Amoniak, czyli czynnik chłodniczy R717, znajduje zastosowanie szczególnie w zakładach przemysłowych, gdzie istnieje możliwość zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa. To niedrogi czynnik naturalny, ale toksyczny i wybuchowy. Dlatego instalacje wykorzystujące amoniak wymagają zastosowania systemów detekcji i ostrzegania.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dokonano przeglądu metod wykorzystania zielonego wodoru w energetyce, transporcie, przemyśle chemicznym oraz w metalurgii. W szczególności przedstawiono przemysłowe procesy produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodorowych oraz wykorzystanie wodoru do napędu pojazdów, do wytwarzania zielonego metanolu i amoniaku, a także do wytwarzania metali (żelazo, metale kolorowe). Omówiono również problemy magazynowania i transportu wodoru.
EN
A review, with 59 refs., of trends in industrial use of H₂ in energetics, transportation, chem. industry and metallurgy. In particular, industrial processes for prodn. of electric energy in H₂ power stations, for powering the transport facilities (cars, trains), for prodn. of green MeOH and NH₃ as well as for prodn. of metals (Fe, non-ferrous metals) were presented. Storage and transportation of H₂ were also taken into consideration.
W rozdziale opisano podjęte próby wykorzystania amoniaku jako surowca energetycznego. Podano genezę nazwy amoniak. Opisano jego strukturę i dotychczasowe sposoby wykorzystania, wskazując na znaczącą rolę wodoru – także w cząsteczkach wody, metanu czy innych węglowodorów. Autorzy nawiązują do zmienionej japońskiej polityki energetycznej oraz mapy drogowej ,w której wodór, ale przede wszystkim amoniak, mają podstawową do spełnienia rolę. Pokazują rolę wodoru i produktów wodoropochodnych w wytwarzaniu energii. Japońska Mapa drogowa określa drogę dojścia do zero emisyjności gospodarki w perspektywie 2050 r. Wskazano także na bolączki infrastruktury przesyłowej i magazynowania wodoru wobec znacznie łatwiejszej logistyce dla amoniaku. Zaznaczono możliwą do wypełnienia rolę grafenu jako materiału do magazynowania wodoru. Opisano szanse i wyzwania stojące przed rozwojem transgranicznego rynku „zielonego” wodoru w UE. Jednocześnie pokazano podobieństwo w celu osiągnięcia neutralności klimatycznej Europy do 2050, której główne cele to brak emisji netto gazów cieplarnianych do atmosfery oraz doprowadzenie do oddzielenia wzrostu ekonomicznego od zasobów. Rola wodoru w założeniach tej polityki klimatycznej wydaje się nie do przecenienia. Ma on przede wszystkim zastąpić paliwa kopalne w tych sektorach, których nie da się w pełni zelektryfikować oraz pozwolić na magazynowanie energii elektrycznej wytworzonej z OZE w okresie nadpodaży.
EN
The chapter describes the attempts to use ammonia as an energy raw material. The origin of the name ammonia is given. Its structure and current methods of use have been described, indicating the significant role of hydrogen – also in water, methane and other hydrocarbons. The authors refer to the revised Japanese energy policy and the roadmap in which hydrogen, but above all ammonia, have a fundamental role to play. They show the role of hydrogen and hydrocarbon products in energy production. The Japanese roadmap outlines the path to a zero-carbon economy by 2050. It also points to the disadvantages of hydrogen transmission and storage infrastructure in the face of much easier logistics for ammonia. The possible role of graphene as a material for hydrogen storage is marked. The opportunities and challenges facing the development of the cross-border „green” hydrogen market in the EU are described. And the similarity is shown with the aim of achieving Europe’s climate neutrality by 2050, the main goals of which are no net emissions of greenhouse gases to the atmosphere and a decoupling of economic growth from resources. The role of hydrogen in the assumptions of this climate policy cannot be overestimated. It is primarily intended to replace fossil fuels in those sectors that cannot be fully electrified and allow the storage of electricity generated from RES in the period of oversupply.
Investigation of exhaust emissions and ammonia flow behavior in the exhaust system incorporating with Selective Catalytic Reduction (SCR) unit is discussed. An aftertreatment system is designed to work without additional urea injection. This study is focused on obtaining optimal parameters for catalysis. Its effectiveness is considered as a function of basic parameters of exhaust gases mixture and SCR material characteristics. A 3D geometry of SCR with porous volume has been simulated using Ansys Fluent. Moreover, a 1D model of ammonia dual-fuel CI engine has been obtained. Results were focused on obtaining local temperature, velocity, and exhaust gases composition to predict optimal probes placement, pipes insulation parameters, and characteristic dimensions.
