Kiss Endre, Horváth Miklós, Bíró Borbála, Hári László

1. A Dunaújvárosi Főiskola Természettudományi és Környezetvédelmi Tanszékén folyó környezetvédelmi kutatások Kiss Endre, Horváth Miklós, Bíró Borbála, Hári László

2. A Tanszék főbb kutatási területei a környezetvédelem területén I. • Elektrosztatikus feltöltődés vizsgálata • Ózongenerátorok előállítása és alkalmazása a környezetvédelemben • Gyors villamos kisülések alkalmazása füstgázok gázszennyezőinek felbontásában • Szállóporok ólom és cinktartalmának csökkentése

3. A Tanszék főbb kutatási területei a környezetvédelem területén II. • Kohászati salakok felhasználása az útépítésben • Építési bontási hulladékok felhasználása • Ipari szennyvizek tisztítása ózonnal és villamos kisülésekkel • Talajtani kutatások • Természetes vizekben élő algák vizsgálata • Alacsonyhőmérsékletű elfolyó vizek hulladékhőjének hasznosítása

4. Elektrosztatikus feltöltődés vizsgálata • Az ITER (Európai Fúziós Projekt) egyik biztonsági problémájában való részvétel, porrobanás lehetőségeinek és elhárításának lehetősége

5. A környezet • A fúziós edény alján levő divertorok • Anyagi minőség: grafit, wolfram • Hűtőlemez: berillium • Alaphelyzetben vákuum

6. A keletkező por • Oka: a plazmából érkező nagysebességű részecskék ablációs hatása • Mérete: grafit esetében 10mm-nél nagyobb • Wolfram esetében 5 és 10mm között • Berílium esetében 5mm-nél nagyobb részecskék • Évente akár 5 cm vastag réteg is leválhat

7. Mitől robban? • A kisülési kamrában üzemszerű állapotban alacsony nyomású hidrogén van • A Berílium hűtőpajzs megreped, nagynyomású víz törhet be, ami a magas hőmérsékletű alkatrészeken elbolik-durranógáz, kohászat

8. Mitől robban II. • Az edény más részén levegő tör be • A levegő oxigénje és a grafit reakcióba lép • A porok és a levegő oxigénje porrobanást eredményez

9. Áramlástani helyzet • A betörő vízgőz, vagy levegő áramlástanilag vákuumba érkezik • Nincs lamináris határréteg • A por és a gáz halmazállapotú anyag tökéletesen keveredik • Könnyen fellép a triboelektromos töltés • Elektrosztatikai eredetű porrobbanás is felléphet

10. Miért kell vizsgálni? • A berendezés (ITER) működéséhez engedélyek kellenek • Az engedélyek egyik fontos feltétele a biztonságosság • Veszélyek esetén javaslatot kell tenni annak csökkentésére és elhárítására

11. Mit kell vizsgálni? • Minimális szikraérzékenység • Minimális gyújtásérzékenység • A robbanás terjedési sebessége és ereje • A robbanásban keletkező termékek terjedése és későbbi lehetséges reakciói (pl. vízgőz-durranógáz, a hidrogén és az oxigén mozgása, gyújtási energia megléte (kohászat))

12. Mit kell vizsgálni? II. • A porok hőmérsékletének hatása a robbanási paraméterekre • A porok méreteinek hatása a robbanási paraméterekre • A porok anyagi minőségének hatása a robbanási paraméterekre • A veszélyek csökkentési, eliminálási lehetőségei

14. Pressure Hartmann cső

15. Hartmann cső fényképe

16. HV ∫u i dt Current HV Timing Pressure Az energia mérése • Mérés szorzással és integrálással

17. Eredmények • Grafit: 10mJ elegendő • Hőmérséklet növekedésével exponenciálisan csökken (1/T-vel) • Wolfram: 30mJ elég • Berílium?

18. Gyors villamos kisülések alkalmazása füstgázok gázszennyezőinek felbontásában • Gyors villamos kisülés • Villamos porleválasztóhoz hasonló reaktor

19. 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Feszültségimpulzus csúcsérték (kV) Laboratóriumi kísérletek

20. Modellalkotás, áramkör

21. Modellalkotás, felbontás

22. 1017 1015 1013 1011 109 107 105 103 Modellezés eredménye

23. Modellalkotás eredménye

24. Szikraköz 0,13 – 47 kΩ Kábel Toroid transzformátor Porleválasztó 230 V 4 nF 100 nF Egy tipikus áramkör • Egyutas egyenirányító

