29.09.2014
4.1. Solar Spektrum:
 Her frekansta enerji sıcaklık arasındaki ilişkiyi
göstermektedir.

4. EMİSYONLAR
Solar spektrum
 Atmosferik Etkiler
 Sera gazları
 Küresel ısınma
 CO2 emisyonları
 Emisyon Hesapları
 Diğer Emisyonlar

Enerji frekans dağılımı ile ilişkili olup,
Yüksek frekans ışımasında daha çok enerji
saçılmaktadır.
 Frekans ve dalga boyu arasındaki ilişki
dalga boyu ve f frekans olmak
 c ışık hızı,
üzere;



=
1
29.09.2014








4.2. Atmosferik Etkiler
Dünya güneşten 250-5000 nm dalga boyu aralığında ışınım
almaktadır.
Bu ışınımın yaklaşık %30 ‘u yansımaktadır.
Atmosfer blokları bu radyasyonun bir kısmını tekrar yüzeye geri
yansımasını sağlarlar.
Ortalama yüzey sıcaklığı;
Atmosferle 15ºC
Atmosfersiz -18ºC



4.3. Sera Gazları:
Kızılötesi (uzun dalga) ışınım yayan atmosferik gazlardır.
Yaygın sera gazları;
Su buharı,
Karbon dioksit,
Methan
Diazot monooksit
(tarımsal faaliyetler(%74),atıklar (%13), endüstriyel
işlemler(%7),enerji (%7)
Ozon
(Renksiz, atmosferin üst katmanında, normalin üzerine çıkarsa
sağlığı bozar. Gökyüzünün mavi olmasının sebebidir. Havayı
temizler
2
29.09.2014





Güncel CO2 konsantrasyonu;
-390 ppmdir (milyon başına )
18 yy’da yaklaşık bu değer 280 ppm iken günümüzde
artarak devam etmektedir.
Bunun en önemli sebeplerden biri;
 fosil yakıt kullanımı ile ortaya çıkan karbondioksittir.
4.4. CO2 Emisyonları:
1 kg methan yanarsa ne kadar CO2 açığa çıkar?
Yağ, kömür?
Methan;
4 hidrojen ve 1 karbondan oluşmaktadır.
Hidrojen atomik ağırlığı;1
Toplam methanın ağırlığı =16
Karbonun atomik ağırlığı;12
Yani methanın 12/16’sı(%75’i) ağırlığını karbon oluşturur.
1kg methan 0,75 kg karbon içermektedir.

Farklı GHG içerikleri farklı çevresel etkilere sebep
olurlar.

Küresel ısınma potansiyeli ( Global Warming Potential
GWP)

1kg GHG

Bazı GHG’nın küresel ısınma miktarları;
◦ Karbon dioksit:1
◦ Methan:21
◦ N2O:310
1kg CO2 EŞDEĞERDİR.

Methanın yanma fonksiyonu;

CH4+2O2
CO2+2H2O
Yan ürün
Oksijenin atomik ağırlığı=16 olup
 CO2’in ağırlığının %27’sini karbon oluşturur.
(12/(12+16+16))
Diğer bir deyişle,
Yakılan her karbonun 1kg’ı 1/0.27=3,67 kg CO2
ortaya çıkarmıştır.

3
29.09.2014

1 kg methan yakılırsa ne kadar CO2 ortaya
çıkar?
1
kg methan 0,75 kg karbon içermektedir.
1
kg karbon 3,67 kg CO2 ortaya çıkarmaktadır.
Kömür tipine göre karbon kütlesinin oranı
değişmektedir.
 Bu oran aralığının %60-%90 orasında olduğu
söylenebilir.

 En düşük karbon oranına sahip kömür cinsi; linyit
 En yüksek karbon oranına sahip kömür cinsi;
antrasittir.
0.75*3,67=2,7 kg CO2
4.5.Kömür emisyonları:
Kömür içerikleri;
◦
◦
•
◦
•
Karbon
Hidrojen
Sülfür
Nitrojen
Diğerleri

Emisyon miktarı yağ oranına da bağlı
değişmektedir.

Dizel (C16H34) düşünülürse;

1kg Dizel (C16H34) yakıldığında ne kadar CO2a
açığa çıkar?
1kg Dizel (C16H34) 0,85 kg karbon içerir.
0,85 kg karbon ise 0,85*3,67 = 3,11 kg CO2
AÇIĞA ÇIKAR.
4
29.09.2014

4.6. Emisyon Hesaplamaları:
hesaplamalarda galon veya kWh başına
hesaplanan CO2 emisyonu dikkate alınmaktadır.
SORU:1 kWh elektrik üretmek için açığa çıkan CO2 ‘in ağırlığı nedir?
 A) Doğal gaz ? (Brayton çevrimi,ŋ=%30)
 B) Kömür ? (Rankine çevrimi=,ŋ=%40)
 Bu
 Dizel
yakıtının bir galon başına ne kadar CO2
açığa çıkartır?
 Galon
başına, 3 kg dizel olduğunu varsayalım.
=3*0,85*3,67=9,36 kg CO2/galon
EPA değeri=10,1 kg CO2/galon


Bazı özel enerji yoğunlukları;(yaklaşık değerler)
◦ Methan; 56 MJ/kg
◦ Doğal gaz; 53 MJ/kg
◦ Kömür; 15-30 MJ/kg
◦ Dizel; 45 MJ/kg
Enerji dönüşüm verimlilikleri; (yaklaşık değerler)
◦ Doğal gaz ( Brayton çevrimi:%25-35)
◦ Kömür (Rankine çevrimi%30-45)
◦ Dizel (%30-45)
◦
◦
Çözüm:
 İlk olarak kullanılan yakıtın;
1kwh=3,6 MJ;
 Enerji verimi katılarak;
Ein=3,6/0,3=12 MJ’dur.
 Özel enerji yoğunluğu ile;
mdoğalgaz=12/53=0,23 kg
 Karbon ağırlığı hesaplanırsa;
mc=0,23*0,75=0,17 kg
NE KADAR CO2 ÜRETİLİR?
mco2=0,17*3,67=0,62 kg
ÖDEV
Kömür için aynı soruyu hesaplayınız?

= ŋ.
Brayton çevrimi: Baz türbinleri için, atıkların, tekrar ısıtmak
İçin kullanma mantığı
Rankime çevrimi:Buhar türbinleri için, suyun buhar ve sonra
yoğunlaştırma mantığı ile kullanılması
5
29.09.2014
4.7. Kükürt Oksitler (Sox):
Kömür,petrol,doğal gaz, sulfur, nitrojen gibi
maddeler içerirler.
oksitler asit yağmurları, suların
 Kükürt
kirlenmesi gibi sağlığı ve çevreyi zarar verici
etkilere sahiptir.
 Sulfur dioksit: S+02
SO2


 Sulfur
trioksit: 2SO2+02
 Sulfirik
asit: 3SO3+H20
SO3
SORULAR:
 Atmosfere yayılan C02’i önlemek için ne kadar
para ödenebilir?
 Eğer biz sera gazı yayılımını azaltmazsak ne
olur?
 Çin yapmazsa Amerika yapmalı mıdır=?

H2SO4
Açığa çıkanlar;
 Kömür: 7kg/MWh
 Doğal gaz: 5 kg/MWH

4.8. NOx:
Asit yağmurları
Smog
 Sera gazı
 2kg/MWH açığa çıkar


6
Download

Emisyon Slaytı