UNIVERZITET U TUZLI MAINSKI FAKULTET Odsjek: Mehatronika Predmet: Mehatronika u energetici

Seminarski radMONITORING KOD ELEKTRANA NA BIOPLIN , BIOMASU I GRADSKI OTPAD

Student: Kovaevi Mirnes

Profesor: Dr.Sc.Sandira Eljan, van.prof

UVOD Biomasu ine brojni, najrazliitiji proizvodi biljnog i ivotinjskog sveta kao to su grane, kora drveta i piljevina iz umarstva i drvne industrije, slama, kukuruzovina, stabljike suncokreta, kore od jabuka iz poljoprivrede, ivotinjski izmet i ostaci iz stoarstva, komunalni i industrijski otpad

Biomasa dolazi u: vrstom, tekuem (biodizel, bioetanol, biometanol) i plinovitom stanju (npr. bioplin, plin iz rasplinjavanja biomase, deponijski plin)

Ogrjevna mo biomase:

Drvo: 8,2 18,7 MJ/kg Biljni ostaci: 5,8 16,7 MJ/kg Biodizel: 37,2 MJ/l (nafta 42 MJ/l)

Bioetanol: 26,8 MJ/l Bioplin: 26 MJ/Nm3 (prirodni plin 34-38 MJ/Nm3)

Kumulativna CO2 neutralnost: ukoliko je godinje iskoritavanje mase jednako ili manje od godinjeg prirasta nove mase. Tada e emisija CO2 pri koritenju biti jednaka emisiji prifotosintezi te biomase.

Vrste biomase: 1. umska biomasa Ostaci i otpad iz drvne industrije, nastali redovitim gospodarenjem umama, prostorno i ogrjevno drvo. Zgunjavanje (briketiranje i peletiranje): smanjivanje volumena (radi transporta, automatizacije loenja)

2. Biomasa iz drvne industrije Ostaci i otpad pri piljenju, bruenju, blanjanju.Gorivo u vlastitim kotlovnicama, sirovina za proizvode, brikete... Jeftinije i kvalitetnije gorivo od umske biomase.

3. Poljoprivredna biomasa Ostatak pri uzgoju poljoprivrednih proizvoda za primarnu namjenu (prehrana ljudi i stoke, industrijsko bilje) jednogodinji i viegodinji nasadi Svojstva: heterogenost, niska ogrijevna mo, visok udio vlage

4. Energetski nasadi Biljke bogate uljem ili eerom, s velikom koliinom suhe tvari kao to su: - brzorastue drvee i kineske trske s godinjim prinosom od 17 tona po hektaru, - eukaliptus: 35 t suhe tvari, - zelene alge s prinosom od 50 tona po hektaru, - biljke bogate uljem ili eerom, Svojstva: Kratka ophodnja, veliki prinosi. Koritenje otpadnih voda, gnojiva i taloga.

5. Biomasa sa farmi ivotinja

Izmet ivotinja (anaerobna razgradnja u digestoru), spaljivanje leina (npr. peradarske farme). Bioplin: mjeavina - metana CH4 (40-75 %), - ugljinog dioksida CO2 (25-60 %) i - otprilike 2 % ostalih plinova (vodika H2,sumporovodika H2S, ugljikovog monoksida CO).

Bioplin je otprilike 20 % laki od zraka i bez mirisa je i boje. Temperatura zapaljenja mu je izmeu 650 i 750 C, a gori isto plavim plamenom. Njegova kalorijska vrijednost je oko 20 MJ/Nm3 i gori sa oko 60 %-om uinkovitou u konvenc. bioplinskoj pei

6. Biogoriva

Etanol (alkoholno gorivo) nastaje hidrolizom molekula kroba enzimima u eeru koji fermentira u alkohol (eerna trska, kukuruz, drvo, poljoprivredni ostaci). Biodizel nastaje esterifikacijom biljnih ulja s alkoholom (uljana repica, suncokret soja, otpadno jestivo ulje, loj)

Svojstva slina motornim gorivima (mijeanje ili upotreba u istom obliku)

Proizvodnja bioetanola iz kukuruza

150 mil. litara bioetanola godinje ~ 315 000 t zrna kukuruza godinje Potrebno oranicnih povrina (uvjet 8 t/ha): ~ 40 000 ha/godinje Proizvodnja biodizela, Infinita, panjolska Povrina 65 000 m2 Upoljava 75 osoba Kapacitet: 600 000 t biodizela godinje ~ 1 800 000 t zrna uljane repice Potrebno oranicnih povrina (uvjet 3 t/ha): ~ 600 000 ha/godinje

Bioplinsko postrojenje (Njemacka) - Osnovano 2007. - 330 kWel - Sirovina 10 000 t/god organskog otpada iz restorana, prehrambeni proizvodi s isteklim rokom trajanja - Elektricna i toplinska energija

7. Gradski otpad Zeleni dio recikliranog kunog otpada, biomasa iz parkova i vrtova, mulj iz kolektora otpadnih voda. Veliki investicijski trokovi, ali uz zbrinjavanje otpada ekoloki prihvatljivo!

