MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BIOMASSZA

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Megújuló energiaforrások
Advertisements

Szélkerék-erdők a világban és hazánkban
A LÉGKÖRI NYOMANYAGOK FORRÁSAI ÉS NYELŐI
Megújuló energiaforrások vizsgálata Biomassza
A gabona felhasználási lehetősége alternatív üzemanyag előállítására. Előadó: Vancsura József elnök Petőházi Tamás titkár.
Biogáz–előállítás, vidéki jövedelem-termelés
GÉP - MUNKA – ENERGIA - TELJESÍTMÉNY
GÉP - MUNKA – ENERGIA - TELJESÍTMÉNY
A magyar biogáz ipar helyzete és lehetőségei
Légköri erőforrások elmélet
Hulladékkezelés.
Megújuló energiaforrások.
A Föld energiagazdasága
A biomassza energetikai hasznosítása
A biomassza energetikai hasznosítása
A biomassza energetikai hasznosítása
Biomassza, biodízel, bioetanol és biogáz
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János Energetika I-II. energetikai BSc.
Energetika II. energetikai BSc szak (energetikai mérnök szak)
Aceton, butanol 2,3-butándiol
Természeti erőforrások védelme
2. AZ ENERGETIKA ALAPJAI.
KÖRNYEZETVÉDELEM A HULLADÉK.
Megújuló energiaforrások
SZIE Gödöllő GTK Agrár- és Regionális Gazdaságtani Intézet
Megújuló energiaforrások
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János Geotermikus energia és földhő hasznosítás.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Dr. Ősz János Energetika I-II. energetikai BSc.
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BIOMASSZA
energetikai hasznosítása III.
energetikai hasznosítása I.
Biogáz Tervezet Herkulesfalva március 01..
Készítette: Danyi Dániel
SZÉNHIDRÁTOK.
Jut is, marad is? Készítette: Vígh Hedvig
Hulladékokkal kapcsolatos környezeti problémák
Táplálékaink, mint energiaforrások és szervezetünk építőanyagai.
szakmai környezetvédelem megújuló energiák 1.
DDEK Mecski ErdészetBiomassza hasznosítás1 „Biomassza hatékony energetikai hasznosítása” Dél-Dunántúli Energetikai Klaszter Konferenciája Helyszíne: Pécs,
IV. RÉSZ NITRÁT MENTESÍTÉS, BIOGÁZ TERMELÉS.
Bioenergiák: biodiesel, alga olaj
A tartamos erdőgazdálkodás és a faenergetika optimális kapcsolata „A biomassza felhasználásának formái” Budapest, október 25. Jung László vezérigazgató-helyettes.
Környezettan Előadás Ajánlott irodalom:
Környezettechnika Levegőtisztaság-védelem
Környezetvédelem.
Vértesi Erőmű átállítása szénről biomassza tüzelésűre
Energiatermelés és környezet
Fejlesztési javaslat SOLVERS Budapest,
Biogáz (másodlagos feldolgozás). Alapanyag: minden természetes eredetű szervesanyag (trágya, zöld növényi részek, hulladék, állati eredetű szennyvíz iszap)
A biomassza energetikai értékelése Dr. Büki Gergely Energiapolitika 2000 Társulat június 11.
Bioenergia, megújuló nyersanyagok, zöldkémia Új Energiaforrások.
A faelgázosítás és pellet technológia a gyakorlatban Zsófi János Megújuló Energiaforrás Energetikus Zsófi Team Kft.
Táplálkozási kapcsolatok
1. témakör Energetika 1. rész DR. ŐSZ JÁNOS ÁBRASOROZATA.
Biogáz (másodlagos feldolgozás). Alapanyag: minden természetes eredetű szervesanyag (trágya, zöld növényi részek, hulladék, állati eredetű szennyvíz.
1 III. GREENNOVÁCIÓS NAGYDÍJ PÁLYÁZAT Nevezés kategóriája: Greennovatív gyártó, termelő Pályázati anyag címe: Biomassza kazánokkal a fenntartható termelésért.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék ENERGETIKA ENERGETIKA TUDOMÁNYA FAZEKAS ANDRÁS.
Agrár-környezetgazdálkodás Állattenyésztés környezeti hatásai.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék ENERGETIKA ENERGIAELLÁTÁS FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN.
Szántóföldi melléktermékek értéke Dr. Tóth Zoltán egyetemi docens Pannon Egyetem Georgikon Kar Növénytermesztéstani és Talajtani Tanszék.
1 Energia és környezet Az energiafelhasználás hatása a levegőkörnyezetre és a környezet hatása az energiafelhasználásra Dr. Gács Iván egyéni vállalkozó.
1 Energiatermelés és környezet Az energiafelhasználás hatása a levegőkörnyezetre és a környezet hatása az energiatermelésre Dr. Gács Iván egyéni vállalkozó.
Biogáz – a legemberibb megújuló energia
Keményítőiparok (kukorica, burgonya, búza) Cukorgyártás
FAZEKAS ANDRÁS ISTVÁN PhD c. egyetemi docens
A geoszférák környezeti problémái
Bioenergia 3_etanol (fajlagosok)
Bioenergia, megújuló nyersanyagok, zöldkémia
Előadás másolata:

MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BIOMASSZA Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BIOMASSZA Kaszás Csilla kaszas@energia.bme.hu D203/B

Ütemterv Biomassza eredete, csoportosítása, hasznosításának lehetőségei Biomassza energetikai hasznosítása Szilárd biomassza előkészítés, tüzelés Pirolízis, elgázosítás Anaerob fermentáció Bioüzemanyagok

A biomassza definíciója biológiai eredetű szervesanyag-tömeg, a szárazföldön és vízben található élő és nemrég elhalt szervezetek (növények, állatok, mikroorganizmusok) testtömege; biotechnológiai iparok termékei; és a különböző transzformálók (ember, állatok, feldolgozó iparok stb.) összes biológiai eredetű terméke, mellékterméke, hulladéka.

Csoportosítás Elsődleges biomassza: a növényi fotoszintézis által előállított szervesanyag; a természetes vegetáció, a szántóföldi és kertészeti növények, az erdő, a rét és legelő, a vízben élő növények. Másodlagos biomassza: állatvilág, gazdasági haszonállatok összessége, továbbá az állattenyésztés főtermékei, melléktermékei és hulladékai. Harmadlagos biomassza: biológiai eredetű anyagokat felhasználó ipar melléktermékei, hulladékai, települések szerves eredetű szilárd és folyékony hulladékai, biotechnológiát alkalmazó ipar egyes melléktermékei.

Biomassza eredet Fotoszintézis C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O légkör napfény légkör Glükóz (szőlőcukor) répacukor, keményítő, cellulóz zsírok, fehérjék

Karbon-ciklus Vízben oldott CO2 Légköri CO2 Lebontók Ipar Növények Fosszíliák Ipar Állatok Lebontók

Biomassza hasznosítása Élelmiszeripar Könnyűipar Ruházat Papír Bútor …stb. Energetika Mechanikai energia /közlekedés/ Hő Villamos energia (+ hő).

Biomassza energetikai hasznosításának folyamata Előállítás, keletkezés Begyűjtés, szállítás, tárolás, előkészítés Feldolgozás: szek. en.h. előállítása Hő Vill.en. Üzemanyag

Biomassza energetikai hasznosítása Aprítás Bálázás Préselés Alkoholos fermentáció Pirolízis Anaerob fermentáció Kazán, gőzerőmű Üzemanyag Gázmotor Szilárd Folyékony Gáz

Lehetőségek, korlátok Paradigma-váltás: fogyasztói helyett fenntartható társadalom. Elsődleges az élelmiszer-termelés. Biomassza-felesleg és hulladék-újrahasznosítás mellett ártalmatlanítás: energetikai hasznosítás. Lokális energiaigény: 30 km-es körzeten belül (MHü [biomassza]<0,5MHü [üzemanyag]), különböző gazdasági területek kooperációja Ellátásbiztonság: Hazai forrás, földgáz-kiváltás.