25. bekapcsolás kikapcsolás Eredmények

26. Ózongenerátorok alkalmazása a környezetvédelemben • Ózongenerátorok fejlesztése • Felületi kisüléssel • Kombinált felületi és térfogati kisüléssel • Alkalmazás kisüléskémiai reaktorként • Alkalmazás víztisztításban

27. Szállóporok nehézfémtartalmának csökkentése I. • Konverterbe adagolt ócskavas egy része horganyzott, amelyről a cink és az ólom a füstgázba kerül • A szállópor 60-65%-a vas, 3-5%-a cink, 0,3-0,6%-a ólom • Visszajáratás komoly technológiai és környezetvédelmi probléma

28. Szállóporok nehézfémtartalmának csökkentése II. • Kokszporral és kötőanyaggal keverve, hevítés során a cink és az ólom eltávozik, a vasoxid redukálódik

29.  5 10 db  32  80 90 A kísérletek kiinduló mintája

30. Ø 8 mm Ø 88 mm 2 mm Ø 12 mm Ø 88 mm Ø 140 mm d2 = 237 mm ℓ = 615 mm 25 mm Retorta • Axonometrikus kép

31. Áramlásmérő N2 Vákuumszivattyú (ha szükséges) Gázelosztó Kéménybe Szűrő v. Porleválasztó Retorta Pa CO mérő CO2 mérő A kísérleti elrendezés

32. Végtermékek I.

33. Végtermékek II.

34. Végtermékek III.

35. A redukció foka

36. Kohászati salakok felhasználása az útépítésben • Hulladékhő felhasználása • Képernyő üveg beolvasztása salakba • Üvegesedési vizsgálatok

37. Építési bontási hulladékok felhasználása • Azbeszt ártalmatlanítása beolvasztással • Szálas hőszigetelő anyagok beolvasztása • Üvegesedés • Üvegtéglák

38. Ipari szennyvizek tisztítása ózonnal és villamos kisülésekkel • Ózon • Ózon és hidrogénperoxid együttes alkalmazása • Gyors villamos kisülések alkalmazása • Eredmények

39. A talajok védelmével, vagy a romlott (degradált) talajállapot helyreállításával kapcsolatos vizsgálatok, kutatási irányok

40. A talajminőséget veszélyeztető folyamatok és a főbb szennyezők felmérése Ipari tevékenység Városiasodás, urbanizáció Közlekedés, energia Mezőgazdaság

41. A talajminőséget veszélyeztető folyamatok és a főbb szennyezők felmérése Ipari tevékenység Városiasodás, urbanizáció Közlekedés, energia Mezőgazdaság

42. Főbb szennyezők • Szerves (mikro)-szennyezők (POP-ok) • Kommunális szennyvizek mosó- és tisztítószerek • Szénhidrogének (PAH), NOx, SOx – savas esők • Növényvédő-szerek, műtrágyák

43. A talajállapot, a talajminőség kimutatási lehetőségeinek kutatása • Fizikai-kémiai–biológiai módszerek alkalmazása. • Adatok nyerése, adatbázis létrehozása szennyezett területekről. • Adatkezelés, a tényezők közötti összefüggések megállapítása (matematikai-statisztikai eszközökkel). • A leginkább használható módszerek kiválasztása • A talajállapot nyomon-követése a kialakított módszerekkel, folyamatos monitoring lehetősége • Adatbázis létrehozása, szaktanácsadás.

44. A talajállapot helyreállítási, javítási lehetőségeinek kutatása • A szennyezéseket lebontani képes mikroorganizmusok izolálása • A mikrobák tesztelése laboratóriumi körülmények között (lebontó-képesség, tolerancia, terhelhetőség) • A mikrobák tenyészthetősége • Az alkalmazhatóság és a technológia kialakítása

45. Természetes vizekben élő algák vizsgálata • Új kutatási irány • Endocrin disruptorok

46. Alacsonyhőmérsékletű elfolyó vizek hulladékhőjének hasznosítása • Országosan mintegy 2 GW • Megújuló energia • A Termodinamika II. Főtétele

47. Energia hatásfok • Nem 100% • Nem 80% • Sokszor 16% • Szénerőmű-villamos energia-világítás • 16% x 70% x 2% ? 0,22% • 20MJ-ból 44kJ fény

48. Kutatási irányok • TIOP Intelligens energetikailag önfenntartó ház és energiaracionalizálási tudásközpont létrehozása • Biomassza égetésvizsgálati vizsgálati állomás létrehozása • Termoelem • Hőszivattyú alaklmazása