Témata
Reklama

Dosáhnout lepších výsledků při nižších nákladech je nepochybně cílem všech majitelů průmyslových výrobních podniků. Není ani divu, protože v průmyslu obecně je k samotnému výrobnímu procesu využita jen zhruba polovina spotřebované energie. Zbytek bez užitku uniká, převážně ve formě ztrátového tepla. Tato neefektivita je typická například pro obloukové pece na výrobu oceli, v nichž je ocel vyráběna ze železného šrotu, kterým přes grafitové elektrody prochází elektrický proud. Ten šrot taví a zahřívá až na teploty kolem 1 800 °C.

Reklama
Reklama
Reklama
Obloukové pece jsou bezpochyby impozantní stroje. A to nejen na pohled, ale i svojí spotřebou. Na výrobu jedné tuny oceli spotřebují v průměru 370 kilowatthodin energie.

Už ze samotného principu činnosti pece je zřejmé, že má obrovskou spotřebu elektrické energie. Velká ocelárna s produkcí kolem pěti milionů tun oceli ročně tak – zejména kvůli obloukovým pecím – spotřebuje stejné množství energie, jako sedm milionů domácností za stejnou dobu. Podstatná část této energie však přijde vniveč. Při odpichu totiž z pece uniká směs plynů o teplotě 1 700 °C – jedná se o ohromné množství energie, které je bez užitku rozptýleno. Vědci společnosti Siemens proto vypracovali systém, který ztrátové teplo dokáže zužitkovat k výrobě elektřiny.

Solné směsi nad zlato

Využít teplo unikající z obloukové pece však není jednoduché. Celý proces výroby oceli – od navážky šrotu, přes jeho tavení, až po odpich – trvá 45 až 60 minut. Během této doby množství unikajících horkých plynů značně kolísá. Turbína napojená na elektrický generátor nicméně musí být poháněna proudící párou se stabilním průtokem. Konstruktéři proto museli do systému zakomponovat další prvek, který by dokázal teplo efektivně akumulovat, a vyrovnávat tak výkyvy v jeho dodávce. Tímto tlumičem jsou solné směsi, které se používají i v termosolárních elektrárnách. Důvodů pro použití těchto solí je celá řada – nevyžadují vysokotlaká potrubí, mají vysokou tepelnou kapacitu, jsou neškodné pro životní prostředí a zahřívají se až na 500 °C.

Chytání ztrátového tepla_02.jpg: Ačkoli je množství tepla unikajícího z obloukových pecí značně proměnlivé, lze ho zužitkovat k výrobě elektřiny. Řešením jsou solné směsi, které lze zahřát až na 500 °C a dobře zadržují teplo i bez kontinuálního ohřevu.

U obloukových pecí tvoří soli náplň primárního okruhu, který je zahříván přímo unikajícími plyny. V sekundárním okruhu je pak toto teplo využito k výrobě páry, která pohání turbínu. Množství energie, které lze takto recyklovat, je značné – celých 20 % z energie potřebné k roztavení navážky šrotu. Efektivita řešení navíc není pouze ekonomická, ale i ekologická. Výrazně totiž snižuje emise oxidu uhličitého – při výrobě jedné tuny oceli totiž vznikne o 40 kg tohoto plynu méně.

Na řadě i další výrobní procesy

Ztrátové teplo ovšem není problémem pouze v metalurgii. Celá řada průmyslových procesů produkuje teplo, které dosahuje významných hodnot, ale jeho využití je ještě komplikovanější, než u obloukových pecí. Jde například o spalovací motory, sklářské pece, či plynové turbíny. Pro využití tepla z těchto procesů vědci testují technologii Organic Rankine Cycle (ORC), která k zachycení tepla nevyužívá páru ani soli, ale směs uhlíku, fluoru a kyslíku. Její hlavní výhodou je, že se za normálního tlaku vypařuje již při teplotě 49 °C a nepředstavuje žádnou ekologickou zátěž. První testovací systémy s technologií ORC a výkonem 100 kilowatt jsou schopny zužitkovávat teplo ze sklářských pecí o teplotě pouhých 220 °C.

Vědci nicméně zkoumají i možnost využití ještě chladnějšího ztrátového tepla, třeba z papíren, stáčíren apod. Toto teplo již sice nelze použít pro výrobu elektřiny, může jím však být čištěna voda. Princip je jednoduchý – stačí vodu zahřát na 65 až 90 °C a vzniklou páru odvést do kondenzátoru, kde zkapalní. Výsledkem procesu je čistá demineralizovaná voda, vytvořená prakticky zdarma.

-db-

Zdroj: Tisková zpráva

Redakčně upraveno

Reklama
Firmy
Související články
Jak zjistit kvalitu vnějšího prostředí

Na vývoji nové senzorové platformy pro měření kvalitativních parametrů venkovního prostředí v současné době pracuje Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT.

Sofistikovaná fasáda budoucnosti

Vývoj inovativního systému lehkých obvodových plášťů, který bude aktivně přispívat k vnitřnímu komfortu a redukci uhlíkové stopy nebytových budov. To je cílem, na který se v rámci mezinárodního projektu Powerskin+ zaměřuje ČVUT UCEEB.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výstava Volty v Ostravě již podruhé

Výstavy a veletrhy se v Ostravě pořádají (v jiné podobě než dnes, samozřejmě) již od roku 1362, kdy král Karel IV. vydal ostravským měšťanům povolení pořádat dobytčí trhy. První pavilon pro skutečné výstavy a veletrhy se zde otevřel v roce 1958. Druhý ročník Elektrotechnické výstavy Volty.cz, kterou Ostrava zažila letos začátkem října, se hlásí k tradici technických výstav v Ostravě.

Energetické úspory ve firmách

Firmy jsou postiženy drahými energiemi stejně jako domácnosti a na jejich ekonomiku to má zásadní dopad. Nejčastěji na zvýšené náklady podniky reagují investicemi do úsporných opatření. Jaká nejčastěji zavádějí a jak tyto změny fungují?

Budoucnost stavebnictví: Odpadní termoplasty

Různé polymerní typy odpadů, pro které zatím není širší uplatnění. To je vedlejší produkt, vznikající při výrobě a zpracování plastů. Čeští výzkumníci se proto pustili do studia jejich klíčových vlastností, aby umožnili jejich následné zpracování. Výsledkem jejich práce je vytvoření uceleného přehledu možností využití odpadních termoplastů ve výrobě kompozitních materiálů pro stavebnictví. Z odpadu lze tedy nyní vyrábět různé stavební prvky z polymerbetonu nebo například odolné dlaždice.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit