαγκαηνπνηείηαη κε ηέηνην ηξφπν ψζηε λα εμαζθαιίδεηαη ε ζπλνιηθή απνδνηηθφηεηα θαη ν έιεγρνο ησλ παξακέηξσλ ν νπνίνο γεληθά απαηηεί πξνζαξκφζηκα ζπζηήκαηα θαχζεο. Δάλ ν φξνο ηεο απνδνηηθφηεηαο δελ ηθαλνπνηείηαη, πξνβιήκαηα πνπ ζπλδένληαη κε ηελ πνηφηεηα ησλ πξντφλησλ ή /θαη ηεο πξνζηαζίαο πεξηβάιινληνο κπνξεί λα εκθαληζηνχλ, αθπξψλνληαο ηα νηθνλνκηθά θέξδε. Δάλ απηφο ν φξνο ηθαλνπνηείηαη, εληνχηνηο, ε δπλαηφηεηα πξαγκαηνπνίεζεο ηεο θαχζεο απνβιήησλ ζα ξπζκηζηεί απφ ηνπο νηθνλνκηθνχο παξάγνληεο πνπ κπνξνχλ λα θαζνξηζηνχλ κφλν κεηά απφ κηα αλάιπζε θαηά πεξίπησζε. Η αληηθαηάζηαζε, αθφκα θαη κεξηθή, «θιαζζηθψλ θαπζίκσλ» απφ «απφβιεηα» πάληα πεξηιακβάλεη ηηο δαπάλεο επέλδπζεο πνπ ζπλδένληαη κε ηε ξχζκηζε ή ηελ αληηθαηάζηαζε ελφο θαπζηήξα, ην θφζηνο ηεο παξάδνζεο απνβιήησλ, ηελ απνζήθεπζε ησλ απνβιήησλ, ηα ζπζηήκαηα δηαλνκήο απνβιήησλ, θ.ι.π. Δίλαη ζεκαληηθφ επίζεο λα ηνληζηεί φηη ε θαχζε ησλ απνβιήησλ ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ πξέπεη πάληα λα έξζεη κεηά απφ έλα άιιν πνιχ ζεκαληηθφ ζηάδην: ηελ πξνθαηαξθηηθή πξνεηνηκαζία ηνπ πιηθνχ. Απηή ε βειηίσζε πξαγκαηνπνηείηαη ζπλήζσο απφ ηηο εηδηθεπκέλεο επηρεηξήζεηο πνπ ζπιιέγνπλ ηα απφβιεηα απφ ηελ πεγή παξαγσγήο ηνπο θαη ηα πξνεηνηκάδνπλ ζε έλα ζπγθεθξηκέλν εξγνζηάζην επεμεξγαζίαο γηα ρξήζε σο θαχζηκα ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ. ην εξγνζηάζην επεμεξγαζίαο, ηα απφβιεηα αλαιχνληαη, ηαμηλνκνχληαη, θαη απνζεθεχνληαη γηα ιφγνπο ζηαζεξνπνίεζεο. Αξγφηεξα, έλα «κίγκα» πξνεηνηκάδεηαη, έηζη ψζηε ην πιηθφ πνπ παξαδίδεηαη ζην ρξήζηε λα έρεη θπζηθά θαη ρεκηθά ραξαθηεξηζηηθά πνπ λα είλαη ιίγν πνιχ ζηαζεξά. Όιε απηή ε πξνεηνηκαζία είλαη απαξαίηεηε επεηδή ηα απφβιεηα, αθφκα θαη πξνεξρφκελα απφ ηελ ίδηα πεγή, δελ έρνπλ απφ ηε θχζε ηνπο ζηαζεξά ραξαθηεξηζηηθά γηα καθξέο ρξνληθέο πεξηφδνπο πξάγκα πνπ δηνξζψλεηαη κε ηε δεκηνπξγία ηνπ «κίγκαηνο». Δίλαη δπλαηφ λα θαεί απνηειεζκαηηθά κηα κεγάιε πνηθηιία απνβιήησλ ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ κε ζεξκηδηθφ πνζνζηφ αληηθαηάζηαζεο πνπ 54

