Biologisk och Termisk energiåtervinning
Provmoment:
Tentamen
Ladokkod:
41N07B
Tentamen ges för:
En2
7,5 högskolepoäng
Namn:
------------------------------------------------------------------------------------------------------Personnummer:
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tentamensdatum:
Torsdag 19 mars 2015
Tid:
14.00–18.00
Hjälpmedel:
Valfri miniräknare, Formelsamling: Energiteknik-Formler och tabeller(S O Elovsson och H
Alvarez, Studentlitteratur)
Totalt antal poäng på tentamen:
60p
Betyg 3: 30p, betyg 4: 40p och betyg 5: 50p
Allmänna anvisningar:
Läs noga igenom frågorna och följ anvisningarna i uppgifterna. Var noga med att redovisa
arbetsgången vid beräkningar och problem samt motivera eventuella antaganden/tabellvärden.
OBS! Börja besvara varje fråga på ny sidan.
Rättningstiden är i normalfall tre veckor.
Viktigt! Glöm inte att skriva namn på alla blad du lämnar in.
Lycka till!
Ansvarig lärare:
Telefonnummer:
Tobias Richards
073 230 59 64
Kamran Rousta (Anita Pettersson är bortrest)
073 230 08 61
1- Fig. A visar schematiskt processen i en ångpanna som producerar ånga med trycket 80
bar och temperaturen 510°C. Pannans bränsle har en viktsammansättning enligt
följande tabell. Förbränningsprocessen är fullständig med förbrännings verkningsgrad,
nf = 1. Inkommande temperatur för luft och bränsle till förbränningsprocessen kan
antas till 0°C. Matarvattnets temperatur är 40°C och luftöverskottet vid förbränningen
är 25 %. Vatten temperaturen efter ekomomisern är koktemperaturen, Teko = Tkok.
Pannverkningsgraden är 85% och bränslets massflöde är 11 ton per timma. Svara på
följande frågor:
a) Verkliga luftmängd i kmol/kg br (5p)
b) Avgaser mängd sammansättning i kmol/kg br (6p)
c) Volym- och vikt procent för avgaser sammansättning (4p)
d) Hur många ton ånga produceras per timma? (7p)
e) Hur stor värme effekt tas upp i ekonomiser, förångare och överhettare om
tryckfallet försummas? (6p)
f) Beräkna den adiabatiska temperaturen, Tg (4p)
C
H(väte)
O
S
N
f(fukt)
a(aska)
Vikt%
45
15
7
3
5
15
5
M (kg/kmol)
12
1
16
32
14
18
---
Rökg
Matarvat
Ekonomis
Ånga
Överhett
Förångar
Brän
Luft
Fig. A) kopplingsschema för ångpanna
Å
ö
H i 0,341 c 1,02 h 0,063 n 0,191 s 0,0985 o 0,025 f (MJ/kg br)
2- Det är fyra mekanismer som samverkar för att skapa beläggningar i pannan
a) Vilka är dessa fyra mekanismer.
(2p)
b) Beskriv utförligt hur en av dessa fungerar och beskriv beläggningen som bildas. (2p)
3- I termiska processer kan man hitta flera typer av korrosion, två av dessa är
högtemperatur- och lågtemperaturkorrosion. Vilka åtgärder kan man göra för att
minska risken/effekten av lågtemperaturkorrosion?
(2p)
4- Det finns ett antal olika tekniker för att genomföra förbränning och specifikt när det
gäller förbränning i kombination med kraft och värmeproduktion. Beskriv minst två
olika tekniker (panntyper) för förbränning av fasta material och belys deras styrkor
och svagheter.
(3p)
5- Avfallsförbränning har länge varit förknippad med låga elverkningsgrader på grund av
korrosionsrisken. Beskriv på vilket sätt förgasning av avfall kan komma runt det
problemet. Visa vilka steg som behövs.
(2p)
6- a) Vad menas med begreppen första och andra generationens biobränsle? (2p)
b) Varför började man med att utveckla tekniker för andra generations biobränsle
produktion?
(2p)
7- Beskriv hur gårdsbaserad biogasproduktion kan främja hållbar utveckling på
landsbyggden?
(4p)
8- Från råvara till biogas. Redogör kortfattat för de olika stegen som sker under syrefri
nedbrytning av organsikt avfall i biogas reaktorn
(4p)
9- Bioetanol produceras biotekniskt i Sverige från stärkelsebaserade råvaror. Med hjälp
av process schemat från studiebesöket vid Agroetanol redogör för processens
huvudsteg och beskriv dem kortfattat. Vilket av stegen är inringade på processchemat
nedan?
(5p)
OBS! Tabellen är på engelska så om det står t.ex. 12,748 i tabellen det betyder det 12748 och J/g mol = kJ/kmol