Alkalmazkodjunk a helyi lehetőségekhez, adottságokhoz!

Magyarországi alapanyagok Tűzifa (max. 1,5-1,8 Mt/év). Mezőgazdasági és erdészeti maradékok. Energianövények. Szerves melléktermékek (trágya, faipari maradék). Szerves hulladékok (élelmiszeripari maradék, szennyvíz-iszap, kommunális hulladék).

Eltüzelhető biomassza Tüzeléstechnikai jellemzők, magyarországi potenciálja, begyűjtése, előkészítése, tüzelése

C + H + S + O + N + A + HOH = 1 Elemi összetétel DIN MSZ C Ct karbontartalom kg/kg H Ht hidrogéntartalom kg/kg S St kéntartalom kg/kg O O oxigéntartalom kg/kg N N nitrogéntartalom kg/kg A A hamutartalom kg/kg HOH Wt nedvességtartalom kg/kg C + H + S + O + N + A + HOH = 1

(numerikus adatok: finn tőzeg) Elemi összetétel (numerikus adatok: finn tőzeg)

Oroszlányi tüzelőanyagok elemi analízise HHV [MJ/kg] C [m%] H S w a O+N illó Szén 12,1 30,96 2,59 3,82 13,92 39,88 8,83 28,00 Fa 12,4 33,01 3,60 0,01 33,95 1,50 27,93 54,55 Szálas biomassza 15,8 40,13 4,52 0,05 14,05 5,02 36,23 66,37 Szemes biomassza 39,17 4,23 0,12 17,03 7,27 32,18 62,68 O/µo [%] Szén 7,91 Fa 31,04 Szálas biomassza 33,07 Szemes biomassza 29,80 N [m%] Szén 0,75-1,2 Fa <0,5 Szálas biomassza 0,5-1,2 Szemes biomassza 0,5-0,7

Van Krevelen-diagram

Szilárd tüzelőanyagok jellemző fűtőértékei fűrészpor, faapríték: 8-12 5 10 15 20 25 30 35 antracit: 32-36 feketekőszén: 20-32 barnaszén: 15-20 (Mátra: 6,9) lignit: 5-10 rönk fa: 8-13 dióhéj: 18-20 korpa: 16-17 árpahéj: 14-15 kukoricacsutka darálék: 14-16 szalma szecska: 12-15 fűtőérték, MJ/kg napraforgómag héj: 15-17

Energianövény (salix) laboratóriumi elemzési adatai: Ctd Htd Std Od Nd Ad Wt Qsd Qid gC,wf gH,wf gS,wf gO,wf gN,wf gA,wf gHOH Ho,wf Hu,wf MJ/kg 47,36% 5,51% 0,10% 43,8% 0,82% 2,40% 43,1% 20,374 19,171 8 9 10 11 12 13 14 15 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% nedvességtartalom, kg/kg fűtőérték, MJ/kg

Tüzeléstechnikai jellemzők (Oroszlányi tüzelőanyagok) Biomassza: C: 33-45% O: 28-36% H: 3,6-4,5% S: 0,01-0,1% h: 1,5-7% n: 14-34% Illó anyag: 70-85% Szén: C: 31% O: 8% H: 2,6% S: 3,8% h: 40% n: 13% Illó anyag: 28-35%

Tüzeléstechnikai jellemzők Összetétel: Szénhidrátok: 60-80 % illó, faszén: 40-20 %. Nedvesség-tartalom (abszolút (össztömegre), relatív (szárazanyagra): fa 30-40 %, mezőgazdasági melléktermékek: 10-15 %. Hamutartalom fa: 1-3 %, mezőgazdasági melléktermékek: 3-5 %, Kis lágyulási hőmérsékletek (300-700 oC). Káros anyagok: S: <1-2 %, Cl. Sűrűség. Halmazállapot.

