GLEAR -Гэр хорооллын айлуудын цэвэр агаар Жижиг галлах системд тоосны шүүлтүүр хийх нь

Transcript

1 ttp://resource.news.mn/company/photo/2012/11/440687cdc91443b8/d7a2894f1a12a7cdoriginal.jpg G.C. Stehr, Byambasuren.B GMIT German-Mongolian Institute for Resources and Technology Nalaikh/Ulaanbaatar, Mongolia GLEAR Clean Air for Gers Development of a dust precipitator for small firing systems GLEAR -Гэр хорооллын айлуудын цэвэр агаар Жижиг галлах системд тоосны шүүлтүүр хийх нь

2 Abstract Хураангуй Approximately gers and small houses are responsible for 52% of the overall air pollution in UB city. For reducing this high particle emission, one of the possible technical solutions is using electrostatic precipitators. These are already available in Europe as standard components also for small firing systems. Their operations are considered as uncritical, both in terms of health risks and the risks of burning fires. In addition, they do not lead to the undesirable and dangerous increase in the pressure in the exhaust gas stream like other filtering systems. The GMIT research project goal is to develop a cheap, easy to use and safe technical solution for application in urban ger districts. The social-ethical part of this project seems to be more important than the technical part. Therefore, the Mongolian Government has to be included in the project. This project is funded by GIZ Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit. Улаанбаатар хотын нийт агаарын бохирдлын 52 хувийг 190,000 гаруй гэр болон байшингаас гарах агаарын бохирдол эзэлдэг. Энэхүү өндөр тоосонцорын бохирдлыг бууруулах нэг боломжит техникийн шийдэл бол цахилгаан шүүлтүүр хэрэглэх юм. Эдгээр зүйлсийг Европд аль хэдийн хийж жижиг галлах системд зориулсан стандарт хэсгүүд байдаг. Тэдгээрийн үйл ажиллагаа нь шүүмжлэлд өртөөгүй бөгөөд эрүүл мэндийн хувьд ч гал гарах аюулын хувьд ч огтхон ч сөрөг нөлөөгүй юм. Мөн түүнчлэн бусад шүүлтүүрийн систем шиг яндангаар гарах урсгалыг сааруулж даралтыг өсгөж болзошгүй аюул юмуу гал гарах аюул эрсдлийг дагуулдаггүй. МГТИС-ийн судалгааны төслийн зорилго нь хямд, хэрэглэхэд хялбар, аюулгүй найдвартай техникийн шийдлүүдийг хотын гэр хороололд нэвтрүүлэх юм. Нийгмийн ёс суртахуунтай байх нь төслийн хамгийн чухал хэсэг бөгөөд техникийн шийдлийн хэсгээс илүү чухалд тооцогдох болно. Тиймээс Монголын засгийн газар энэхүү төсөл дээр хамтран ажиллах нь нэн чухал юм. Энэ төсөлийг GIZ Германы Олон Улсын Хамтын Ажиллагааны Нийгэмлэг санхүүжүүлж байна. 2

3 Agenda Хэлэлцэх асуудал GLEAR Clean Air for Gers. Development of a dust precipitator for small firing systems GLEAR - Гэр хорооллын айлуудын цэвэр агаар. Жижиг галлах системд тоосны шүүлтүүр хийх нь 1. Problem Description 2. Solution 3. Expected Benefits 1. Тулгарч буй асуудлууд 2. Шийдэл 3. Төслөөс гарах эерэг үр дүн 3

4 2015/ulaanbaatar-real-estate-sectoral-analysis/introduction-ulaanbaatar 1. Problem Description Тулгарч байгаа асуудал Population= % of national population (end of 2016) Approximately gers and small houses responsible for 52% of the overall air pollution. Air pollution = Particulates+ Poisonous Gases Variety of health issues, including: reduced lung function, irregular heartbeat, asthma attacks, heart attacks. Ulaanbaatar city map Хүн ам= нийт хүн амын 45.1 % (end of 2016 оны сүүлээр) Ойролцоогоор гэр болон байшингууд нийт агаарын бохирдлын 52%-ийг бүрдүүлж байна. Агаарын бохирдол=тоосонцор+хорт хий Маш олон өвчнийг үүсгэдэг. Жишээлбэл: уушигны ажиллагааг муутгаж, зүрхний хэм алдагдах хэвийн бус хэмнэл, астма болон зүрхний шигдээс бий болгодог. AP Photo/Kyodo News 4