57 κπνξεί λα θζάζεη κέρξη 50% ηεο ηθαλφηεηαο ησλ θαπζηήξσλ, ιακβάλνληαο ππφςε ηηο πξνυπνζέζεηο: Πξνθαηαξθηηθή πξνεηνηκαζία ησλ απνβιήησλ. Σειηθή βειηίσζε ησλ απνβιήησλ πξηλ ηελ θαχζε ζηελ ηζηκεληνβηνκεραλία, παξαδείγκαηνο ράξηλ: Σεκαρηζκφο ησλ ζηεξεψλ απνβιήησλ γηα λα ιάβνπλ θαηάιιειε θνθθνκεηξία. Θέξκαλζε ησλ πγξψλ απνβιήησλ γηα λα βειηησζνχλ νη ζπλζήθεο ξνήο ηνπο θαη γηα λα δηεπθνιπλζεί ε εθλέθσζε γηα ηελ θαχζε. Σα ζπζηήκαηα θαχζεο ζρεδηάδνληαη ζπγθεθξηκέλα γηα ηα θαχζηκα «κίγκαηα» πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη. Σέηνηα ζπζηήκαηα θαχζεο πξέπεη λα έρνπλ κεγάιε ιεηηνπξγηθή επειημία, γηα λα επηηξέςνπλ ζην ζχζηεκα θιηβάλσλ λα απνξξνθήζνπλ ηα κεηαβιεηά ραξαθηεξηζηηθά ησλ θαπζίκσλ απνβιήησλ ρσξίο πξφθιεζε δπζκελψλ απνηειεζκάησλ ζην πξντφλ, ζηνλ θιίβαλν ή ζην πεξηβάιινλ. Απηήλ ηελ πεξίνδν, ζηεξεά, πγξά θαη αέξηα απφβιεηα, είηε είλαη ηαμηλνκεκέλα σο πεξηβαιινληηθά επηθίλδπλα είηε φρη, ρξεζηκνπνηνχληαη ζηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο κε ζπλνιηθή επηηπρία θαη κε πνζνζηά θαηαζηξνθήο πνπ ππεξβαίλνπλ %. Ο πίλαθαο ηεο απαξηζκεί ηνπο δηαθνξεηηθνχο ηχπνπο απνβιήησλ πνπ έρνπλ ρξεζηκνπνηεζεί επηηπρψο σο θαχζηκα ζηνπο θιηβάλνπο ηζηκέληνπ. 55

58 56

59 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ 2 ΥΡΖΖ ΣΩΝ ΚΑΤΗΜΩΝ ΣΖ ΒΗΟΜΖΥΑΝΗΑ ΣΗΜΔΝΣΟΤ ην πξνεγνχκελν θεθάιαην παξνπζηάζηεθαλ ηα γεληθά ραξαθηεξηζηηθά ησλ πην ζπλεζηζκέλσλ θαπζίκσλ. Σα επφκελα θεθάιαηα εζηηάδνπλ ζηνλ ηξφπν κε ηνλ νπνίν ηα θαχζηκα ρξεζηκνπνηνχληαη ζηε βηνκεραλία ηζηκέληνπ. Σα θαχζηκα απνηεινχλ ζεκαληηθφ ζπληειεζηή γηα ηελ παξαγσγή ηνπ ηζηκέληνπ θαη ρξεζηκνπνηνχληαη ζε πνιιά ζηάδηα ηεο δηαδηθαζίαο παξαγσγήο ζε δηαθνξεηηθά πνζνζηά ζχκθσλα κε ηε δηαδηθαζία θαη ηα ραξαθηεξηζηηθά θάζε εγθαηαζηάζεσλ, φπσο θαίλεηαη ζηνλ πίλαθα Κάζε εγθαηάζηαζε είλαη κνλαδηθή φζνλ αθνξά ηε ζέζε ηεο, ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ πξψησλ πιψλ, ηελ πξφζβαζε ζηηο α χιεο θαη ζην κεξίδην αγνξάο ηεο. Όινη απηνί νη παξάγνληεο ζηε ζπλέρεηα βνεζνχλ λα θαζνξηζηεί ην είδνο ησλ θαπζίκσλ πνπ ζα ρξεζηκνπνηείηαη απφ θάζε εγθαηάζηαζε. Μεξηθέο θνξέο ην θαχζηκν πνπ ρξεζηκνπνηείηαη δελ είλαη ην θαιχηεξν γηα ηελ παξαγσγή θιίλθεξ. Οχηε ην θφζηνο θαη ε πεξηβαιινληηθή επίδξαζε είλαη δεηήκαηα πξνηεξαηφηεηαο. Η ηειηθή επηινγή έξρεηαη κεηά απφ κηα ιεπηνκεξή εμέηαζε φισλ ησλ παξακέηξσλ ζπνπδαηφηεηαο ρξεζηκνπνηψληαο ηε «ηξηγσληθή ηζνξξνπία». Σφηε κφλν κηα ηζηκεληνβηνκεραλία κπνξεί λα θζάζεη ζε κηα ιχζε πνπ θαιχπηεη θαιχηεξα ηηο ζπλδπαζκέλεο απαηηήζεηο ηεο ιεηηνπξγίαο ηεο. Καηά απηφλ ηνλ ηξφπν κπνξνχλ λα επηιερηνχλ ηα βέιηηζηα θαχζηκα. 57

60 2.1 Ζ ΥΡΖΖ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΗΜΩΝ Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ Σα ζηεξεά θαχζηκα ρξεζηκνπνηνχληαη θνληνπνηεκέλα απφ ηε βηνκεραλία ηζηκέληνπ. Γχν θαχζηκα ηθαλνπνηνχλ πξαγκαηηθά ηηο αλάγθεο ησλ ηζηκεληνβηνκεραληψλ: ν Άλζξαθαο, ν νπνίνο ζηνπο παγθφζκηνπο φξνπο είλαη ην επξχηεξα ρξεζηκνπνηεκέλν θαχζηκν απφ ηε βηνκεραλία ηζηκέληνπ. Πξψηνη ζηελ πξνηίκεζε είλαη ν πηζζνχρνο άλζξαθαο θαη αθνινπζεί ν εκηπηζζνχρνο άλζξαθαο θαη ν ιηγλίηεο. ην Πεη θσθ, ηνπ νπνίνπ ην κεξίδην ζηελ ελεξγεηαθή θαηαλάισζε ηεο παξαγσγήο ηζηκέληνπ απμήζεθε ζεκαληηθά ηα ηειεπηαία 10 ρξφληα. Σα αθφινπζα επηκέξνπο ζέκαηα ζε απηφ ην ηκήκα ζα εηζαγάγνπλ ελ ζπληνκία ηηο θχξηεο παξακέηξνπο πνπ πξέπεη λα ηεξεζνχλ γηα κηα απνδνηηθή ρξήζε ησλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ θαη ηηο ζπλεζέζηεξα ρξεζηκνπνηεκέλεο ξπζκίζεηο θαη πφξνπο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο γηα λα γίλεη ε θαχζε ησλ θαπζίκσλ απνηειεζκαηηθά. Πξνθαηαξθηηθή βειηίωζε Σα ζηεξεά θαχζηκα πξέπεη λα πεξάζνπλ απφ κηα πξνθαηαξθηηθή βειηίσζε πξνηνχ εηζαρζνχλ ζηνλ ρψξν θαχζεο, έηζη ψζηε λα ιακβάλεηαη ε απνδνηηθφηεξε θαχζε. Απηφ πεξηιακβάλεη ηελ άιεζε θαη ηελ μήξαλζε ζε ζπγθεθξηκέλεο εγθαηαζηάζεηο. Ο ρψξνο θαχζεο ζε κηα ηζηκεληνβηνκεραλία είλαη θπξίσο ν θιίβαλνο ή ν πξναζβεζηνπνηεηήο. Οη εγθαηαζηάζεηο γηα κηα πξνθαηαξθηηθή βειηίσζε ησλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ εηζάγνπλ έλα ζεκαληηθφ θφζηνο επέλδπζεο, πνπ πνηθίιιεη κεηαμχ 12% θαη 18% ηνπ ζπλνιηθνχ θφζηνπο επέλδπζεο γηα εγθαηαζηάζεηο παξαγσγήο ηζηκέληνπ. Δπηπιένλ, ε θαχζε ησλ θνληνπνηεκέλσλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ απαηηεί επελδχζεηο φπσο ε εγθαηάζηαζε ησλ ζπζηεκάησλ ζπιινγήο ζθφλεο θαη ζπζηεκάησλ πλεπκαηηθήο κεηαθνξάο. Απηά φια κεηαθξάδνληαη ζε δαπάλεο. Η θαχζε ησλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ ππνλνεί επίζεο ηδηαίηεξεο ιεηηνπξγηθέο δαπάλεο κε πξφζζεηε θαηαλάισζε ειεθηξηθήο ελέξγεηαο (30 έσο 60 KWH/ ηφλνο θαπζίκσλ). Παξά ηελ πςειή επέλδπζε θαη ηηο ιεηηνπξγηθέο δαπάλεο, ηα ζηεξεά θαχζηκα ρξεζηκνπνηνχληαη επξέσο απφ ηηο ηζηκεληνβηνκεραλίεο επεηδή φηαλ εμεηάδεηαη ε ελεξγεηαθή κνλάδα πνπ απειεπζεξψλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο, έρνπλ ηελ πην νηθνλνκηθή ηηκή αγνξάο αλά ελέξγεηα κνλάδαο, ζην θάζκα φισλ ησλ δηαζέζηκσλ ελεξγεηαθψλ επηινγψλ. 58

61 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ Δκπεηξηθά, ηα θνληνπνηεκέλα θαχζηκα εγρένληαη πλεπκαηηθά ζην ρψξν θαχζεο, κε ξεχκα αέξα πνπ παξαζχξεη ηα ηεκαρίδηά ηνπο κέζα ζε κηα ζσιήλσζε κέρξη ην αθξνθχζην ηνπ θαπζηήξα. Η έγρπζε κέζα ζην ρψξν θαχζεο κπνξεί ηειηθά λα πξαγκαηνπνηεζεί κε ηε ρξήζε ελφο ιείνπ θαη θαζαξνχ ζσιήλα. ηνπο θαπζηήξεο θιηβάλσλ ηζηκέληνπ, έλα κέξνο ηνπ αέξα θαχζεο εγρέεηαη κέζσ ηνπ ίδηνπ ηνπ θαπζηήξα, απηφ θαιείηαη «πξσηνγελήο αέξαο». Ο πξσηνγελήο αέξαο πεξηιακβάλεη ηνλ ρξεζηκνπνηνχκελν αέξα γηα ηελ πλεπκαηηθή κεηαβίβαζε ησλ θνληνπνηεκέλσλ θαπζίκσλ θαη άιια κέξε αέξα, απνθαινχκελα ζπλήζσο «δηακνξθσκέλνο αέξαο». Ο ππφινηπνο αέξαο θαχζεο πνπ εηζάγεηαη ζηελ ρψξν θαχζεο πξνέξρεηαη απφ ηνλ ςχθηε ηνπ θιίλθεξ πξνζεξκαζκέλνο θαη θαιείηαη «δεπηεξνγελήο αέξαο». Ρέεη γχξσ απφ ηνλ θαπζηήξα καδί κε ηα θαχζηκα θαη ηνλ πξσηνγελή αέξα. Οη θαπζηήξεο ηεο ηειεπηαίαο γεληάο ζρεδηάδνληαη έηζη γηα λα εξγάδνληαη κε έλα ζρεηηθά ρακειφ πνζνζηφ πξσηνγελνχο αέξα, είηε γηα λα ειέγμνπλ ηηο εθπνκπέο NO X είηε γηα λα βειηηψζνπλ ηελ θαηαλάισζε ελέξγεηαο ηνπ θιηβάλνπ. Οη ρακειφηεξεο αλαινγίεο πξσηνγελνχο αέξα ζεκαίλνπλ θαιχηεξε ρξήζε ηνπ πξνζεξκαζκέλνπ δεπηεξνγελνχο αέξα θαη επνκέλσο κηθξφηεξε 59

62 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ θαηαλάισζε θαπζίκνπ γηα ηελ παξαγσγή θιίλθεξ. Σν ζρήκα παξνπζηάδεη ηα πιενλεθηήκαηα πνπ ιακβάλνληαη κε ηε ρξήζε ηνπ πξνζεξκαζκέλνπ δεπηεξνγελνχο αέξα, ζπγθξίλνληαο ηε ζεξκνθξαζία αδηαβαηηθήο θιφγαο - δει., ε κέγηζηε ζεξκνθξαζία πνπ επηηπγράλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο θαχζεο - ελφο πηζζνχρνπ άλζξαθα κηα ιεηηνπξγία ηνπ ζπληειεζηή πεξίζζεηαο αέξα (κηα αλαινγία κεηαμχ ηεο πξαγκαηηθήο ξνήο αέξα θαχζεο θαη ηεο ζηνηρεηνκεηξηθήο ξνήο αέξα) θαη ηεο ζεξκνθξαζίαο πξνζέξκαλζεο ηνπ δεπηεξνγελνχο αέξα. Δάλ θαη ηα ζηεξεά θαχζηκα απαηηνχλ πξνεγνχκελε επεμεξγαζία γηα απνδνηηθή ρξήζε, είλαη ζεκαληηθφ λα πξνζδηνξηζηεί ζε γεληθέο γξακκέο πψο ηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ θαπζίκσλ αιιάδνπλ κέζσ ηεο άιεζεο θαη ηεο μήξαλζεο. Δηδηθφηεξα: Άιεζε/ Καηαλνκή κεγέζνπο ηεκαρηδίωλ. Σν κέγεζνο ησλ ζηεξεψλ ηεκαρηδίσλ πνπ θαίγνληαη ζην ρψξν θαχζεο είλαη εμαηξεηηθά ζεκαληηθφ γηα ηε δηαδηθαζία θαχζεο θαη ηε δπλαηφηεηα ειέγρνπ ηεο. Καηά γεληθφ θαλφλα, ε ρξήζηκε δσή ελφο ηεκαρηδίνπ νπνησλδήπνηε θαπζίκσλ είλαη αλάινγε πξνο ην ηεηξάγσλν ηεο κέζεο δηακέηξνπ, ηεο ζεξκνθξαζίαο ηνπ ρψξνπ θαχζεο θαη ηεο δηαζεζηκφηεηαο νμεηδσηηθψλ πνπ παξακέλνπλ ζηαζεξά. Απηφο ν θαλφλαο θαιείηαη «Νφκνο D 2» θαη θαζηζηά πηζαλά ηα αθφινπζα ζπκπεξάζκαηα: 60

63 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ Σα ζσκαηίδηα κεγάινπ κεγέζνπο θάλνπλ πεξηζζφηεξν ρξφλν λα θανχλ, επνκέλσο απαηηείηαη κεγάινπ κεγέζνπο ρψξνο θαχζεο, έηζη ψζηε ν ρξφλνο παξακνλήο λα είλαη ηνπιάρηζηνλ ίζνο κε ην ρξφλν πνπ απαηηείηαη γηα ηελ πιήξε θαχζε. Δάλ ην κέγεζνο ηνπ ρψξνπ θαχζεο είλαη πεξηνξηζκέλν, έλα κέξνο ησλ θαπζίκσλ ζα αθήζεη πηζαλψο ην ρψξν ρσξίο λα θαεί, κεηψλνληαο θαηά ζπλέπεηα ηελ απνδνηηθφηεηα ηεο δηαδηθαζίαο. Η θαχζε κηθξνχ κεγέζνπο ηεκαρηδίσλ είλαη πην ζχληνκε θαη απαηηεί κηθξφηεξν ρψξν. Υξεζηκνπνηψληαο ηελ άιεζε ησλ θαπζίκσλ, είλαη δπλαηφ λα ιεθζνχλ ζσκαηίδηα κε κεγέζε πνπ ηαηξηάδνπλ κε ηελ απνδνηηθή επέθηαζή ηνπο ζε νπνηνδήπνηε εμνπιηζκφ. Σν πξντφλ ηεο άιεζεο δελ είλαη νκνηφκνξθν - ην κέγεζνο ησλ ζσκαηηδίσλ πνηθίιιεη ραξαθηεξηζηηθά γχξσ απφ κηα κέζε ηηκή. Γειαδή ε άιεζε παξάγεη θπξίσο ζσκαηίδηα κε κεγέζε πνπ 61

