Energie z biomasy XV (rok 2014)

Sborník přednášek z konference Energie z biomasy XV
Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
Vydání: první
Rok vydání: 2014
Náklad: 40 ks
Počet stran: 138

ISBN 978-80-214-5016-5
        
Články lze stahovat jednotlivě v obsahu pod jejich názvy nebo je pod tímto odkazem celý sborník.

                                      

O b s a h

BALÁŠ M., LISÝ M., KUBÍČEK J.
Mokrá vypírka pro čištění energoplynu

Decentralizovaná výroba elektircké energie a kogenerace jsou v současné době hlavním řešením otázek zvyšování účinnosti a energetické bezpečnosti. Zplyňováním biomasy získáváme plyn, který se v kogeneračních jednotkách dá využít. Takto generovaný plyn generovaný ale obsahuje celou řadu nečistot, které je třeba vyčistit, a to především od prahcu a dehtu. Mojkrá vypírka je jednou z možných cest čištění plynu. Článek pojednává o nečistotách v eneroplynu a porovnává dvě možné kapaliny, které se dají pro čištění plynu využít.

         

BENIAK J., KRIŽAN P., MATÚŠ M.
Porovnanie vyprodukovanej a spotrebovanej energie pri využívaní paliva z dendromasy

Využívanie biomasy v rôznej podobe má nielen na Slovensku ale i vo svete stúpajúcu tendenciu. Biomasa sa využíva v malom na vykurovanie jednotlivých domácností ale tiež pre vykurovanie väčších objektov alebo bytových a domových komplexov v obciach a mestách. Stále častejšie však padajú otázky či je takýto spôsob využitia biomasy hospodárny, či množstvo získanej energie je väčšie ako množstvo energie, ktoré bolo vynaložené na všetky operácie realizované v rámci spracovania biomasy na ušľachtilé palivo vo forme briekiet alebo peliet. Nasledujúci článok popisuje jednoduchý prepočet a porovnanie množstva získanej energie a energie vynaloženej na spracovanie.

        

BIATH P., ŠOOŠ L.   
Hodinový výkon guľového peletovacieho lisu

Hlavným cieľom článku je popísanie prvého merania hodinového výkonu guľového peletovacieho lisu. Článok sa v úvode venuje aj ktátkemu popisu konštrukcii guľového peletovacieho lisu a jeho princípu lisovania. Nasledujúca kapitola sa venuje príprave experimentu na peletovacom lise. Experiment bol vykonávaný bez podávacieho zariadenia materiálu, ktorý by mohlo zvýšiť nameranú hodnotu hodinového výkonu stroja vďaka zvýšenej hustote materiálu pri vstupe do lisovacieho priestoru lisu. Počas experimentu budeme pracovať s variabilnými a nemennými parametrami. Parametre, ktoré sa nebudú meniť budú jednotný materiál, jeho hustota, teplota a frakcia. Taktiež sa počas experimentu nebude meniť sada lisovacích nástrojov. Variabilnými parametrami budú otáčky lisovacích nástrojov. Potom výstupné zaznamenávané hodnoty budú príkon motora, krútiaci moment a hodinový výkon lisu. Posledná kapitola sa venuje vyhodnoteniu experimentu.

           

DURDA T., POHOŘELÝ M., ŠYC M., SVOBODA K, KAMENÍKOVÁ P., JEREMIÁŠ M., PUNČOCHÁŘ M.
Vliv parciálního tlaku kyslíku ve spalovacím médiu na účinnost, emise a distribuci těžkých kovů při fluidním spalování kukuřičné slámy

Tato experimentální studie je zaměřena na spalování slámy kukuřice v reaktoru s bublinovou fluidní vrstvou. Cílem studie je porovnat vliv parciálního tlaku kyslíku ve spalovacím médiu (vzduch, vzduch obohacený kyslíkem, čistý kyslík – proces oxy-fuel) na účinnost spalovacího procesu, na emise nežádoucích polutantů (CO, NOx, SO2, N2O, tuhé znečišťující látky – TZL) a na distribuci těžkých kovů mezi jednotlivé výstupní proudy (ložový popel, cyklonový popílek, ulétavý popílek). Účinnost spalovacího procesu je porovnávána na základně chemického nedopalu (koncentrace CO ve spalinách) a mechanického nedopalu (obsah nedopalu v popelovinách).

          

HÁDKOVÁ K., VÁLEK R.   
Příprava membrán ve formě dutých vláken pro úpravu bioplynu

Bioplyn je možné na biomethan upravit pomocí membránové separace. Tento příspěvek přibližuje princip membránové separace, materiály vhodné pro separaci plynů, jejich vlastnosti a způsoby, jak je možné je zpracovat do membránových modulů. Je zde popsána také příprava dutých vláken, která jsou v současné době nejpoužívanější formou zpracování membrán právě v separaci plynů.

             

HAVLÍK J., DLOUHÝ T.      
Kondenzace brýdové páry ze sušení biomasy

Článek navazuje na problematiku kondenzace brýdové páry získané ze sušení biomasy a zabývá se procesem kondenzace směsi páry se vzduchem. Na kondenzačním výměníku navrženém pro napojení za kontaktní sušku na biomasu jsou provedeny experimenty nejprve s čistou párou a poté se směsí páry s různým obsahem přimíchaného vzduchu. Z nich je získána závislost kondenzačního součinitele přestupu tepla na obsahu vzduchu v parní směsi. Výsledky experimentu jsou porovnány s teoretickým řešením daného problému. Určení součinitele přestupu tepla vychází z Nusseltova modelu kondenzace čisté páry na svislé stěně s využitím analogie přestupu tepla a hmoty pro zohlednění chování vzduchu ve směsi  a s párou při její kondenzaci uvnitř svislých trubek . Výsledná závislost kondenzačního součinitele přestupu tepla na obsahu vzduchu v parní směsi získaná z experimentů a vybraných teoretických vztahů má obdobný průběh, hodnoty z experimentů vychází mírně vyšší. Potvrzen byl výrazný pokles součinitele přestupu tepla, který nastává již při velmi malých koncentracích vzduchu v brýdové páře.

         

HRDLIČKA J.
Trysky pro distributor vzduchu fluidního kotle v úpravě pro spalování biomasy

Příspěvek se zabývá problematikou teploty vrstvy v kotli se stacionární fluidní vrstvou při úpravě na (spolu-)spalování biomasy. Řešena je možnost snížení tepelného zatížení vrstvy změnou tlakové ztráty distributoru fluidačního vzduchu a následné možnosti zvětšení výšky fluidní vrstvy bez nutnosti zásahu do primárního vzduchového ventilátoru.

            

JÍLKOVÁ L., VRBOVÁ V., CIAHOTNÝ K.
Stanovení vnitřního povrchu adsorbentů vhodných k úpravě bioplynu

Adsorpční materiály se uplatňují v mnoha odvětvích, např. v medicíně, ochraně životního prostředí, potravinářství, farmaceutickém průmyslu, či při výrobě drahých kovů. K nejvýznamnějším adsorpčním materiálům patří uhlíkaté sorbenty a zeolity. Tyto materiály jsou používány především k čištění odpadních vod, úpravě odpadních plynů, čištění pracovního ovzduší, sušení vzduchu, při sanačních procesech apod. Jedním z procesů, ve kterých se adsorpce rovněž často využívá, je úprava bioplynu (odstraňování sirných sloučenin, siloxanů, vlhkosti, popř. odstranění oxidu uhličitého). Vhodný adsorpční materiál je vybírán podle následujících vlastností: adsorpční kapacita, selektivita sorbentu, specifický vnitřní povrch, distribuce pórů, schopnost regenerace nasyceného sorbentu a cena. Tento článek je zaměřen na stanovení vnitřního povrchu a distribuce pórů adsorbentů metodami BET a DFT.

            

KOZLOVÁ S., BURYAN P.  
Spoluspalování hnědého uhlí a biomasy. Počítejte s dalšími provozními náklady!

Uvedený příspěvek se zabývá tématem spoluspalování hnědého uhlí a různých typů biomasy ve fluidních kotlích. Samostatné kotle na biomasu a kotle na společné spalování (spoluspalování) uhlí s různými druhy biomasy jsou trendem dnešního dne. „Zelené bonusy“, snížení provozních nákladů na uhlí a šetření povolenek na vypouštění oxidu uhličitého jsou hlavními „tahouny“ pro provozovatele elektráren a tepláren při rozhodnutí o instalaci nových a převod stávajících kotlů a zařízení na spoluspalování. Uvedená studie uvádí výsledky experimentálních pokusů, které prokazují závislost kvality odsíření na druhu a množství přídavku biomasy.

