WP4 – 2MO

1.6.2018 – 30.11.2018

WP4 – Příprava biomasy pro technologie oxy-fuel spalování a zplyňování

Část výzkumu, kterou koordinuje VŠB-TUO ENET se zabývá přípravou torefikované biomasy, která bude splňovat kvalitativní požadavky na palivo a bude následně využívána pro energetické účely, hlavně pro technologii oxy-fuel.

Torefikace

Byly nashromážděny a fyzikálně a chemicky upraveny vzorky pevných produktů/výstupů torrefikačně-pyrolýzních procesů, které jsou určeny pro následné experimentální studium jejich využití v energetice a chemickém průmyslu. Vzorky byly dále podrobeny fyzikálním a chemickým analýzám a následně připraveny pro testování v laboratorních spalovacích zařízeních. V uvedeném období došlo k plánu a přípravě experimentů na pyrolýzně-torrefikačních jednotkách (účel experimentů: studium samotných procesů a zisk výstupních produktů procesu) a laboratorních spalovacích zařízeních (účel experimentů: studium energetického využití získaných pevných a plynných produktů torrefikace). Byly provedeny modelové zkoušky rozkladu biomasy s přídavkem K⁺ pomocí termických metod TGA/DSC. Příprava a verifikace metodiky pro sledování čistoty biouhlu (inovace měřících metod s využitím analýz elementárního uhlíku (EC) a organického uhlíku (OC), prchavé hořlaviny a fixního uhlíku ve vztahu k výsledkům pyrolyzní chromatografie s hmotnostní detekcí. V souladu se zpracovanou studií proveditelnosti byly zahájeny práce v oblasti čištění spalin. Zejména v oblasti snižování úletu TZL, snižování obsahu NO_x ve spalinách a základní rozvoj metod záchytu emisí Hg. Byl zahájen výzkum v oblasti omezení emisí ze sušící linky. Na základě těchto prací byly odebrány vzorky biomasy k následným rozborům a výzkumu zejména prchavé hořlaviny a možnosti záchytu a likvidace prchavé hořlaviny. V oblasti diagnostiky aditiv a sorbentů byly odebrány vzorky popílku a paliva a provedeny příslušné analýzy se zaměřením na obsah vybrané skupiny těžkých kovů. Pro další výzkum v této oblasti byla navržena modelová jednotka jako pilotní generátor aerosolu.

Účinné technologie rozdružování a třídění biomasy

Byly provedeny průmyslové a patentové rešerše třídicích linek na odpadní biomasy, u kterých jsou analyzovány účinnosti separace pro jednotlivé stroje a zařízení instalované v technologiích třídění odpadů. Jsou vytvářeny prvotní koncepční návrhy třídicích linek pro referenční materiály.

Efektivní technologie drcení a mletí biomasy

Byly definovány vhodné velikosti částic pro spalování a zplyňování odpadní biomasy, na základě kterých bylo provedeno posouzení vhodnosti instalace typových drtičů a mlýnů v závislosti na stupni rozpojení, energetické náročnosti a provozní spolehlivosti. Ve spolupráci se zahraničním partnerem ÚPI SjF STU Bratislava jsou prováděny prvotní experimenty s cílem vyhodnotit energetickou náročnost rozpojení v závislosti na stupni rozpojení pro referenční materiály.

Patenty

V rámci realizace výsledků výzkumu byl přijat jeden národní patent na téma způsob zpracování produktu po odsíření spalin polosuchou vápencovou metodou a zařízení k provádění tohoto způsobu. Tento udělený národní patent splnil podmínku pro podání mezinárodního patentu v roce 2019.

Současně byly podány tři národní vynálezy:

• Úprava třídiče tlukadlového mlýna pro dosažení jemnosti mletí a zlepšení dynamiky mletí paliva
• Návrh teploměru pro kontaktní měření v abrazivním prostředí
• Návrh trysky pro dávkování pastovitých materiálů do spalovacího procesu

Publikační činnost

• Safar M., Lin Bo.J., Wei-Hsin Chen W.H., Langauer D., Chang J.S., Raclavska H., Petrissans A., Rousset P., Petrissans M. Catalytic effects of potassium on biomass pyrolysis, combustion and torrefaction. Applied Energy 235 (2019) 346–355
• Safar M., Lin B.J., Chen W.H., Langauer D., Raclavska H., Pétrissans A., Pétrissans M. Effects of impregnated potassium on biomass torrefaction. 10th International Conference on Applied Energy (ICAE2018), 22-25 August 2018, Hong Kong, China. Energy Procedia