energetikai hasznosítása II. A biomassza energetikai hasznosítása II.

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

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

Faapríték Sűrűség (ömlesztett): 200 - 400 kg/m3 Nedvességtartalom: 40%: nedves 20%: légszáraz (több hét szárítás után). Méretei: 1-10cm * 4 cm.

Faapríték kezelése Ömlesztve szállítható. Adagolás: Szállítócsiga, Szállítószalag, Pneumatikus szállító. Széleskörű hasznosítás különböző típusú kazánokban.

Tárcsás aprítók Mobil aprító

Dobos aprító 1. burkolat 2. rostatartó 3. késdob 4. fedlap 5. aprítókés 6. késdob csapágyazás 7. rugalmas felfüggesztésű felső adagoló-leszorító 8. Behúzóhenger 9. adagoló-leszorító forgáspont 10. rosta 11. ellenkés 12. támasz 13. tüskés behúzóhenger 14. behúzószalag meghajtóhenger 15. gumiheveder 16. támasztógörgő Dobos aprító

Pellet Ömlesztett sűrűség: 650 kg/m3. Nedvességtartalom: <8%. Fűtőérték: 17-19 MJ/kg. Átmérő: 3-25 mm.

Brikett Brikett sűrűség: 900 - 1300 kg/m3 Nedvességtartalom: <10% Fűtőérték: 17-19 MJ/kg Méret: > 50 mm

Tömörítés Tömöríthető alapanyagok: Tömörítést befolyásoló jellemzők: Erdészeti és faipari melléktermékek: Fűrészpor, Forgács, Apríték. Mezőgazdasági melléktermékek: Szalma és kukoricaszár. Ipari feldolgozás melléktermékei: Pl: napraforgóhéj. Tömörítést befolyásoló jellemzők: Apríték-nagyság, Sűrűség, Súrlódási tényező. Nedveség-tartalom, Összetétel.

Előkészítés: Kalapácsos utóaprító Kétrotoros kalapácsos aprító 1: forgórész kalapácsokkal 2: hornyolt törőlemezek

Szalma pellet Bálabontás: Présgép felépítése: Préselés paraméterei: Szálas szalma sűrűsége 60-80 kg/m3. Gravitációs hozzávezetés nem elegendő. Előtömörítő szerkezet (csiga). Présgép felépítése: Présfej, Tömörítést végző elemek (csiga/görgő/dugattyú), Préshüvely. Préselés paraméterei: 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

Komplett pelletüzem sémája

Logisztika kialakítása

3. Szilárd tüzelőanyagok 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).

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

Biomassza tüzeléstechnikai jellemzői Összetétel: C: 45-50% O: 40-45% H: 6% S: 0,02-0,1% Kevesebb égési levegő, kevesebb füstgáz Fűtőértéket alig növeli Lignit: 1-1,5 % Illóanyag: 70-85%

Tüzelési technológiák Szalmatüzelés. Hasábfa- és brikett-tüzelés. Apríték- és pellet-tüzelés.

Szalmabála-tüzelő berendezés kiszolgálása Előtároló létesítése (min. 1 napi tü.a.) Szállítás: homlokrakodó kötöttpályás rendszer Speciális bálabontó gépek

Szalmatüzelés Átégetős (rostélyos) kazán

Szalmatüzelés Szabályozás a tüzelőanyag adagolásával

Hasábfa és brikett tüzelés Egyedi, ill. kis teljesítményű központi fűtéshez – kályhák, kazánok, kandallók. Kényelem: tü.a. utánpótlás naponta egyszer, Automatikus szabályozás a légfelesleg-tényezővel. Környezetvédelem: Emisszió-szonda.

Pellet és apríték tüzelése Automatikus adagolás. Teljesítményszabályozás. Egyedi fűtéstől több MW-ig. Pellet: elsősorban egyedi fűtéshez, állandó minőség, nagy energiasűrűség, jól csomagolható.

Tárolás

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.

Napkollektorral kombinált fűtési rendszer

Villamosenergia-termelés gőzerőműben Kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés η E+Q≈ 60-85 %. Villamosenergia- termelés ηE ≈ 25-44 %.

4. Pirolízis - elgázosítás Izzó, parázsló biomassza Oxigén-szegény környezet

Keletkező anyagok Gázok Faszén Hamu Kátrány

Pirolízis-elgázosítás 200 °C, Oxigén nélkül, Endoterm, CO, CO2, szénhidrogének. Elgázosítás 500 °C, Gázosítók: O2, CO2, H2O, Keletkezik (szintézisgáz): CO, H2, CH4 .

Elgázosítás fajtái, keletkezett anyagok megoszlása

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 %.

Gáz tisztítása Hamu: Kátrány: CO2: Ciklon, Szűrő. Atmoszférikus mosással, Katalitikus leválasztóval. CO2: Nagy nyomáson lehet kimosatni.

Fixágyas elgázosítók Egyenáramú Ellenáramú 700-1200 °C 700-900°C Jól szabályozható Kevés kátrány Tü.a. minőségére kényes Ellenáramú 700-900°C Egyszerű, könnyen szabályozható Kátránytartalom sok tüzelőanyag gáz tüzelőanyag levegő gáz levegő

Fluidágyas elgázosító < 900 °C. Elgázosodás gyors és hatékony. Hőmérséklet jól szabályozható. Salak kezelhető. Tü.a. minőségére kevésbé érzékeny.

Légbefúvásos elgázosító 1500°C. Kísérleti stádiumban van. Nagyon kis szemcseméret szükséges. Szabályozása összetett. Kátránymentes. gáz Biomassza + levegő

Energetikai felhasználás Gáz halmazállapot előnye: kezelhetőség. Viszonylag új technológia: most kezd belépni a piacra; elsősorban decentralizált villamosenergia-termelésre: gázmotor, gázturbina -> kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés.

Faelgázosító kiserőmű folyamatábrája Hőveszteség 3528 kWth Gáztisztító és kondicionáló rendszer 3500 kWth 12600 MJ/h 2240 Nm3/h Elgázosító η≈80% Hamu, kátrány Gázmotor FBLD 480 612kWe Gázmotor FBLD 480 612kWe Primer levegő 1000 kg/h biomassza 10% nedvességtartalom 4410 kWth Szárító Füstgáz 700 kWth Kiadható hő (90 °C) 900 kWth

Elrendezési rajz