Czasopismo | CIEPŁOWNICTWO, OGRZEWNICTWO, WENTYLACJA | Rocznik 2017 - zeszyt 5

Modelowanie współspalania węgla i biomasy w kotle energetycznym

10.15199/9.2017.5.1

nr katalogowy: 105793
10.15199/9.2017.5.1

W artykule przeanalizowano wpływ współspalania węgla kamiennego i pelletu z łuski słonecznika w kotle energetycznym o mocy 125 MW na skład chemiczny spalin. Warunki początkowe sformułowano na podstawie danych uzyskanych z kotła, a mianowicie temperatury spalania, strumieni reagentów tj. powietrza, węgla i biomasy oraz składu elementarnego wprowadzanych do kotła paliw. Następnie przeprowadzono symulacje komputerowe, w ramach których wyznaczono skład chemiczny spalin. Obliczenia numeryczne wykonano przy użyciu oprogramowania CHEMKIN-PRO. Obliczenia dotyczyły 134 związków chemicznych i 4169 reakcji chemicznych, łącznie z reakcjami formowania związków chloru. Dodatkowo przeanalizowano wpływ wybranych parametrów (np. temperatura), na zmiany składu chemicznego produktów spalania. Opracowany model obliczeniowy wraz z zaimplementowanym mechanizmem chemicznym zweryfikowano za pomocą danych zebranych z rzeczywistego obiektu, co zwiększyło wiarygodność uzyskanych wyników.Współspalanie biomasy z węglem uważane jest obecnie za ekonomiczny i ekologiczny sposób jej energetycznego wykorzystania. Współspalanie nie wymaga kosztownych modernizacji istniejących już układów energetycznych, należy jednak pamiętać o odpowiednim udziale biomasy w mieszance paliwowej [5, 13, 16, 21]. Największe znaczenie praktyczne biomasa ma w energetyce zawodowej, gdzie proces spalania, mimo swojej złożoności i wielu trudności zarówno logistycznych (transport i magazynowanie biomasy), jak i technicznych (przygotowanie biomasy do spalania tj. suszenie, rozdrobnienie, podawanie itp.), realizowany jest na dużą skalę. Większość problemów towarzyszących energetycznemu wykorzystaniu biomasy związana jest z gorszymi właściwościami biomasy (np. duża i zmienna zawartość wilgoci, zależna od wielu czynników) oraz ze znacznymi różnicami we właściwościach fizykochemicznych w porównaniu z węglem [7, 8, 12, 14]. Różnice te są szczególnie widoczne w zawartości pierwiastka węgl[...]

Bibliografia

[1] Bątorek-Giesa Nina, Barbara Jagustyn. 2009. "Zawartość chloru w biomasie stałej stosowanej do celów energetycznych". Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 40: 396-401.
[2] Cardozo Evelyn, Catharina Erlich, Lucio Alejo, Torsten H. Fransson. 2014. "Combustion of agricultural residues: An experimental study for small-scale applications". Fuel (115): 778-787.
[3] Głodek Ewa. 2010. "Spalanie i współspalanie biomasy". Przewodnik. Opole, Maj 2010.
[4] Golański Grzegorz, Joanna Kępa. 2011. "Nowoczesne stale dla energetyki - charakterystyka". Wydawnictwo: Politechnika Częstochowska, Częstochowa.
[5] Golec Tomasz, Robert Lewtak, Bartosz Świątkowski, Beata Glot. 2010. "Współspalanie biomasy z węglem". Czysta Energia (9): 26-29.
[6] Grądziel Sławomir, Karol Majewski. 2013. "Wpływ spalania biomasy na pracę kotłów energetycznych". Piece Przemysłowe & Kotły (5-6): 37-43.
[7] Han Kuihua, Shengli Niu, Lu Chunmei. 2010. "Experimental study on biomass advanced reburning for nitrogen oxides reduction". Process Safety and Environmental Protection (88): 425-430.
[8] Jenkins Bryan M., Larry Baxter, Thomas R. Miles. 1998. “Combustion properties of biomass". Fuel Processing Technology (54): 17-46.
[9] Lopez R., Camino Fernández, Julio Fierro, Jorge Cara, O. Martínez, M.E. Sanchez. 2014. “Oxy-combustion of corn, sunflower, rape and microalgae bioresidues and their blends from the perspective of thermogravimetric analysis". Energy (74): 845-854.
[10] Magdziarz Aneta. 2016. "Identyfikacja zagrożeń korozyjnych i eksploatacyjnych w procesach spalania stałych paliw odnawialnych". Wydawnictwo AHG, Monografia Kraków.
[11] Magdziarz Aneta, Małgorzata Wilk, Monika Zajemska. 2011. "Modelling of pollutants concentrations from the biomass combustion process". Chemical and Process Engineering 32 (4): 423-433.
[12] Mółka Jan, Bogusława Łapczyńska - Kordon. 2011. "Właściwości energetyczne wybranych gatunków biomasy". Inżynieria rolnicza 6 (131):141-147.
[13] Nowak Krzysztof, Danuta Proszak-Miąsik, Sławomir Rabczak. 2014. "Wpływ współspalania biomasy z węglem na sprawność kotłów energetycznych". Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury 61 (4): 147-154.
[14] Saidur Rahman, E.A. Abdelaziz, Ayhan Demirbas, M.S. Hossain, Saad Mekhilef. 2011. "A review on biomass as a fuel for boilers". Renewable and Sustainable Energy Reviews (15): 2262-2289.
[15] Sirisomboon Kasama, Piyanat Charernporn. 2015. "Effects of air staging on emission characteristics in a conical fluidized-bed combustor firing with sunflower shells". Journal of the Energy Institute (30): 1-8.
[16] Tokarski Stanisław, Krzysztof Głód, Marek Sciażko, Jarosław Zuwała. 2015. "Comparative assessment of the energy effects of biomass combustion and co-firing in selected technologies". Energy (92): 24-32.
[17] Stolarski Mariusz, Stefan Szczukowski, Józef Tworkowski. 2007. "Charakterystyka wybranych biopaliw z biomasy stałej". Problemy Inżynierii Rolniczej (4): 21-26.
[18] Vassilev Stanislav, David Baxter, Christina G. Vassileva. 2014. "An overview of the behaviour of biomass during combustion: Part II. Ash fusion and ash formation mechanisms of biomass types". Fuel (117): 152-183.
[19] Verma Vijay K., Svend Bram, Frank Delattin, Priya Laha, Isabelle Vandendael, Annick Hubin, Jacques De Ruyck. 2012. "Agro-pellets for domestic heating boilers: Standard laboratory and real life performance". Applied Energy (90): 17-23.
[20] Zabaniotou Anastasia, Efthymios Kantarelis, D.C. Theodoropoulos. 2008. ,,Sunflower shells utilization for energetic purposes in an integrated approach of energy crops: Laboratory study pyrolysis and kinetics". Bioresource Technology (99): 3174-3181.
[21] Zyga Agnieszka. 2015. "Współspalanie jako metoda konwersji biomasy". Materiały konferencyjne Nowoczesna Energetyka Europy Środkowo-Wschodniej 2015 http://kne.itc.pw.edu.pl/attachments/ article/154/Agnieszka%20Zyga.pdf
[22] http://creckmodeling.chem.polimi.it/

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 40431 "Cienkie warstwy B-Al-Mg n..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - e-zeszyt (pdf) 2008-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	65.00 zł

Prenumerata

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

402.00 zł

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - papierowa prenumerata roczna	492.00 zł brutto 455.56 zł netto 36.44 zł VAT (stawka VAT 8%)
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

513.00 zł

INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
INŻYNIERIA MATERIAŁOWA - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	600.00 zł brutto 555.56 zł netto 44.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

600.00 zł

Zeszyt

2017-5

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma