ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY A TŘÍDĚNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU S KOGENERACÍ POMOCÍ TURBOSOUSTROJÍ

ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY A TŘÍDĚNÉHO KOMUNÁLNÍHO

ODPADU S KOGENERACÍ POMOCÍ TURBOSOUSTROJÍ

Marek Baláš, Martin Lisý, Zdeněk Skála,Miloš Jelínek

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚATEKO a.s., HRADEC KRÁLOVÉ

TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠMAREK BALÁŠ

ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY A TŘÍDĚNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU S KOGENERACÍ POMOCÍ TURBOSOUSTROJÍ

Zplyňování biomasyZplyňování biomasy

Termochemická konverze organické hmoty na plynTermochemická konverze organické hmoty na plyn

Zplyňování Zplyňování fluidní fluidní v pevném loživ pevném loži

Výhřevnost plynu Výhřevnost plynu závisí na použitém palivu a zplyňovacím mediuzávisí na použitém palivu a zplyňovacím mediu

Spalitelné složky Spalitelné složky CO, HCO, H22, C, CxxHHyy

Nežádoucí příměsi Nežádoucí příměsi dehet, sloučeniny S, Cl, Fdehet, sloučeniny S, Cl, F





Energetické využití plynuEnergetické využití plynu Přímé spalování v hořácíchPřímé spalování v hořácích Spalovací motorSpalovací motor Plynová turbínaPlynová turbína Palivové článkyPalivové články

Technologie Dehet Tuhé částice Sloučeniny síry Alkálie

Přímé spalování bez omezení

Plynová turbína 0 ppm < 1–10 ppm < 1 ppm < 1 ppm

Palivový článek 0 ppm <100 ppm <1 ppm < 1–10 ppm

Spalovací motor

< 50–

100 mg/m3n

< 50 mg/m3n

100–200 mg/m3

n–

Nutnost čištění plynu



Projekt

Zplyňování biomasy a tříděného odpadu s výrobou elektrické energie pomocí

turbosoustrojí Řešitelé

ATEKO Hradec Králové VŠCHT v Praze VŠB Ostrava PBS Velká Bíteš

Cíl projektu výstavba jednotky zplyňující biomasu a odpady s

výrobou elektrické energie pomocí mikroturbíny





Zplyňovací komora GEMOSZplyňovací komora GEMOS





Dispoziční řešení jednotkyDispoziční řešení jednotky



Energetická bilanceEnergetická bilancea) vstup spalin z komoryb) mísení spalin a vzduchuc) výstup směsi do EKAd) přívod vzduchu z turbínye) vstup vzd. od kompresoruf) výstup vzduchu na MT

optimalizace 1 optimalizace 1 bilance s nejvyšší účinnostíbilance s nejvyšší účinností ηηee= 23 %, = 23 %, ηηcc= 79 %, = 79 %,

e = 0,4, e = 0,4, tt11 = 40,3 °C = 40,3 °C optimalizace 2 optimalizace 2

s ohledem na teplotní rozdíl, s ohledem na teplotní rozdíl, cíl:cíl: zmenšit rozměry zmenšit rozměry výměníku, výměníku,

ηηee= 21 %, = 21 %, ηηcc= 81 %, = 81 %, e = 0,35, e = 0,35, tt22 = 70 °C = 70 °C1 – výměník tepla B1, 2 – mísení spalin a

vzduchu3 – výměník tepla B2



Návrhy variant výměníků teplaNávrhy variant výměníků tepla

Výměník tepla s přímými trubkami prvotní zjištění potřebné velikosti

Výměník tepla s přepážkami zvýšení součinitele přestupu tepla, kolmé příčné obtékání,

zmenšení velikosti Výměník tepla se šroubovitě zkroucenými

trubkami (twisted tube)



Výhody a nevýhody technologieVýhody a nevýhody technologie

Výhody:Výhody: Odpadá nutnost čištění energoplynuOdpadá nutnost čištění energoplynu Umožňuje stavbu malých kogeneračních centrál Umožňuje stavbu malých kogeneračních centrál

na biomasuna biomasu Obecně oproti parním oběhům – podstatně Obecně oproti parním oběhům – podstatně

jednodušší technologiejednodušší technologie Spalováním plynu je lépe řiditelný proces z hlediska Spalováním plynu je lépe řiditelný proces z hlediska

emisíemisí

Nevýhody:Nevýhody: Vysoká teplota ve výměníku = materiálová náročnostVysoká teplota ve výměníku = materiálová náročnost



Další činnostDalší činnost

Stavba prototypu – I. pololetí 2010 Zkušební provoz – II. pololetí 2010

Další možnosti: Zvýšení teploty vzduchu před turbínou na 900

°C Propojení tohoto cyklu s fluidním zplyňovačem

Příspěvek vznikl za podpory projektu MPO ČR:FI-IM5/159 Zplyňování biomasy a tříděného odpadu s výrobou elektrické

energie pomocí turbosoustrojí

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornostIng. Marek BalášIng. Marek Baláš

[email protected]@fme.vutbr.czwww.oei.fme.vutbr.czwww.oei.fme.vutbr.cz

Documents

ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY A TŘÍDĚNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU S KOGENERACÍ POMOCÍ TURBOSOUSTROJÍ