Strukturális tulajdonságok Fa és mezőgazdasági melléktermékek legnagyobb részét a növények vázanyagai (sejtfal-komponensei) alkotják Ezek közül a biomasszák jellemzése szempontjából a cellulóz, a hemicellulóz és a lignin a legfontosabbak A vázanyagok mellett kisebb mennyiségben egyéb anyagok is megtalálhatók a biomasszákban (pl.: sók, olajok), amelyeket rendszerint valamilyen oldószer segítségével ki lehet vonni az anyagból, ezért ezek összességét extraktanyagnak szokás nevezni A lignin, a hemicellulóz és az extraktívok kémiai felépítésében és tulajdonságaiban a különféle biomasszák között lényeges különbségek lehetnek! (A cellulóz és a hemicellulóz homopoliszacharidok, azaz azonos monoszacharid egységekből felépülő poliszacharidok.)

Strukturális tulajdonságok Cellulóz: a növényvilágban a legnagyobb mennyiségben előforduló szerves vegyület magasabb rendű növényekben a vázanyag szerepét tölti be: a cellulózmolekulákból álló szálak hálózata határozza meg a sejtfalak alapszerkezetét nagyjából 7000 alfa-D-glükóz egységből áll

Strukturális tulajdonságok Hemicellulóz: azon poliszacharidok gyűjtőneve, amelyek a cellulózon kívül részt vesznek a sejtfal felépítésében kémiai felépítésük hasonló a cellulózéhoz, azonban a fonalak lényegesen rövidebbek (kb.: 150 monomerből állnak) és a láncok gyakran elágaznak a hemicellulózok közé sorolunk minden olyan cellulóz felépítésű poliszacharidot is, amelyek lényegesen kisebb molekulatömegűek, mint a cellulóz a hemicellulózok kémiai ellenállóképessége kisebb, mint a cellulózé az élő növényben is képesek lebomlani, ezért tartalék tápanyagot is jelentenek az elfásodás során épülnek a sejtfalba

Strukturális tulajdonságok Lignin: a sejtfal cellulózból és hemicellulózból felépülő rácsszerkezetének molekuláris méretű üregeibe rakódik be a sejtfal mechanikai ellenállóképességét növeli a lignin is gyűjtőnév, amely a fának vagy az elfásodott növényi részeknek azt a vázanyagát jelenti, amely aromás egységekből épül fel a különféle biomasszákban található lignin más és más felépítésű lehet, de felfedezhetők bennük szerkezeti hasonlóságok a lignin szerkezetének felderítését megnehezíti, hogy a polimert át- meg átszövi a cellulóz és a hemicellulóz

Strukturális tulajdonságok extraktívok [%] lignin glükán1 hemicellulóz hamu összesen Fa 2,2 23,8 45,1 23,0 1,4 95,5 Szálas biomassza 5,9 18,2 39,6 23,6 7,2 94,5 Szemes biomassza 8,1 7,9 51,7 14,5 8,7 90,9 1: cellulóz és keményítő A hiányzó néhány %-ot a fehérjetartalom, valamint az alkalmazott módszerekkel nem meghatározható, nehezebben mérhető komponensek (pl.: alkoholban nem oldódó extraktív anyagok, savban oldódó lignin) alkotják.

