Spalování biomasy2011, 2.př.

Biomasapro výrobu tepla Přednáška č.2 Termické procesy Procesy oxidativní Procesy reduktivní V reakčním prostoru je obsah kyslíku stechiometrický nebo vyšší
(nízkoteplotní a vysokoteplotní spalování), V reakčním prostoru je obsah kyslíku nulový nebo substechiometrický (pyrolýza a zplyňování). Stechiometrický objem suchého spalovacího vzduchu pro dokonalé spalování VVSmin = (22,39/0,2095) . (Cr/12,01 + Hr/4,032 + Sr/32,066 - Or/32,00) Spalování
Termická přeměna za dostatečného přístupu kyslíku.
Fáze – odpařování vody, uvolňování hořlavých plynů, spalování vzniklých plynů Spalování na roštu
Např. prohořívací kotle na dřevo, kotle na slámu Ovlivnění procesu hoření - řízení přívodu vzduchu (primární, sekundární, někdy i terciální) Spalování v hořácích Např. Kotle na pelety – retortové hořáky, šnekový dopravník,
i kotle na obilí (úprava retortového hořáku) Ovlivnění procesu hoření - řízení přívodu vzduchu (primární, sekundární) a přísunu paliva 1.Přísun paliva 11.Trysky primárního vzduchu 13.Ústí sekundárního vzduchu 9.Ventilátor Rošty pevné
s přemisťováním paliva Ve fluidní vrstvě Spalování v hořácích speciálních (na obilí), některé typy lze vestavět ke stávajícím kotlům na TP (uhlí) Spalování probíhá „ve vznosu“, hmota částic se chová jako kapalina. Dle tlaku jsou fluidní kotle
atmosférické
přetlakové
Dle vrstvy
se stacionární fluidní vrstvou
s cirkulující fluidní vrstvou (u kotle je cyklon) Drcené palivo, výkony v MW - teplárenství Zplyňování
Proces výroby spalitelného plynu bez, za omezeného přístupu vzduchu. U biomasy je teplota zplyňování 800-900oC. V oblasti teplot do 200°C dochází k sušení a tvorbě vodní páry fyzikálním odštěpením vody. V rozmezí teplot 200 až 500°C následuje oblast tzv. suché destilace. Zde nastává ve značné míře odštěpení bočních řetězců z vysokomolekulárních organických látek a přeměna makromolekulárních struktur na plynné a kapalné organické produkty a pevný uhlík. Ve fázi tvorby plynu v oblasti teplot 500 až 1200°C jsou produkty vzniklé suchou destilací dále štěpeny a transformovány. Přitom jak z pevného uhlíku, tak i z kapalných organických látek vznikají stabilní plyny, jako je H2, CO, CO2 a CH4. Plyn s nízkou výhřevností do 8 MJ/m3
Plyn se střední výhřevností 8-12 MJ/m3
Plyn s vysokou výhřevností 12-20 MJ/m3 Při nedokonalém spalování za omezeného přístupu vzduchu je produktem dřevoplyn s velkým obsahem dusíku a výhřevností 5-6 MJ/m3 (zplynující prostředí vzduch).
Pyrolytický plyn z kyslíkového prostředí 10 až 20 MJ/m3. Zplyňování dřeva za přístupu vzduchu – princip zplyňovacího zařízení – generátoru na dřevo (fáze sušení, pyrolýza, oxidace, redukce) souproudý protiproudý fluidní Levnější, plyn má více dehtu Dehet z pyrolytické zóny jde přes oxidační – a rozkládá se na lehčí uhlovodíky Vzniklý plyn obsahuje především
CO (25%),
H2 (20%),
CO2 (10%),
N2 (40%)
Z 1kg dřeva 1,5 až 2 m3 dřevoplynu Pyrolýza Rozklad (degradace) za nepřístupu okysličovadla (nebo jen velmi omezené množství). Z technologického hlediska lze pyrolýzní procesy dále rozdělit dle dosahované teploty na:
nízkoteplotní ( 500 až 800°C),
středněteplotní (800 až 1100°C),
vysokoteplotní (1100 až 2000°C). Produkty-plyn, kapalina, dřevěné uhlí Rychlá pyrolýza Jejím