64 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ θπκαίλνληαη γχξσ απφ κηα κέζε ηηκή θαη ηα ζσκαηίδηα κε πνιχ κεγάια ή πνιχ κηθξά κεγέζε είλαη ζπάληα. Η ιεπηφηεηα εθθξάδεηαη σο πνζνζηφ ζηε κάδα ελφο δείγκαηνο πνπ δηαηεξείηαη ζε έλα θφζθηλν 170 mesh (θφζθηλν mm). ηεξεά θαχζηκα κε ιεπηφηεηα 15% R170 ζεκαίλεη φηη 15% ηεο κάδαο ελφο δείγκαηνο δηαηεξείηαη ζε θφζθηλν 170 mesh. Σν ζχζηεκα άιεζεο πξέπεη λα είλαη ζπκβαηφ κε ηα ρξεζηκνπνηνχκελα θαχζηκα έηζη ψζηε ηα παξαγφκελα ηεκαρίδηα λα έρνπλ ηθαλφ κέγεζνο γηα λα θαιχςεη ηηο απαηηήζεηο κηαο απνδνηηθήο θαχζεο. αλ ζχγθξηζε, κπνξεί λα δεισζεί γηα παξάδεηγκα, φηη ν πηζζνχρνο άλζξαθαο δελ απαηηεί εθηελή κείσζε κεγέζνπο φπσο ην πεη θσθ, δει, ν πηζζνχρνο άλζξαθαο θαίγεηαη απνηειεζκαηηθά αθφκα θαη φηαλ ηα ζσκαηίδηα άλζξαθα είλαη γεληθά πην ρνλδξά απφ εθείλα ηνπ πεη θσθ. Σν ζρήκα ηεο παξνπζηάδεη ηελ ραξαθηεξηζηηθή θνθθνκεηξηθή θαηαλνκή ησλ ζσκαηηδίσλ άλζξαθα πνπ παξάγεηαη απφ έλαλ αλνηρηφ ζθαηξφκπιν ζε έλα δηάγξακκα πνπ παξνπζηάδεη ζηνλ άμνλα «Τ» αζξνηζηηθά επί ηνηο εθαηφ, ηα ζσκαηίδηα πνπ πεξλνχλ έλα δεδνκέλν θφζθηλν θαη ζηνλ άμνλα «Υ» ηε δηάκεηξνο ησλ ζσκαηηδίσλ. Απηφο ν άλζξαθαο ζα ηαμηλνκνχηαλ ζηελ ηηκή ιεπηφηεηαο 10% R170. Οη θνθθνκεηξηθέο απαηηήζεηο ξπζκίδνληαη ζχκθσλα κε ην πεξηερφκελν ησλ πηεηηθψλ νπζηψλ ζηα θαχζηκα, ηελ πεξηεθηηθφηεηα ζε ηέθξα, ηελ πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ηξνθνδνζίαο θαη ηειηθά ζχκθσλα κε ζπγθεθξηκέλνπο φξνπο πνπ πεξηιακβάλνπλ ην κέγεζνο, ηε ζεξκνθξαζία θαη ηελ ηχξβε ζηελ αίζνπζα. Γηα ηελ ηξνθνδνζία άλζξαθα ζηνπο θιίβαλνπο ηζηκέληνπ, έρεη θαζηεξσζεί ε ιεπηφηεηα ζχκθσλα κε ηελ πεξηεθηηθφηεηα ζε πηεηηθά θαη ρξεζηκνπνηείηαη ε αθφινπζε εκπεηξηθή ζρέζε: 62