Strukturális tulajdonságok Alkotók tüzeléstechnikai jellemzői: hevítés hatására először a hemicellulóz, majd magasabb hőmérsékleten a cellulóz indul bomlásnak a bomlási csúcsok nem mindig különíthetők el, mivel már a minta alacsony káliumtartalma (0,5 wt%) is képes a cellulóz bomlását a hemicellulóz bomlására jellemző hőmérséklettartományba tolni a minta káliumtartalma a bomlástermékek összetételére is hatással van: a szénhidrátok tipikus bomlástermékének, a levoglükozánnak a mennyisége már alacsony káliumtartalom mellett is csak a töredéke lesz a káliummentes minta esetén tapasztalható értéknek a lignin bomlása szélesebb hőmérséklettartományban, lassabban zajlik, ezért nem különíthető el a cellulóz és hemicellulóz bomlásától

TG-MS analízis INERT OXIDATÍV Szálas anyag T, TG és DTG görbéi inert és oxidatív atmoszférában

TG-MS analysis of the fuel in inert atmosphere G, % DTG (56% total) d/dt G, % DTG (56% total) H2O (18% total) CO2 (6% total) H2 (0.3% total) CO (6% total) intensity (arbitrary units) Heating up program after drying: 40°C/min up to 860°C; sample: 5T1

TG-MS analízis Aldehidek és metoxi-csoport fa mintánál Aldehidek és metoxi-csoport szemes mintánál

Égési folyamatok: 1. felmelegedés (<100°C); 2. száradás (100-150 °C); 3. pirolitikus bomlás (150-230°C; CO, CmHn); 4. folyékony és szilárd anyagok elgázosodása (primer levegő + pirolízisgáz, 230-500 °C); 5. szén elgázosodása (vízgőz, CO2 segítségével, 500-700 °C); 6. éghető gázok oxidációja (szekunder levegő, 700-1400 °C).

Az égés folyamata (szilárd tüzelőanyag esetén) felmelegedés koksz C H x y hamu CO 2 víz O felmelegedés száradás, pirolízis (drying, devolatilization or pyrolysis) a koksz égése (char combustion) gázreakciók (gasreactions) NO NH 3 (heating)

Tökéletlen égés Tökéletlen égés miatti kibocsátás: CO, C (korom), CmHn, Elégetlen részecskék. Megelőzhető: Min. 800 °C, Légfelesleg tényező: > 1,5 Égési zónában töltött idő > 0,5 s.

Cellulózalapú biomassza-források Erdészeti melléktermékek Energiaültetvények Nyár Fűz Energiafű … Mezőgazdasági melléktermékek Szalma Kukoricaszár Napraforgószár Venyige Gyümölcsfa nyesedék …

Hazai biomassza potenciál Mezőgazdaság összesen 46 443 000 t ebből gabonafélék 34 287 000 t Erdőgazdálkodás összesen 7 942 000 t ebből fakitermelés 4 152 000 t Elsődleges biomassza összesen 54 385 000 t A mezőgazdaságban keletkezett biomasszából Főtermék 22 114 000 t Melléktermék 24 329 000 t A mezőgazdaságban keletkezett melléktermékekből Takarmányozásra kerül 5,1 % Alom 6,9 % Tüzelő 3,2 % Gyökér és tarlómaradvány 15,8 % Földeken marad 63,3 % Egyéb 5,7 % Az erdőgazdaságban keletkezett biomasszából 6 733 000 t 1 209 000 t Az erdőgazdálkodásból származó fő- és melléktermékek egy része hasznosítható energetikai célra. A mezőgazdasági melléktermékekből földeken maradó biomassza tömeg Talajerő visszapótlásra ???? % és Energetikai felhasználásra 1-???? % Forrás: Barótfi

Egyes növénykultúrák esetében a fő- és melléktermékek tömegaránya Forrás: Barótfi

Magyarország földterülete művelési ágak szerint 2007 [ezer ha]

Erdészeti és faipari melléktermékek   Széleskörűen használt megújuló energiaforrás; Infrastruktúra már kiépítve; Természetes források rendelkezésre állnak; Az erdészeti hulladékok begyűjtése csökkenti az erdőtűz kockázatát. Túl drága lehet, mert a biomassza-tüzelésre átállított nagyerőművek felverik az árakat; Magyarországon korlátozott mennyiségben áll rendelkezésre. 