Livestock production is the basis of global food production and it is a serious threat to the environment. Significant environmental pollutants are odors and ammonia (NH3) emitted from livestock buildings. The aim of the study was to determine the concentration and emission factors of ammonia and odors, in the summer season, from a deep-litter fattening house. The research was carried out during summer in a mechanically ventilated fattening piggery located in the Greater Poland Voivodeship. Ammonia concentrations were measured using photoacoustic spectrometer Multi Gas Monitor Innova 1312, and odor concentrations were determined by dynamic olfactometry according to EN 13725:2003 using a TO 8 olfactometer. The NH3 emission factors from the studied piggery, in summer, ranged from 8.53 to 21.71 g·day-1·pig-1, (mean value 12.54±4.89 g·days-1·pig-1). Factors related to kg of body mass were from 0.11 to 0.23 g·day-1·kg b.m.-1 (mean value 0.17±0.06 g·day-1·kg b.m.-1). Odor concentrations in the studied piggery were from 755 to 11775 ouE·m-3 and they were diversified (coefficient of variation 43.8%). The mean value of the momentary odor emission factors was 179.5±78.7 ouE·s-1·pig-1. Factor related to kg of body mass was 2.27±1.71 ouE·s-1·kg b.m.-1. In Poland and many other countries, the litter systems of pigs housing are still very popular. Therefore, there is a need to monitor the pollutant emissions from such buildings to identify the factors influencing the amount of this emission. Another important issue is to verify whether the reduction techniques, giving a measurable effect in laboratory research, bring the same reduction effect in production uildings.
PL
Produkcja zwierzęca jest podstawą globalnej produkcji żywności i jednocześnie stanowi poważne zagrożenie dla środowiska. Istotnymi zanieczyszczeniami środowiska są emitowane z budynków inwentarskich odory i amoniak (NH3). Celem pracy było określenie stężenia oraz emisji amoniaku i odorów, w sezonie letnim, z tuczarni na głębokiej ściółce oraz wyznaczenie wskaźników emisji amoniaku i odorów. Badania były prowadzone w sezonie letnim, w mechanicznie wentylowanej tuczarni zlokalizowanej w województwie wielkopolskim. Stężenia amoniaku zmierzono za pomocą spektrometru fotoakustycznego Multi Gas Monitor Innova 1312, a stężenia zapachowe oznaczono metodą olfaktometrii dynamicznej zgodnie z normą EN 13725:2003 przy użyciu olfaktometru TO8. W badanej tuczarni na głębokiej ściółce dobowe wartości wskaźnika emisji NH3, w sezonie letnim, wahały się od 8,53 do 21,71 g·doba-1·szt.-1 (średnio 12,54±4,89 g·doba-1·szt.-1). W odniesieniu do kilograma masy ciała wynosiły od 0,11 do 0,23 g·doba-1·kg m.c.-1 (średnio 0,17±0,06 g·doba-1·kg m.c.-1). Stężenie odorów w badanej tuczarni wynosiło od 755 do 11775 ouE·m-3 i było zróżnicowane (współczynnik zmienności 43,8%). Średnia wartość współczynnika chwilowej emisji odorów wynosiła 179,5±78,7 ouE·s-1·szt.-1. W przeliczaniu na kg masy ciała świni wskaźnik ten był równy 2,27±1,71 ouE·s-1·kg m.c.-1. W Polsce i wielu innych krajach wciąż dużą popularnością cieszą się systemy utrzymania świń na ściółce. Istnieje więc potrzeba monitorowania emisji zanieczyszczeń z takich obiektów, celu zidentyfikowania czynników mających wpływ na wielkość tej emisji. Innym ważnym zagadnieniem jest weryfikacja czy techniki ograniczające uwalnianie zanieczyszczeń, dające mierzalny efekt podczas badań laboratoryjnych, przynoszą ten sam skutek redukcyjny w obiektach produkcyjnych.
W artykule porównanio instalacjke produkujące paliwa alternatywne takie jak metanol i amoniak. Zaproponowano modernizację obu układów w celu zwiększenia ich sprawności poprzez zastąpienie wymienników ciepła modułami Organic Rankine Cycle, w których zostanie wyprodukowana energia elektryczna. Każde z paliw stanowi paliwo alternatywne, ponieważ produkowane jest na podstawie odnawialnego wodoru, powstałego dzięki wykorzystaniu nadprogramowej energii z odnawialnych źródeł energii. Oprócz tego, do ich produkcji zostały wykorzystane: a) dwutlenek węgla wychwycony nieopodal elektrowni spalającej paliwa nieodnawialne (technologia CCS); b) azot, który stanowi czynnik odrzutowy z instalacji, której zadaniem jest rozdział powietrza w celu uzyskania czystego tlenu (instalacja ASU). Metanol produkowany jest w reaktorze przy temperaturze 210°C i ciśnieniu 7,8 MPa. Amoniak powstaje przy temperaturze 350°C i ciśnieniu 22,5 MPa w reaktorze. Paliwa wyprodukowane dzięki OZE zwiększą szansę na osiągnięcie neutralności klimatycznej do roku 2050 zgodnie z założeniami porozumienia paryskiego.
EN
The article presents a comparison of installations producing alternative fuels (methanol and ammonia). The authors propose to modernize both systems in order to increase their efficiency by replacing heat exchangers with Organic Rankine Cycle modules, in which electricity will be produced. Methanol and ammonia are alternative fuel, because they are produced on the basis of renewable hydrogen, created thanks to the use of additional energy from renewable energy sources. For this production process were used: a) carbon dioxide captured near a power plant that burns conventional fuels (CCS technology); b) nitrogen, which is a waste factor from an installation whose task is to separate air to obtain pure oxygen (ASU installation). Methanol is synthesized in the reactor at a temperature of 210°C and a pressure of 7,8 MPa. Ammonia is formed at a temperature of 350°C and a pressure of 22.5 MPa in the reactor. Fuels produced thanks to renewable energy will increase the chance of achieving climate neutrality by 2050 in line with the assumptions of the Paris Agreement.
A sensitive, selective and reliable sensing techniques for ammonia (NH3) gas detection have been highly demanded since NH3 is both a commonly utilized gas in various industrial sectors, and considered as a toxic and caustic agent that can threat human health and environment at a certain level of concentrations. In this article, a brief on the fundamental working principles of sensor specifications of the analytes detection techniques relying has been reviewed. Furthermore, the mechanism of NH3 detection and recent progress in the development of advanced carbon nanotubes (CNTs)-based NH3 gas sensors, and their performance towards the hybridization with the conductive polymers was comprehensively reviewed and summarized. Finally, the future outlook for the development of highperformance NH3 sensors was presented in the conclusions part.
PL
Amoniak (NH3) to gaz powszechnie stosowany w różnych sektorach przemysłu, jest toksyczny i żrący, a powyżej określonego poziomu stężeń może zagrozić ludzkiemu zdrowiu i środowisku, dlatego ciągle trwają poszukiwania czułych, selektywnych i niezawodnych metod wykrywania gazów amoniakalnych. W niniejszym artykule dokonano przeglądu specyfikacji i podstawowych zasad działania czujników stosowanych w technikach wykrywania takich analitów. Szczegółowo przeanalizowano też mechanizm wykrywania i niedawny postęp w opracowywaniu zaawansowanych czujników do wykrywania gazu NH3 , opartych na nanorurkach węglowych (CNTs), a także ich modyfikacje obejmujące hybrydyzację z polimerami przewodzącymi. Przedstawiono również perspektywy rozwoju wysoko wydajnych czujników NH3.
W wyniku badań nad usuwaniem jonu amonowego ze ścieków oczyszczonych z instalacji mokrego odsiarczania spalin (IMOS), zespół Energopomiaru opracował nowatorską metodę pozwalającą uzyskać znacznie lepsze efekty niż oferowane na rynku technologie. W 2020 r. rozwiązaniu pn. „Sposób usuwania amoniaku ze ścieków i kolumna strippingowa do usuwania amoniaku ze ścieków” została przyznana ochrona patentowa. Zespół badawczy znalazł również sposób na rozwiązanie problemu boru w ściekach.
This paper reviews the emissions of reactive nitrogen compounds (RNCs) from modern vehicles fitted with spark ignition engines and three-way catalysts. Specific aspects of the pollutants involved - and their formation - are discussed. Cold start driving cycles are scenarios under which emissions of all four RNCs can be significant; the mechanisms behind emissions trends are explored. Experimental data obtained from two vehicles tested over two different cold start driving cycles are presented and analysed. The use of gravimetric and molar metrics are explored. Ammonia, a species which is currently not regulated for passenger cars in any automotive market, is identified as forming the majority of the RNC emissions over the entire driving cycle. While ammonia emissions are strongly linked to aftertreatment system warmup and periods of high load, significant ammonia emissions were also measured under certain hot-running, low load conditions, and even at idle. For the majority of the duration of the test procedures employed, the RNC profile was dominated by ammonia, which accounted for between 69% and 86% of measured RNCs in the exhaust gas. Emissions are compared to the available legislative precedents (i.e. emissions limits currently in force in various jurisdictions). Finally, possibilities for control of exhaust emissions of currently unregulated RNCs are briefly discussed.
W artykule Autor przedstawił warunki, jakie muszą być spełnione przy pracy z amoniakalnymi układami chłodniczymi. Jest to zagadnienie bardzo szerokie i każda z osób pracujących z amoniakiem ma inne w tym zakresie doświadczenia. Podstawowym wymogiem jest zapewnienie takiej obsługi amoniakalnej instalacji chłodniczej, aby uniknąć przypadków jego wycieku czy wypływu.
EN
In the article the author presents the conditions that must be met when operating ammonia refrigeration systems. This is a very broad issue and each of the people working with ammonia has different experiences in this area. The basic requirement is to provide such operation and maintenance of the ammonia refrigeration system to avoid any leakage or outflow.
W ostatnich latach poszukuje się zamienników czynników syntetycznych o mniejszym wskaźniku GWP. Nowe (stare) czynniki chłodnicze muszą być przede wszystkim bezpieczne dla środowiska, spełniając przy tym określone kryteria chemiczne, fizyczne i termodynamiczne stawiane przez technikę chłodniczą. Z kolei od układów chłodniczych wymaga się obecnie energooszczędności w celu zmniejszenia pośredniego wpływu urządzeń na wzmacnianie efektu cieplarnianego.
EN
In recent years, lower GWP alternatives for synthetic refrigerants are being sought. New (old) refrigerants must, above all, be safe for the environment, while meeting certain chemical, physical and thermodynamic criteria set by refrigeration technology. On the other hand, cooling systems are now required to be energy efficient in order to reduce the indirect effect of appliances on the enhancement of the greenhouse effect.
The study aimed to analyse detection methods of ammonia leakage by various electrical methods. Rapid detection of the escape of hazardous technical gases is extremely important in large chemical plants. The basis of the research was the use of a specialized camera, model FLIR GF306, to detect a leak of selected gases in a narrow infrared band. In laboratory conditions, the controlled emission of gaseous ammonia at various concentrations was simulated and gas detection was performed: a) using a narrow infrared thermography method, b) by a portable electrochemical detector dedicated to detecting ammonia. The turbulent flow of gas into the environment and high thermal contrast between the expanding gas and the background are the conditions for effective gas detection with a thermal imaging camera operating in a narrow infrared band.
W artykule przedstawiono porównanie energochłonności czterech instalacji produkujących amoniak i metanol, które mają stanowić paliwa alternatywne. Oba czynniki zostały wyprodukowane przy wykorzystaniu odnawialnego wodoru uzyskanego dzięki chwilowym nadwyżkom energii z Odnawialnych Źródeł Energii. Dodatkowo do produkcji amoniaku wykorzystywany jest azot, który jest produktem odpadowym z instalacji podziału powietrza, a do produkcji metanolu dwutlenek węgla, wychwytywany ze spalin emitowanych z elektrowni konwencjonalnych. W artykule zaprezentowane zostały wyniki analizy termodynamicznej pod względem sprawności obu instalacji i energochłonności poszczególnych komponentów. Analiza została wykonana dla instalacji produkujących amoniak: aktualnie pracującej przy parametrach 25 MPa, 450 °C, instalacji przyszłościowej 6 MPa, 300 °C i instalacji nowoczesnej 12 MPa, 400 °C oraz instalacji produkującej metanol przy parametrach 7,8 MPa, 210 °C.
EN
The article compares the energy consumption of four installations producing ammonia and methanol, which are to be alternative fuels. Both factors were produced using renewable hydrogen obtained thanks to temporary surpluses of energy from renewable energy sources. Additionally, nitrogen is used for the production of ammonia, which is a waste product from the air separation installation, and for the production of methanol, carbon dioxide is used, captured from the exhaust gases emitted from conventional power plants. The article presents the results of thermodynamic analysis in terms of the efficiency of both installations and the energy consumption of individual components. The analysis was performed for the ammonia production installations: currently operating at the parameters of 25 MPa, 450 ° C, the future installa-tion of 6 MPa, 300 ° C and the modern 12 MPa, 400 ° C installation and the methanol production installation of 7,8 MPa, 210 ° C.