5 1. Problem Description Тулгарч байгаа асуудал German-Mongolian Institute for Resources and Technology THE UB POST

6 1. Problem Description Тулгарч байгаа асуудал Particulates Human hair µm (microns) in diameter Size of particles in the flue gas range from 1 µm to 10 µm. Coarse dust particles (PM10) are 2.5 to 10 micrometers in diameter. Fine particles (PM2.5) are 2.5 micrometers in diameter or smaller, and can only be seen with an electron microscope. Мainly as pneumonia in children (~130 annual premature deaths) and cardiovascular disease in adults (~1440 annual premature deaths) (in 2014). Тоосонцор Хүний үсний диаметр µm (микрон) байдаг. Яндагийн утааны дах тоосонцорын хэмжээ нь 1 µm ээс 10 µm хүртэл байдаг. Тоосонцорын том хэсгүүд (PM10) гэж 2.5 -аас 10 µm хүртэлх хэмжээтэй хэсгүүд юм. Тоосонцорын жижиг хэсгүүд (PM2.5) гэж 2.5 -аас бага хэмжээтэй бөгөөд зөвхөн электрон микроскопод харагддаг. хэсгүүд юм. Хүүхдийн уушгины хатгалгаа (зуурдаар нас барах цаг бус нас баралт жилд ойролцоогоор 130 тохиолдол), насанд хүрэгчдийн зүрх судасны өвчинлөл (зуурдаар нас барах цаг Release x773.jpg 6

7 1. Problem Description Тулгарч байгаа асуудал Five major types of disease associated with air pollution. Агаарын бохирдлоос үүдэлтэй үндсэн таван төрлийн өвчлөл Children under 5 years: Pneumonia as acute lower respiratory infections (ALRI) Adults: Ischemic heart disease (IHD) Cerebrovascular disease (stroke) Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) Lung cancer 5 хүртэлх насны хүүхэд: Уушгины хатгалгаа буюу амьсгалын доод замын цочмог халдвар (АДЗЦХ) Насанд хүрэгчид: Зүрхэнд цус хомсрох эмгэг (ЗЦХЭ) Тархи, судасны эмгэг (таталт шигдээс) Уушгины архаг бөглөрөлтөт өвчин (УАБӨ) Уушгины хавдар AIR POLLUTION AND HEALTH IN ULAANBAATAR Final Project Report Ulaanbaatar

8 om/app/uploads/2016/09/ /cyclone-is-king_xl.jpg 2. Solution Шийдэл Air pollution control Control methods of particulate emissions Cyclones Use centrifugal and gravitational forces. They can routinely achieve efficiencies of 90 percent for particles larger than about 20 μm. They are typically used as pre-cleaners and are followed by more efficient aircleaning equipment such as electrostatic precipitators and baghouses. Циклон Төвөөс зугтах хүч болон хүндийн хүчний үйлчлэлийг ашигладаг. 20 μm-ээс том тоосонцорийн 90 хүртэл хувийг шүүж чаддаг. Энэ систем нь ихэвчлэн илүү өндөр үр ашигтай шүүлтүүр болон цахилгаан статик тоосны шүүлтүүр цуглуулагч зэрэг төхөөрөмжийн өмнөх дамжлага байдлаар ашиглагддаг. Агаарын бохирдлын хяналт Тоосонцорын ялгаралтыг хянах аргууд Scrubbers Trap suspended particles by direct contact with a spray of water or other liquid. Spray-tower scrubbers can remove 90 percent of particulates larger than about 8 μm. Design is more complicated than others. Uses more energy due to having a pump. Бороожуулагч систем Ус болон бусад шингэний дуслуудыг тоосруулж шүршиж тортог тоосонцорыг наалдуулан авдаг. 8 μm-ээс том тоосонцорийн 90 хүртэл хувийг цэвэрлэж чаддаг. Бүтэц Дизайн нь бусад системээс илүү нарийн төвөгтэй. Насос ашигладаг тул илүү их эрчим хүч ашиглагддаг. eb/wetscrubber.png/360px-wetscrubber.png 8