Erdészeti biomassza [millió m3/év]

Mezőgazdasági melléktermékek Hosszútávon feltételezhetően olcsóbb az erdészeti melléktermékeknél. Újabb bevételi forrást jelent a mezőgazdaságnak – jelenleg ezen anyagok jórészét beszántják, elégetik vagy kint hagyják. A jelenlegi arató berendezések és tároló rendszerek nem mindig megfelelőek (kukoricaszár). Vitatott, mekkora talajerő-utánpótlás szükséges. Hamutartalom

Mezőgazdasági melléktermékek kalkulált hazai potenciálja Bálás szalma Kukorica- szár Csutka Napraforgószár Venyige Termelés [Mt/év] 4,5 – 7,5 10 – 13 1 – 1,2 0,4 - 1 1 – 1,3 Eltüzelhető mennyiség [Mt/év] 1,5 - 2 3 - 4 0,4 – 0,6 0,3 – 0,4 0,5 – 0,7 Nedvesség [%] 10 - 20 40 - 65 30 - 40 30 - 35 30 – 45 Fűtőérték [MJ/kg, ω=18%] 13,5 13 11,5 14,8

Energiaültetvények Gyengébb minőségű talajok is hasznosíthatók, Nagyobb a fajlagos biomassza-termelés mint mezőgazdasági melléktermékeknél, Kizárólag energiatermelés céljára létesül, Megakadályozza a talaj erózióját, Összekapcsolható pl. szennyvíz-iszap ártalmatlanításával is. Évekbe telik míg eléri a maximális hozamot, Nagy a területigény – egyes fajták 3 évente takaríthatóak be.  

Az „ideális” energianövény Talajhoz és klímához illesztett növény. Betegségekkel, kártevőkkel szemben ellenálló. Nagy hozam [t/ha.év] Nagy fűtőérték. Kis nedvesség-tartalom. Ne a növényhez keressünk telepítési helyet, hanem a potenciális helyhez a megfelelő növényt!

Szilárd, eltüzelhető biomassza előkészítése Feldolgozás energiaigénye/ biomassza energiatartalma Szalmabála Hasábfa 0,1 % Faapríték 0,5 % Pellet 2 % Brikett 2 %

Bálázás Betakarítás folyamata Alkalmazás: Kombájn Nagybálázó (kör vagy szögletes) Bálaszállító kocsi Fedett kazal Homlokrakodó Alkalmazás: Szalma Lágyszárú enegiaültetvények

Szalmabála Sűrűség: 80 – 160 kg/m3. Nedvességtartalom: 20%. Fűtőérték: 13,5 MJ/kg. Méretei (bálázó típusától függően): 1,5 * 1,5 * 2,4 m.

Hasábfa előkészítése Nedvességtartalom: <20% (2 év tárolás). Fűtőérték: 15-20 MJ/kg. Hossz egységesíthető: 25-50 cm. Energiaigénye csekély Tüzelése nehezen automatizálható. rönkhasító

Aprítás Alkalmazás: Egyik elterjedt típus: tárcsás aprító Fás szárú energiaültetvények Erdészeti melléktermékek Gyümölcsfanyesedék, venyige, kukoricaszár Egyik elterjedt típus: tárcsás aprító

Faapríték Sűrűség (ömlesztett) : 200 - 400 kg/m3 Nedvességtartalom: 40%: nedves 15-20%: légszáraz (több hét száradás után) Méretei: 1-10cm * 4 cm Ömlesztve szállítható Adagolás: Szállítócsiga Szállítószalag Pneumatikus szállító Széleskörű hasznosítás különböző típusú kazánokban (pellettüzeléshez hasonló)

Préselés – pellet, brikett Alapanyagok: Erdészeti és faipari melléktermékek: Fűrészpor Forgács Apríték Mezőgazdasági melléktermékek: Szalma és kukoricaszár Ipari feldolgozás melléktermékei: Pl: napraforgóhéj Tömörítést befolyásoló jellemzők Aprítéknagyság Sűrűség Súrlódási tényező Nedveségtartalom Összetétel