This manuscript addresses the treatment of explosives-impacted mining wastewaters (EIMWW) using ion-exchange to remove elevated levels of ammonia. Repeated batch loading-regeneration cycles were conducted for two commercially available zeolite media used in the treatment of ammonia-laden EIMWW to establish the effects of competing ions and regeneration solution composition. The Northern Ontario EIMWW tested contained 3.87 meq/L total ammonia (TA) as well as 2.85 mg/L K+ and 3.9 meq/L Ca2+. The media studied were a natural clinoptilolite and a modified clinoptilolite (SIR-600). Five regenerant solutions with different NaCl and KCl concentrations were evaluated using batch tests. The presence of potassium in the regenerant was found to hinder the TA exchange capacity of both zeolites. The SIR-600 and the natural clinoptilolite used in conjunction with the 10% NaCl solution featured the best TA exchange capacities, 0.46 ± 0.02 meq TA/g and 0.36 ± 0.05 meq TA/g, respectively. The batch tests showed that both media had a slight preference for K+ over TA. The continuous flow column tests performed using SIR-600 media greatly accentuated the selectivity of K+ over TA. In reaching the same 0.55 meq TA/L breakthrough level, the same modified zeolite column was able to treat five times more volume of a synthetic TA solution than EIMWW.
W artykule opisano opracowaną przez ENERGOPOMIAR metodę usuwania jonu amonowego ze ścieków pochodzących z instalacji mokrego odsiarczania spalin. Innowacyjność metody pozwoliła na uzyskanie w 2020 roku patentu. Kluczowym rozwiązaniem poprawiającym skuteczność metody oraz pozwalającym na prowadzenie procesu oczyszczania w łagodniejszych dla środowiska warunkach jest zastosowanie pary jako nośnika dla wydzielanego amoniaku. Szybka odpowiedź układu na zmianę parametrów procesowych oraz modułowy charakter proponowanej instalacji umożliwiają jej stosowanie zarówno w już istniejących, jak i projektowanych oczyszczalniach ścieków.
EN
The article describes the method of ammonium ion removal from wastewater generated by wet FGD plants which has been prepared by „ENERGOPOMIAR” Sp. z o.o. In 2020 the method was patented thanks to its innovation. A key solution which enhances effectiveness of this method and enables a treatment process at conditions less severe to the environment is the use of steam as a released ammonia carrier. A quick response of the system to the change in process parameters and its modular character make it possible to use it both in the existing as well as the designed wastewater treatment plants.
Z historią eksploatacji przemysłowych, amoniakalnych instalacji chłodniczych nierozerwalnie związana jest historia wypadków, mniej lub bardziej dramatycznych, z wyciągniętymi wnioskami lub pozbawionych odpowiednich refleksji. Dla omówienia przyczyn takich zdarzeń Autor sięgnął po dane ze źródeł amerykańskich i niemieckich, które dostarczają wiarygodnych informacji z okresu 20 lat eksploatacji tego typu układów. Niestety nie ma podobnych dostępnych źródeł polskich, które pokazywałyby jak przedstawiają się polskie statystyki, niemniej Autor obserwujący od 30 lat ten obszar wskazuje znane mu przyczyny wypadków w kraju.
EN
In the history of industrial ammonia refrigerating plants operation there were some more or less dramatic accidents followed or not by appropriate conclusions. The reasons of these accidents are discussed on the basis of American and German sources covering a period of 20 years. Unfortunately Polish statistic data is not available but some known reasons of accidents in the last 30 years are pointed.
To kolejny artykuł poświęcony bezpieczeństwu instalacji ziębniczych (chłodniczych). Tym razem jego Autor koncentruje naszą uwagę na zjawisku, które wbrew pozorom jest powszechne w interesujących nas instalacjach, przede wszystkim amoniakalnych. Zjawisko, ale tak naprawdę mechanizm degradacji jakim jest korozja pod izolacją zimnochronną, zwana CUI (Corrosion Under Insulation) występuje powszechnie między innymi w przemysłowych instalacjach ziębniczych. Instalacje te, jak każda konstrukcja podlegają procesom starzenia prowadzącym do pogorszenia ich stanu technicznego między innymi w wyniku oddziaływania procesów korozyjnych. Korozja występująca pod izolacją przyczynia się przez lata do zużycia instalacji ziębniczych, zwiększając tym samym ryzyko związane z ich eksploatacją.
EN
This is another article dedicated to the safety of refrigeration installations. This time its author focuses our attention on the phenomenon which, contrary to appearances, is common in the installations we are interested in, mainly ammonia installations. The phenomenon, but in fact the degradation mechanism, which is corrosion under cold insulation, called CUI (Corrosion Under Insulation), is common, inter alia, in industrial cooling installations. These installations, like every structure, are subject to aging processes leading to the deterioration of their technical condition, among others as a result of the influence of corrosive processes. Under insulation corrosion contributes to the wear and tear of refrigeration plants over the years, thereby increasing the risks associated with their operation.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW