energetikai hasznosítása II.

Az előadások a következő témára: "energetikai hasznosítása II."— Előadás másolata:

1 energetikai hasznosítása II.
A biomassza energetikai hasznosítása II.

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

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

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

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

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

7 Tárcsás aprítók Mobil aprító

8 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

9 Pellet Ömlesztett sűrűség: 650 kg/m3. Nedvességtartalom: <8%.
Fűtőérték: MJ/kg. Átmérő: mm.

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

11 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.

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

13 Szalma pellet Bálabontás: Présgép felépítése: Préselés paraméterei:
Szálas szalma sűrűsége 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) °C – présfej hűtésével/fűtésével szabályozható Állandó nedvességtartalomra méretezve Adalékanyagok: max. 2% (pl.: kukoricaliszt, fenyőfakéreg, vinasz)

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

15 Dugattyús brikettáló felépítése

16 Komplett pelletüzem sémája

17 Logisztika kialakítása

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

19 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.

20 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%

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

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

23 Szalmatüzelés Átégetős (rostélyos) kazán

24 Szalmatüzelés Szabályozás a tüzelőanyag adagolásával

25 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.

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

27 Tárolás

28 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.

29 Napkollektorral kombinált fűtési rendszer

30 Villamosenergia-termelés gőzerőműben
Kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés η E+Q≈ %. Villamosenergia- termelés ηE ≈ %.

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

32 Keletkező anyagok Gázok Faszén Hamu Kátrány

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

34 Elgázosítás fajtái, keletkezett anyagok megoszlása

35 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 %.

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

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

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

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

40 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.

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

42 Elrendezési rajz