Préselés Présgép általános felépítése: Nyomás: > 100 kPa Présfej Tömörítést végző elemek (csiga/görgő/dugattyú) Préshüvely Nyomás: > 100 kPa Hőmérséklet: (a nyomás következtében) 80-150 °C – présfej hűtésével/fűtésével szabályozható Állandó nedvességtartalomra méretezve Adalékanyagok: max. 2% pl.: kukoricaliszt, fenyőfakéreg, vinasz

Pelletizáló felépítése kétgörgős gyűrűs matricával dolgozó prés 1. pelletizálandó anyag; 2. gyűrűs matrica présfuratokkal; 3. vágókések

Dugattyús brikettáló felépítése

Szilárd biomassza tüzelése - elsősorban fűtési célokra

Fűtési stratégia Hőigények felmérése Önállóan vagy kooperálva? fogyasztói igények, lehetőségek Párhuzamos rendszer Soros rendszer t t

Kandallók Zárt kandalló Nyitott kandalló Sugárzás és konv. 5-10 kW Hatásfok: 40% 400°C Nyitott kandalló Elsősorban hangulati elem Sugárzásos hőátadás Fűtött terület korlátozott 1-3 kW Hatásfok <20% Tüzifa, brikett 180°C Égési levegő a helyiségből

Pellettüzelésű kályha Kemence Pellettüzelésű kályha Fatüzelésű kályha Sugárzás+konvekció (+ vizes hőcserélő) 3-15kW Nagy hőtároló kapacitás Szomszédos helyiségeket is fűti Automatizált (akár távirányítható) Belső tü.a.-tároló

Faelgázosító kazán Külön helyiségben Térfűtés+hmv 5-150kW <90% Tüzifa, brikett Akár fele terhelésen is viszonylag kedvező hatásfokkal üzemeltethető

Központi pelletkazán 5-35kW Automatikus adagolás, teljesítményszabályozás

Pellet-betáplálás Alsó: Oldalsó: Felső: A tüzelőanyag mennyisége „önmagát szabályozza”; Visszagyulladás veszélye fennáll; Nehézkesen szabályozható. Oldalsó: Gyors szabályozhatóság; Inhomogén tűzágy, pellet gyakran lepotyog a hamuval. Felső: Visszagyulladás veszélye nem áll fenn; Homogén tűzágy, jó kiégés; Pellet-szint monitoringja a tűztérben nehézkes.

Pellet tárolása

Biztonság Tűzálló, szilárd alapozás Tartani az előírt távolságot Alaposan szigetelt épületeknél mesterséges levegő-utánpótlás Kémény Megfelelő átmérő Egy vagy több berendezéshez tartozik – ha utóbbi, üzemeltethető-e együtt a két rákötött berendezés Bélése: szigetelt, tűzálló, nedvességálló

Napkollektorral kombinált fűtésrenszer

Biomassza-tüzelés erőművekben Fatüzelésre átállt hőerőművek: Pécsi Erőmű – 49 MWe, 330 000 t/év Kazincbarcikai Erőmű – 30 MWe, 200 000 t/év Ajkai Erőmű – 20 MWe, 192 000 t/év Vegyes tüzelésű hőerőművek: Vértesi Erőmű – 240 MWe, 30-60% Mátrai Erőmű – 950 MWe, 10% Tiszapalkonyai Erőmű – 200 MWe, ?%

Távhő Távhőtermelés Hő- és villamosenergia-termelés Szigetvár – 2 MWth, 2 200 t/év Mátészalka – 5 MWth, 6 000 t/év Papkeszi – 5 MWth, 6 000 t/év Körmend – 5 MWth, 6 000 t/év Szombathely – 7 MWth, 8 000 t/év Hő- és villamosenergia-termelés Balassagyarmat – 2 MWe, 12 000 t/év Szentendre – 2 MWe (?), 20 000 t/év