Elektrane na biomasu i otpad

Svako termoenergetsko postrojenje sastoji se od 4 glavna dijela: kotla, turbine, kondenzatora i pumpe. Kod elektrana na biomasu i otpad specifino je da kao gorivo u kotao ulazi biomasa i otpad. U kotlu se dogaa proces izgaranja koji moemo podijeliti na: - izgaranje u fluidiziranom sloju - izgaranje na reetci. Tehnologija izgaranjem pretvara biomasu u toplinsku energiju, a iz nje se pomou odreenih strojeva pretvara u nekoliko oblika potrebne energije kao to su: elektrina energija, topli zrak, topla voda i para

Tehnologija izgaranja na reetci

Izgaranje se dogaa u kotlu u kojemu je smjetena reetka na kojoj se nalazi biomasa i otpad koji se sagorijeva. Izgaranje na reetki je stari proces slian izgaranju u fluidiziranom sloju uz razliku to fluidizirani sloj ima jednoliko i bolje izgaranje. Nedostatak izgaranja na reetci oituje se kod goriva nejednolike kvalitete i s visokim udjelom vlage kad postizanje ravnomjernog sagorijevanja predstavlja poseban problem Tehnologija izgaranja u fluidiziranom sloju

Izgaranje u fluidiziranom sloju izgaranjem pretvara biomasu u vrui granulirani sloj na pijesku. Ubrizgavanje zraka u taj sloj stvara turbulencije zraka koje pogoduju procesu izgaranja biomase. Tako stvorene turbulencije dolaze u potpuni kontakt s gorivom pospjeujui njegovo potpuno izgaranje. Osnovni nedostatak je visoka cijena, pa se ovi sustavi koriste obino za postrojenja vea od 5MW. Princip rada termoelektrane - toplane na slamu (u Danskoj)

Prethodno osuena slama se sprema u skladitu slame od kud se transportira do sjeckalice slame a zatim se usitnjeno sjeno odvodi u komoru za sagorjevanje koja ima vibraciono loite koje omoguava bolje izgaranje . Dimni plinovi nastali izgaranjem slame prenose toplinu na cijevi kroz koje struji voda te uslajed toga nastaje para koja odlazi u parnu turbinu, gdje se okretaji parne turbine prenose na generator koji proizvodi elektrinu energiju.

Naini sagorijevanja biomase

Rasplinjavanje je termohemijska pretvorba na visokoj temperaturi (i do 1400 C) uz ogranien dovod kisika a provodi se zbog toga da se povea efikasnost proizvodnje. Piroliza je razlaganje supstance pod uticajem visoke temperature bez uticaja drugih agenasa Oksidacija i redukcija su hemijske reakcije pri kojima tvar to se oksidira (otputa) elektrone, a tvar koja se reducira (prima) elektrone.

Prednosti koristenja biomase (privredni i ekoloski)

Privredni aspekti za koritenje biomase

cijene biomase - biomasa ima jako nisku gotovo zanamarljivu cijenu - cijena biomase za grijanje I proizvodnju elektrine energije je gotovo konkurentna cijeni fosilnih goriva - cijena etanola je na granici konkurentnosti - cijena biodizela je duplo skuplja od cijene obinog dizela , ali je ekoloka opravdanost biodizela viestruko vea poveanom eksploatacijom biomase javlja se potreba za veim brojem radnika koji e je proizvoditi I vriti njenu preradu,distribuciju,prodaju I sl. Ekoloki aspekti za koritenje biomase:

bio razgradivost biomase u tlu je izvrsna jer gotovo 95% materije biomase se razgradi za 28 dana. prilikom sagorjevanja biomase dobija se tzv. isti pepeo. u potpunosti je biomasa obnovljiv izvor energije sva ta biomasa ve postoji na planeti Zemlji I nije je potrebno stvarati , ve je treba samo planski iskoristiti , i pomoi joj u regeneraciji , to nije sluaj sa fosilnim gorivima. Nedostaci biomase:

manipulacioni i ekonomski problemi sa sakupljanjem, pakovanjem i skladitenjem biomase, periodinost nastanka biomase,10 mala zapreminska masa i toplotna moc biomase svedena na jedinicu zapremine, nepovoljan oblik i visoka vlanost biomase, ekonomske investicije postrojenja za sagorevanje biomase su znatna, itd.

Literatura: www.hr.wikipedia.org www.obnovljiviizvorienergije.rs www.mojaenergija.hr http://www.eihp.hr