9 2. Solution Шийдэл Air pollution control Control methods of particulate emissions Агаарын бохирдлын хяналт Тоосонцорын ялгаралтыг хянах аргууд Baghouse filters/filter system Removing suspended particulates by fabric-filter bags. A fabric-filter can remove very nearly 100 percent of particles as small as 1 μm. Offer relatively high resistance to airflow. In order to prolong the useful life of the filter fabric, the air to be cleaned must be cooled. Need substantial energy usage for the fan system and cooling coils. Шүүлтүүрийн систем Нарийн нэхмэл шүүлтүүр ашиглаж тоосонцорыг шүүдэг. 1 μm хүртэлх тоосонцорийг ойролцоогоор 100 хувь хүртэл шүүж чаддаг. Агаарын урсгалыг харьцангуй ихээр сааруулдаг. Шүүлтүүрийн насжилтийг уртасгахын тулд агаарыг хөргөх шаардлагатай. Сэнс болон хөргөлтийн систем ашиглах шаардлагатай ба тэдгээрт нэмэлт энерги зарцуулдаг. Electrostatic precipitators Electrostatic precipitation is a commonly used method. An electrostatic precipitator can remove particulates as small as 1 μm with an efficiency exceeding 99 percent. Simple and safe design with some required protection functions. Consumes a small amount of energy. Электростатик тоос цуглуулагч Электростатик тоосны шүүлтүүр цуглуулагч нь түгээмэл хэрэглэгддэг арга юм. 1 μm хүртэлх жижиг тоосонцорыг 99 хувь хүртэл шүүж чаддаг. Бүтэц дизайн нь энгийн бөгөөд шаардлагатай хамгаалалтыг ашигласнаар аюулгүй байдлыг бүрэн хангана. Харьцангуй бага хэмжээний эрчим хүч хэрэглэдэг. 9

10 Innovation 2. Solution Шийдэл Electrostatic precipitators In 1824 M. Hohlfeld, a mathematics teacher in Leipzig, first described the precipitation of smoke particles by electricity. The first commercially successful process was patented in 1908 following experiments by American chemist Frederick Gardner Cottrell at the University of California, Berkeley. Электростатик тоосны шүүлтүүр цуглуулагч Шинэ нээлт 1824 онд Лайпцих Leipzig хотын математикийн багш M. Hohlfeld анх цахилгаан эрчим хүчээр утааны тоосонцорын шүүлтүүрийн цуглуулах аргыг танилцуулсан тодорхойлсон. Харин анхны амжилттай худалдааны үйл явц олон нийтийн дунд амжилт олсон бүтээлийг 1908 онд болж, Коттрелл Беркели Berkeley хотын Калифорниа их сургуулийн California ийн Их Сургуулийн химич Фредрих Гарднер Frederick Gardner Cottrell нэртэй гэдэг Америк хүн патентжуулсан байна. Frederick Gardner Cottrell aphy/frederick-gardner-cottrell 10

11 Operating principle 2. Solution Шийдэл The dust particles are charged as they pass through the electrostatic precipitator (ESP). A high voltage, pulsating, direct current is applied to an electrode system consisting of a small diameter discharge electrode and a collection electrode. The applied voltage is increased until it produced a corona discharge. The corona causes the gas molecules to ionize. The negative gas ions which are produced migrate towards the grounded collection electrode. The negative gas ions bombard the particles and impart a negative charge to them. Negatively charged particles then migrate to the collection electrode and are collected. Үйл ажиллагааны зарчим Утаан дахь тоосонцорууд электронстатик тоос шүүлтүүрээр дамжин гарахдаа цэнэгждэг. Бага диаметр бүхий цэнэггүйжүүлэх электрод болон цуглуулах электродоос бүрдэх систем нь өндөр хүчдэл бүхий тогтмол гүйдлийн тэжээлд холбогдоно. Хэрэглээний хүчдлийг цэнэггүйжүүлэх титэм үүсэх хүртэл өсгөнө. Electrostatic precipitators Электростатик тоос цуглуулагч Сөрөг цэнэгтэй хийн ионууд бий болж цуглуулах электрод руу татагдан аялах замдаа тоосонцорын ширхэгүүдийг бөмбөгдөж тэднийг сөрөг цэнэгтэй болгоно. Эдгээр сөрөг цэнэгтэй тоосонцорууд цуглуулах электрод руу татагдан цугларах болно. cation/ /figure/fig3/as: @ /Fig-3-Conceptual-diagram-of-anelectrostatic-precipitator-Source-Data-from-Becker.jpg 11