Hulladékégetés Elsősorban ártalmatlanítás a feladat Égés során a hulladék mérete, súlya csökken: könnyebben tárolható Kórokozókat elpusztítja Energiatermelés másodlagos Másodlagos környezetszennyezés

Gázosítás

Termikus bomlás Pirolízis Elgázosítás 200 °C fölött Oxigén nélkül Endoterm Keletkezik: CO, CO2, szénhidrogének Elgázosítás 500 °C fölött Gázosítók: O2, CO2, H2O Exoterm Keletkezik: CO, H2, CH4

2.2. Elgázosítás felmelegedés (450 – 600 °C), száradás, pirolízis léghiányos környezetben → CO, H2, CH4, kátrány, CO2, H2O (szintézisgáz) koksz konverzió (700 – 1200 °C): a visszamaradó koksz karbonja oxigénnel reagál → + CO Az eredetei biomassza energiatartalmának 70-80%-át tartalmazza a keletkező gáz. Gázmotorban, gázturbinában villamos energiává alakítható, de: kátrány!!! A metanol gyártásnak is alapanyaga. Tovább tisztítható (kátrány, CO2, SOX kivonás).

Gázosítók típusai Milyen közeggel gázosítunk? Levegő: 5-6 MJ/kg LHV, 50 tf% nitrogén Oxigén: 15 MJ/kg LHV (földgáz:50 MJ/kgLHV) Milyen módon kerül kapcsolatba egymással a gázosító közeg és a tüzelőanyag? Kihordott ágyas Fluidágyas Fix- vagy mozgóágyas Egyéb

Elméleti háttér Egy tipikus gázosítóban az alábbi fiziko-kémiai folyamatok játszódnak le: Száradás (>150 °C) Pirolízis (illók távozása) (150-700 °C) Égés (700-1500 °C) Redukció (800-1100 °C) A száradás, pirolízis és redukció folyamatai az égés, mint egyedüli exoterm reakció, által termelt hőt abszorbeálják A pirolízis elkülöníti a vízgőzt, szerves folyadékokat és nem kondenzálódó gázokat a tüzelőanyag fixkarbonjától Az égés a tüzelőanyag alkotóinak oxidációs folyamata, melyet intenzív hőfejlődés kísér Az égéstermékeket a különböző endoterm gázosító reakciók alakítják (redukálják) éghető gázokká

Feláramló rendszerű fixágyas gázosító

Kémiai reakciók ÉGÉS: C + O2 = CO2 + 393,77 kJ/mol karbon H2 + 0,5 O2 = H2O + 742 kJ/mol H2 GÁZOSÍTÁS: Víz-gáz reakció: C + H2O = H2 + CO – 131,38 kJ/mol karbon Boudouard reakció: CO2 + C = 2CO – 172,58 kJ/mol karbon „Shift” konverzió: CO + H2O = CO2 + H2 – 41,98 kJ/mol Metánképzés: C + 2H2 = CH4 + 74,90 kJ/mol karbon

Gázkihozatal összetétele A gázosítóból kinyert gáz összetétele függ: Tüzelőanyag összetétel Gázosító közeg Működési nyomás Hőmérséklet Tüzelőanyag nedvességtartalma A reagensek kapcsolatba hozásának módja a gázosítón belül

Keletkező anyagok Gázok Faszén Hamu Kátrány

Keletkező anyagok halmazállapotának megoszlása az elgázosítás hőmérsékletének és sebességének függvényében

Környezeti levegő: [5 MJ/Nm3] Tiszta oxigén: [10 MJ/Nm3] Gázösszetétel (V/V) Környezeti levegő: [5 MJ/Nm3] CO: 16 %, H2: 24 %, CH4: 2 %, CO2: 16 %, N2: 42 %. Tiszta oxigén: [10 MJ/Nm3] CO: 28 %, H2: 41 %, CH4: 3 %, CO2: 28 %.