Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces spalania

Komentarze

Transkrypt

Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces spalania
Praktyczne uwarunkowania wykorzystania
drewna jako paliwa
Wojciech GORYL
AGH w Krakowie
Wydział Energetyki i Paliw
II Konferencja Naukowa Drewno – Polskie OZE, 8-9.12.2016r., Kraków
www.agh.edu.pl
Drewno jako źródło energii
Średnie pozyskiwanie drewna ok. 25-30 mln m3
(1,5-2,5 mln m3 drewna opałowego)
100 m3 drewna
60 m3 odpadów
40 m3 tarcicy
20 m3 odpadów kawałkowych
30 m3 odpadów (trociny itp.)
15 m3 drobnicy gałęziowej
10 m3 gotowych produktów
15 m3 trocin i zrębków
10 m3 kory
Drewno jako źródło energii
Drewno dzielimy ze względu na :
– Rozmiar,
– Rozkład rozmiarów cząstek paliwa,
– Zawartość wilgoci,
– Zawartość popiołu,
– Zawartość zanieczyszczeń (kamienie, ziemia, piasek).
Drewno jako źródło energii
Rybak W., Spalanie i współspalanie biopaliw stałych
Drewno jako źródło energii
Rybak W., Spalanie i współspalanie biopaliw stałych
Drewno jako źródło energii
Proces spalania biopaliw stałych
Rybak W., Spalanie i współspalanie biopaliw stałych
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Zawartość wilgoci a kaloryczność paliwa
Wartość opałowa [MJ/kg]
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
0
10
20
30
40
Wilgotność [%]
świerk
sosna, olcha
buk, dąb
modrzew
brzoza
wierzba
50
60
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Zawartość wilgoci a kaloryczność paliwa
– Drewno jest zazwyczaj mokre w odróżnieniu od pelletów
lub brykietów,
– Pogorszenie zapłonu, obniżenie temperatury spalania,
– Wilgotność wpływa na wartość opałową paliwa, spadek
sprawności systemu,
– Kwestie zdrowotne (pleśń, grzyby, zarodniki),
– Trudność w transportowaniu,
– Trudność w składowaniu.
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Popiół
Internet
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Popiół
– Stanowi balast cieplny, podraża koszty transportu, zwiększa
zużywanie urządzeń rozdrabniających paliwo,
– Zmniejszenie temperatury topliwości popiołu (sole sodu
i potasu),
– Zanieczyszczenia takie jak piasek, ziemia i chemikalia
wpływają na zawartość popiołu w drewnie,
– Skład popiołu wpływa na spalanie i powtórne jego
wykorzystanie.
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Części lotne
– Części lotne należą do bardzo charakterystycznych cech paliw stałych,
– Złożone są z produktów gazowych i par smołowych, tworzących się wskutek
termicznego rozkładu paliwa stałego,
– Ilość części lotnych maleje ze wzrostem stopnia uwęglenia paliwa stałego,
– 70% energii doprowadzonej z paliwem wydziela się w czasie spalania części
lotnych.
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Wpływ właściwości fizycznych
– Trudności w wykorzystaniu biomasy
‐ Względnie mała kaloryczność na jednostkę objętości,
‐ Zmienna jakość i kaloryczność,
‐ Trudności w kontrolowaniu szybkości wypalania,
‐ Szybkie (nieefektywne) spalanie,
‐ Trudności w zapewnieniu ciągłego podawania paliwa
‐ Kosztowny transport.
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Temperatura spalania
– Wpływa na wielkość emisji substancji szkodliwych
– Temperatura w palenisku może być zmieniana poprzez manipulowanie
parametrami i zabiegami:
• Wartością współczynnika nadmiaru powietrza (zwiększenie o 1% zmniejsza temp.
o 12oC)
• Stężeniem utleniacza (np. recyrkulacja spalin)
• Temperaturą utleniacza (podgrzanie powietrza o 1oC powyżej 25oC
podwyższa temp. o 0,6oC)
• Zawartość wilgoci (zwiększenie o 1% obniża temp. o 10oC)
• Uszczelnieniem komory przed niekontrolowanymi dossaniami powietrza
i izolowaniem cieplnym
• Zastosowaniem odpowiednich materiałów konstrukcyjnych do budowy paleniska
(pojemność cieplna, gęstość, grubość, właściwości izolacyjne i powierzchniowe)
Wpływ rodzaju i jakości drewna na proces
spalania
Warunki
w komorze
spalania
Typ paliwa
Palenisko
Warunki
spalania
Rodzaj palników
Stopniowanie
paliwa
Własności
przepływu
Intensywność
zawirowania
Nadmiar powietrza
Temperatura
powietrza
Recyrkulacja spalin
Geometria
Czas
przebywania
Moc cieplna
Odbiór ciepła
Temperatura
Stężenia
Czas
przebywania
Prędkość
Turbulencje
Efekty
spalania
Wypalenie
Emisja
Rybak W., Spalanie i współspalanie biopaliw stałych
Dziękuję za uwagę!