První část příspěvku je věnována teorií odsíření ve fluidních kotlích. Experimentální část popisuje výzkumnou aparaturu a technologický postup při provedení experimentálních pokusů. V kapitole jsou uvedeny konkrétní údaje o chemickém složení použitého druhu uhlí, vápenců pro odsíření a vybraných druhů biomasy. V následující kapitole jsou uvedeny výsledky experimentů, závislosti odsiřovací schopnosti vápenců na množství a druhu přídavné biomasy v grafické podobě. Krom toho jsou popsané rozdíly mezi výsledky minulých prácí a novými poznatky. V závěru jsou zhodnoceny nové poznatky o vlivu spoluspalování hnědého uhlí s biomasou různých druhů a odlišnost těchto výsledků od předešlých prací.

          

KRACÍK P., ZACHAR M., COPEK T., POSPÍŠIL J. 
Teplotní pole na skrápěném trubkovém svazku

Na skrápěném trubkovém svazku může stékající kapalina vytvářet tři základní režimy. A to kapkový, sloupcový a listový. Vlivů na jednotlivé typy režimů a současně na přestup tepla je několik. Mimo velikosti průtoku skrápěcí kapaliny je to například průměr trubek, rozteč trubek trubkového svazku, či fyzikální stav skrápěcí kapaliny. V tomto článku jsou prezentovány změny teplotního pole na povrchu skrápěného trubkového svazku při změně průtoku skrápěcí kapaliny. Měření probíhala při atmosférickém tlaku na trubkovém svazku, který se skládá z deseti měděných trubek o průměru 12 milimetrů, s roztečí trubek 20 mm a zkoumané délce trubky jeden metr. Byl testován teplotní spád 15 / 40, kde 15°C měla skrápěcí kapalina na vstupu do distribuční trubky, která byla při stékání po výměníku ohřívána a 40°C měla skrápěná (topná) voda na vstupu do výměníku s konstantním průtokem cca 7.2 litrů za minutu. Testovaný průtok skrápěcí kapaliny se pohyboval v rozmezí cca 1,8 až 12,9 litrů za minutu. Po dílčích krocích průtoku byly pořízeny termovizní kamerou sekvence o 181 snímcích s frekvencí záznamu 30 Hz, které byly následně vyhodnoceny v programu Matlab.

              

KRIŽAN P., MATÚŠ M., BENIAK J., SVÁTEK M. 
Kvalita výliskov z biomasy v závislosti od spôsobu lisovania

Pre zabezpečenie výroby kvalitných výliskov z biomasy je nutné sa zaoberať vplyvmi rôznych faktorov, ktoré sú nezanedbateľnou súčasťou celej technologickej linky. Tieto faktory viac či menej ovplyvňujú výslednú kvalitu výliskov z biomasy. Jedným z faktorov je spôsob zhutňovania (lisovania) do formy tuhých výliskov. Popri rozvoji zhodnocovania biomasy do foriem tuhých biopalív sa rozvíjajú aj technické normy hodnotiace kvalitu takýchto biopalív. Pochopením zákonitostí jednotlivých spôsobov lisovania a správnou voľbou spôsobu lisovania, je možné vytvoriť vhodné podmienky pre vylisovanie kvalitných výliskov.

              

MATÚŠ M., KRIŽAN P., BENIAK J., ŠOOŠ L., BIATH P.  
Centrum výskumu spracovania tuhých organických odpadov

Trend neustále sa zvyšujúceho stupňa efektívneho využitia odpadov vedie k vyšším požiadavkám na výskum v tejto oblasti. Za týmto účelom bola na STU vybudovaná laboratórna linka pre výskum spracovania tuhého organického odpadu, ktorá je podrobne opísaná v tomto príspevku. Príspevok sa zaoberá projektom linky, technickou infraštruktúrou a jej softvérovým riadením. Vzhľadom na výskumný účel linky bol dôraz kladený predovšetkým na jej funkčnosť, variabilitu a modularitu. Komplexnosť vybudovanej linky zdôrazňuje tiež možnosť výroby rôznych druhov a tvarov tuhých biopalív (peliet a brikiet). Budované výskumné centrum zahŕňa tiež laboratórium na komplexnú kontrolu kvality produkovaných tuhých biopalív.

               

MOSKALÍK J., ŠNAJDÁREK L., POSPÍŠIL J.
Měření teploty tavení popelovin pomocí termo-gravimetrické analýzy

Výzkum je zaměřen na možnosti využití metod termické analýzy pro zjišťování charakteristických teplot tavení popelovin. Konkrétněji se zaměřuje na termo-gravimetrickou analýzu (TGA) zbytků po spalování alternativních paliv. Cílem je ověřit možnosti detekce fázových změn v popelovinách pomocí TGA a dopočítávaného DTA signálu (c-DTA). Výsledky experimentů budou porovnány s klasickými metodami měření teploty tavení popelovin, zejména s metodou měření v pozorovací peci.