12 E/IMG/Bronpi-Huelva-Stove-4.jpg ry/albums/userpics/12789/norm al_ian-symbol-industry2.png on.de/files/media/img/b eth/beth_industrial_elec trostatic_precipitator.jpg 2. Solution Шийдэл Applications Хэрэглээ Clean Air for Gers GLEAR project Цэвэр Агаартай гэр хороолол төсөл At Industry Аж үйлдвэрлэлийн салбарт At Ger district Гэр хороололд Open fireplace Камин зуух 12

13 2. Solution Шийдэл Clean Air for Gers GLEAR project Цэвэр Агаартай гэр хороолол төсөл Development goals: efficiency is high from 80% to 99% Design is simple and safe Equipment is very cheap Operation cost is considerably low. Only electrical energy cost Easy to use, no need any training Installation is simple Properly works independent from furnace types and fossil fuel types 220V AC, 24С DC Power supplies are both possible Further developments are open such as additional waste gas purification and solar power supply etc. Төслийн зорилтууд Үр бүтээмж өндөр 80% аас 99% Бүтэц загвар нь энгийн бөгөөд аюулгүй Төхөөрөмжийн үнэ маш хямд Ашиглалтын зардал үнэмлэхүй бага. Зөвхөн цахилгаан эрчим хүчний төлбөр л төлнө Хэрэглэхэд хялбар. Ямар нэгэн сургалт шаардлагагүй Угсралт болон суурьлуулалт нь хялбар Зуухны хэлбэр болон түлшний төрлөөс хамааралгүйгээр хэвийн ажиллана Хувьсах 220В ба тогтмол 24В-ийн алинаар нь ч ажилуулах боломжтой Ирээдүйд нэмж сайжруулах бүрэн боломжтой. Тухайлбал: хорт хийг шүүх болон нарны энергээр ажиллах гэх мэт 1:21 min. 13

14 3. Expected Benefits 3. Хүлээгдэж буй үр дүн Technological Benefit Considerable reduce air pollution by collecting particulates of dust Possibly deliver to every single gers / private houses by cheap price Fabrication process could held in Mongolia hence using simple material and design Технологийн үр өгөөж Утааны тоосонцорыг цуглуулснаар агаарын бохирдлыг мэдэгдэхүйц бууруулна Айл гэр / амины орон сууц болгонд хямд өртгөөр түгээж дэлгэрүүлэн ашиглах боломжтой Энгийн хялбар загвар дизайн болон материал ашиглан Монголдоо үйлдвэрлэх бүрэн боломжтой German-Mongolian Institute for Resources and Technology 14

15 3. Expected Benefits 3. Хүлээгдэж буй үр дүн Social Benefit Team of students will gather technical experience during the project period and more importantly they will contribute their knowledge and skill to find solution on that urgent problem Public health will increase due to better air quality Нийгмийн үр өгөөж Оюутнуудын баг төслийн хугацаанд техникийн туршлага хуримтлуулахаас гадна тулгамдаад байгаа асуудлыг шийдэх арга зам, шийдэл олоход өөрсдийн хувь нэмрээ оруулах нь чухал юм Агаарын чанар сайжирснаар нийгмийн эрүүл мэнд сайжирна 15

16 Thank you for your attention. Анхаарал тавьсанд баярлалаа. Prof. Dr.-Ing. (Ph.D.) Gunther C. Stehr Dean of Engineering Faculty Проф. Др.-Инж. Гүнтер К. Штер Инженерийн факультетийн декан Byambasuren Battulga M.Sc. Mining Electrical Engineering GMIT German-Mongolian Institute for Resources and Technology GMIT campus, 2nd khoroo Nalaikh district, Ulaanbaatar, Mongolia Office Mobile Web Баттулга Бямбасүрэн Уул уурхайн цахилгаан тоног төхөөрөмж ашиглалтын инженер, магистр МОНГОЛ ГЕРМАНЫ АШИГТ МАЛТМАЛ ТЕХНОЛОГИЙН ИХ СУРГУУЛЬ МГТИС хотхон, 2-р хороо Налайх дүүрэг, Улаанбаатар хот, Монгол улс Оффис Гар утас И майл Веб