65 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ %R170 = 0.5 x (%VM) φπνπ %R170 είλαη ην πνζνζηφ ηεο κάδαο δείγκαηνο αιεζκέλνπ θαπζίκνπ πνπ ζπγθξαηείηαη ζε θφζθηλν 170 mesh θαη %VM είλαη ε πεξηεθηηθφηεηα ζε πηεηηθά θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ηξνθνδνζίαο ησλ θαπζίκσλ πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη. Αλ θαη απηή ε ζρέζε κπνξεί λα εθαξκνζηεί ζηνπο πηζζνχρνπο θαη εκηπηζζνχρνπο άλζξαθεο, φπσο θαη ζην ιηγλίηε, έρεη πεξηνξηζκνχο θαη δελ κπνξεί λα εθαξκνζηεί ζηνλ αλζξαθίηε ή ζην πεη θσθ ρσξίο επηθπιάμεηο. Οη πεξηνξηζκνί ηζρχνπλ επίζεο γηα εθαξκνγέο φπσο ε πγξή δηαδηθαζία ή ζε θιηβάλνπο ιεπθνχ ηζηκέληνπ, φπνπ ε ζεξκνθξαζία ηνπ δεπηεξνγελνχο αέξα είλαη ζρεηηθά ρακειή. Ξήξαλζε/ πνζνζηό πγξαζίαο. Η πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία ησλ θνληνπνηεκέλσλ θαπζίκσλ είλαη πνιχ ζεκαληηθή ζην αξρηθφ ζηάδην ηεο θαχζεο, επεηδή ε αχμεζε ζηε ζεξκνθξαζία ησλ ζσκαηηδίσλ ησλ θαπζίκσλ, ε απειεπζέξσζε ησλ πηεηηθψλ νπζηψλ, ε ππξφιπζε θαη ε αεξηνπνίεζε ηνπ ζηαζεξνχ άλζξαθα πξαγκαηνπνηνχληαη κφλν αθνχ μεξαζνχλ εληειψο. Δπνκέλσο, ε έγρπζε ησλ θαπζίκσλ πνπ αιέζεηαη θαηάιιεια αιιά έρεη θάπνηα πγξαζία, ζα θαζπζηεξήζεη ηελ αλάθιεμε ηνπ λέθνπο ησλ ζσκαηηδίσλ θαη ζα θαηαζηήζεη δχζθνιν λα ειεγρζεί ε θαχζε, γεγνλφο πνπ θέξλεη δπζκελείο ζπλέπεηεο ζηε δηαδηθαζία. πλήζσο ην πνζνζηφ ζε πγξαζία ησλ θνληνπνηεκέλσλ θαπζίκσλ παξακέλεη ζε έλα εχξνο κεηαμχ 0.5% θαη 2.0% ηεο κάδαο ζε πγξή βάζε. Πνιχ ρακειφ πνζνζηφ πγξαζίαο δελ ζπλίζηαηαη ιφγσ ηεο δπζθνιίαο 63

66 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ ζηελ αλάθιεμε, δεδνκέλνπ φηη ζα ππάξρεη ρακειή ζπγθέληξσζε ησλ ειεπζέξσλ ξηδψλ OH θαηά ηε δηάξθεηα ηεο αλάθιεμεο. Η δηαδηθαζία μήξαλζεο ζηα θαχζηκα πξαγκαηνπνηείηαη ζπλήζσο ζπγρξφλσο κε ηελ άιεζε. Γηα λα επηηεπρζεί απηφ, ζηνπο κχινπο (ζθαηξφκπινη ή θάζεηνη) ηξνθνδνηείηαη ζεξκφο αέξαο. Απηή ε ξνή αέξνο ζπκπαξαζχξεη ην αιεζκέλν θαχζηκν, πνπ μεξαίλεηαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ζπγθεθξηκέλεο δηαδηθαζίαο. Ο δεζηφο αέξαο πνπ ρξεζηκνπνηείηαη ζηε δηαδηθαζία απηή ιακβάλεηαη ζπλήζσο απφ ηνλ ςχθηε ηνπ θιίλθεξ θαη ζπλήζσο αλακηγλχεηαη κε θαζαξφ αέξα γηα λα ιάβεη ηελ θαηάιιειε ζεξκνθξαζία. Η ζεξκνθξαζία ηνπ δεζηνχ αέξα ζην εζσηεξηθφ ησλ κχισλ είλαη ζπλήζσο 150 C κε 250 C, ελψ ε ζεξκνθξαζία εμφδνπ ηνπ αέξα θαη ησλ θνληνπνηεκέλσλ θαπζίκσλ είλαη 65 C κε 85 C. Απηή ε ξχζκηζε μήξαλζεο απνδίδεη ηθαλνπνηεηηθά γηα θαχζηκα κε αξρηθή πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία κέρξη 12%. Μεξηθέο θνξέο, ελ ηνχηνηο, ην πνζνζηφ ηεο πγξαζίαο ησλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ είλαη ηφζν πςειή πνπ είλαη απαξαίηεην λα πξαγκαηνπνηεζεί έλα ζηάδην πξν-μήξαλζεο. πλήζσο ζε απηέο ηηο θαηαζηάζεηο ρξεζηκνπνηνχληαη πεξηζηξνθηθνί μεξαληήξεο κε αληηξξνή ησλ αθαηέξγαζησλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ θαη ησλ αεξίσλ θαχζεο. Η ζεξκνθξαζία ηνπ αεξίνπ κέζα ζηνλ μεξαληήξα δηαηεξείηαη, εάλ είλαη δπλαηφλ, θάησ απφ ηνπο 400 C γηα λα πεξηνξηζηνχλ νη θίλδπλνη ππξθαγηάο θαη εθξήμεσλ θαη ε ζπλεζηζκέλε ζεξκνθξαζία εμάηκηζεο ηεο πγξαζίαο παξακέλεη ζηνπο 100 C κε 120 C. Σα πξν-μεξακέλα θαχζηκα αθήλνπλ ηε ζπγθεθξηκέλε εγθαηάζηαζε ζπλήζσο ζε κηα ζεξκνθξαζία κεηαμχ 60 C θαη 80 C. Κιαζηθέο ξπζκίζεηο γηα ηε ρξήζε ηωλ ζηεξεώλ θαπζίκωλ Γηα λα επηηεπρζεί ε θαηάιιειε θαχζε ησλ ζηεξεψλ θαπζίκσλ ζε έλαλ θιίβαλν ηζηκέληνπ ή έλα αζβεζηνπνηεηή, ηα θαχζηκα πξέπεη λα είλαη μεξά, αιεζκέλα, θαη άξηηα κεηαθεξκέλα. Τπάξρνπλ πνιιέο δπλαηφηεηεο ξχζκηζεο γηα απηέο ηηο δηαζπλδεφκελεο δηαδηθαζίεο. Πξαγκαηηθά, νπνηαδήπνηε ππάξρνπζα ξχζκηζε κπνξεί λα ηαμηλνκεζεί ζε κηα απφ ηηο ηέζζεξηο θιαζζηθέο ξπζκίζεηο ησλ «ζπζηεκάησλ θαχζεο,» κηα κεηνλνκαζία πνπ γίλεηαη επξέσο απνδεθηή απφ ηε βηνκεραλία ηζηκέληνπ, αλ θαη ν θαπζηήξαο - ην βαζηθφ ηκήκα ελφο ζπζηήκαηνο θαχζεο - δελ ζπκπεξηιακβάλεηαη. Απηά ηα θιαζζηθά ζπζηήκαηα θαχζεο - άκεζε, εκηάκεζε, έκκεζε & εκη-έκκεζε θαη ηα θχξηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπο παξνπζηάδνληαη ζηα παξαθάησ απινπζηεπκέλα ιεηηνπξγηθά δηαγξάκκαηα: 64

67 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ 65

68 Η ΥΡΗΗ ΣΩΝ ΣΔΡΔΩΝ ΚΑΤΙΜΩΝ 66