               

OPATŘIL J., HRDLIČKA J.  
Přestup tepla ve stacionární fluidní vrstvě pro spalování biomasy

Pro účely návrhových výpočtů fluidních kotlů se stacionární bublinkovou vrstvou je nezbytné dojít ke spolehlivým výsledkům pro součinitele přestupu tepla z fluidní vrstvy do teplosměnné plochy. Článek uvádí dostupné korelace pro horizontální i vertikální plochy, které jsou následně porovnány pro inertní materiál keramzit a to v rozsahu běžných provozních podmínek stacionárních fluidních kotlů.

             

POHOŘELÝ M., SVOBODA K., SKOBLIA S., JEREMIÁŠ M., ŠYC M., KAMENÍKOVÁ P., PARSCHOVÁ H., CABÁKOVÁ G., ŠUSTR V., DURDA T., BEŇO Z., PUNČOCHÁŘ M.     
Vysokoteplotní čištění plynu pro SOFC

Příspěvek je zaměřen na seznámení čtenářů (posluchačů) se základy procesu zplyňování, dále s vysokoteplotními palivovými články s tuhým elektrolytem a zejména pak s problematikou vysokoteplotního čištění generátorového plynu vzniklého zplyněním dřevní i zemědělské biomasy a/nebo alternativních paliv (např. tuhého alternativního paliva) na úroveň vhodnou pro jeho využití ke kombinované výrobě tepla a elektrické energie ve vysokoteplotním palivovém článku s tuhým elektrolytem (SOFC).

              

SKOPEC P., HRDLIČKA J.
Vliv provozních parametrů fluidního kotle se stacionární fluidní vrstvou na tvorbu emisí SO2, NOx a CO při spalování hnědého uhlí

Příspěvek se zabývá vlivem provozních parametrů experimentálního fluidního kotle se stacionární fluidní vrstvou na tvorbu oxidů dusíku NOx, oxidu uhelnatého CO a redukci emisí oxidu siřičitého SO2 přímým přídavkem vápence do vrstvy. Sledovány byly vlivy koncentrace kyslíku ve fluidní vrstvě, teploty, rychlosti fluidace a vliv přívodu sekundárního vzduchu vyjádřený jako poměr mezi množstvím primárního a sekundárního vzduchu. Jako palivo bylo použité méně kvalitní hnědé uhlí s obsahem vody větším než 40% a s téměř 2% obsahem spalitelné síry v suchém stavu. Pro odsiřování byl použit vápenec s vysokou čistotou (téměř 99% CaCO3). Klíčovým parametrem ovlivňujícím tvorbu emisí je koncentrace kyslíku ve fluidní vrstvě. V případě redukce emisí oxidu siřičitého byla patrná ještě silná závislost na teplotě, kdy s teplotou vyšší než 870°C prudce klesá účinnost odsiřování. Vliv ostatních parametrů je méně významný.

              

SVÁTEK M., KRIŽAN P.      
Stanovenie vzájomného vplyvu lisovacej teploty a materiálových vlastností (vlhkosť a veľkosť frakcie) lisovaného materiálu na hustotu výliskov s využitím plochy ozvy

Cieľom príspevku je prezentovať výsledky výskumu – vplyv a vzájomnú interakciu vybraných parametrov zhutňovacieho procesu dubových pilín s využitím plochy ozvy. Hustota výliskov reprezentuje merateľný ukazovateľ kvality výliskov. Vo viacerých prípadoch (analýzach) je výsledná hustota posudzovaná číselnými hodnotami, ktoré sú predmetom skúmania podľa rôznych kritérií. Plocha ozvy vytvára samostatnú časť a možnosti jej hodnotenia. Trojdimenzionálne grafy vytvárajú plochu ozvy výslednej hustoty výliskov, ktorých body sú jednotlivé hodnoty hustôt pri určitých nastaveniach vybraných parametrov zhutňovacieho procesu. Prienikom jednotlivých plôch oziev s vybranými parametrami je možné optimalizovať tieto parametre s cieľom zvýšiť kvalitu výliskov. Zámerom tohto príspevku je prezentovať možnosť aplikácie tejto metódy pre optimalizáciu a analýzy vzájomných interakcií zhutňovacieho procesu.   

         

Nahoru