Možnosti čištění dřevního Možnosti čištění dřevního plynu plynu Vysoká škola chemicko-technologická Vysoká škola chemicko-technologická v Praze v Praze Fakulta technologie ochrany prostředí Fakulta technologie ochrany prostředí Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší Siarhei Skoblia, Zdenek Be Siarhei Skoblia, Zdenek Be ňo, Jiři ňo, Jiři Malecha, Petr Buryan Malecha, Petr Buryan Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008 odborný seminář odborný seminář Technické systémy pro energetické Technické systémy pro energetické zplyňování zplyňování Elektřina s vůní dřeva Elektřina s vůní dřeva Hotel Annahof Hotel Annahof 9.12.2008 9.12.2008
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Fakulta technologie ochrany prostředí. Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší. Možnosti čištění dřevního plynu. Siarhei Skoblia, Zdenek Be ňo, Jiři Malecha, Petr Buryan. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Možnosti čištění dřevního plynuMožnosti čištění dřevního plynu
Vysoká škola chemicko-technologická v PrazeVysoká škola chemicko-technologická v PrazeFakulta technologie ochrany prostředíFakulta technologie ochrany prostředí
Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzdušíÚstav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší
Siarhei Skoblia, Zdenek BeSiarhei Skoblia, Zdenek Beňo, Jiři Malecha, Petr Buryan ňo, Jiři Malecha, Petr Buryan
Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
odborný seminářodborný seminářTechnické systémy pro energetické zplyňováníTechnické systémy pro energetické zplyňování
Elektřina s vůní dřevaElektřina s vůní dřevaHotel Annahof Hotel Annahof
9.12.20089.12.2008
Zplyňování biomasyZplyňování biomasy
biomasa Plynzplyňováni
Plynové motory Plynové turbínySyntetické paliva
SNG,MeOH,CxHy
Komplexní čištění plynu
Palivové články
spalování
biomasa+O2 +(H2O) plyn + nečistotynečistoty:jejich obsah je značně závislé na typu reaktoru a provozních podmínkách (dehet, prach, alkalicke kový.. )jejich obsah závisi hlavně na složení paliva a je málo závisly na typu reaktoru a provozních podmínkach (N, S, Cl ..)
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
naroky na čistotu plynu stoupajinákladý spojene s čištěnim stoupaji
?
Vliv zplyňovacího media a typu paliva Vliv zplyňovacího media a typu paliva
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
NH3 [ppm] 4 600-3000 1,2 3000-3800 1,2 600-60001 závisí na typu reaktoru 2 závisí na obsahu v palivu 3 COS je méně než 5 % H2S 4 HCN je méně než 5% NH3
Požadavky na kvalitu plynu pro spalovací motory (nečistoty v plynu )
* nižší údaje pocházejí z publikace před rokem 1995 a souvisejí s odlišnou definicí složení dehtu a metodou jeho stanovení** vyjádřeno ve formě kyseliny octové*** hodnoty platné pro spalování zemního plynu o energetickém obsahu 10 kWh.m-3 (36 MJ.m-3), při použití nízkovýhřevných plynů uvedené hodnoty platí pro objem plynu s energetickým obsahem zemního plynu, pro plyn s výhřevností 6 MJ.m-3 budou tyto hodnoty 6krát menší**** zvyšuje emise NOx14Beenackers A.A.C.M., Maniatis K., Gasification Technologies for Heat and Power from Biomass for energy and environmental, Proc. 9th Eur. Bioen. Conf., Vol. 2, s. 1399 (1996)67Hasler P., Nussbaumer T., Gas cleaning for IC engine applications from fixed bed biomass gasification, Biomass and Bioenergy, Vol. 16, (6) s. 385 (1999)87Jenbacher AB, Kvalita pohonného plynu, Technický návod č. 1000-0300121Milne T.A., Abatzoglou N., Evans R.J., Biomass Gasifier „Tars“: Their Nature, Formation and Conversation. National Renewable Energy Laboratory – Colorado, 1998….
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
Cyklony
uu usazovací rychlost a velikost částic1 hustota častíce
rva
u ru
2
1
2
18
K jejim hlavním výhodám patří jednoduchá konstrukce, nízká tlaková ztráta a použitelnost při vysokých teplotách. Účinnost odstraňování částic prachu je úměrná rychlosti vstupujícího plynu a nepřímo úměrná průměru cyklonu, pro vyšší míru odstranění prachu se v praxi používá spojení více cyklonů menšího průměru usazovací rychlost
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
Barjerové filtry
Rukavové filtry tvorené různými tkaninami min tepl. rosný bod H2O, dehtu nad 100°C max. odolnosti materiálu vůči teplotě <250°C Keramické filtry (max. 650°C koroze alkalickymi kovy ) Sintrované metalické filtry(dražší a odolnejší vůči teplotě, korozivnimu prostředí )Filtry tvořené vrstvou zrnitého materiálu
panelové filtry sesuvné filtry
Podstatou funkce bariérového filtru je separace prachových částic z plynu na porézní podložce prostupné pro plyn. Velikost zachycených částic a účinnost filtrace závisí u bariérových filtrů na velikosti pórů, která se obvykle pohybuje v rozmezí 0,5 až 100 mnevyhodou je použiti pouze pro odstraňováni suchých a nelepivých častíc
el.solenoid
RU
KA
V
tl.plyn
Filtrace na/v loži zrnitého materiáluFiltrace na/v loži zrnitého materiálu
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
filtrace v loži
•zachycování prachových částic probíhá na loži zrnitého materiálu (např. písku)•nedostatky filtrů s pevnou porézní membránou jsou minimalizovány •maximální pracovní teplota je limitována pouze vlastnostmi zrnitého materiálu
filtrace na „zarostlém“ loži filtrace na povrchu filtru
inner filtration
surface filtration
0
0 time, min
dP
, P
a
dPo
cloggingpoint
Panelový filtr Sesuvný filtr
Filtrace na loži zrnitého materiáluFiltrace na loži zrnitého materiálu - Panelový filtr - Panelový filtr
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
filtrace
Plyn prochází filtrační plochou, na níž postupně vzniká filtrační koláč. Pro zkrácení první méně účinné fáze filtrace v lože se jako náplň filtru používají jemnější částice písku (0,2-0,6 mm). Druhá pojistná sekce je permanentně naplněna pískem o větší velikosti částic (0,8-1,0 mm).
Regenerace
Jakmile tlaková ztráta na filtru překročí nastavenou hodnotu, dojde k regeneraci filtračního povrchu. Tlakový ráz odstraní nejen filtrační koláč, ale i část filtračního lože znečištěného prachem.
náplň filtru: pisek 0,3-0,4 mm, celková účinnosti: > 99,5%.
lamely 1 a 2
Filtrace Filtrace vv loži zrnitého materiálu loži zrnitého materiálu – – SesuvnSesuvný filtr ý filtr
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
Filtr s protiproudým uspořádáním je tvořen vrstvou zrnitého materiálu posouvaného směrem dolů. Aby nedocházelo k tvorbě filtračního koláče a nárůstu tlakové ztráty na rozhraní styku pevného a plynného média, mají částice filtračního lože větší průměr (2-5 mm). Větší prahová rychlost fluidace umožňuje provoz za vyšších filtračních rychlostí, která však snižuje účinnost filtrace a způsobuje úlet jemných částic lože.
filter parameter
M B F P B F
bed material size (dp), mm 2-5 0,2-0,5
superficial velocity (Us), cm.s-1 20-40 5-15
P kPa 2-10 0,5-2,0
efficiency % >97 >99,5
Srovnáni vlastnosti sesuvného (MBF) a panelového (PBF) filtru
Filtrace Filtrace vv loži zrnitého materiálu loži zrnitého materiálu – – SesuvnSesuvný filtr ý filtr
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
Zplyňování biomasy, průtok plynu 20 m3.h-1, obsah filtru: 140 kg dolomitu (2-5 mm) tok lože 2 kg.h-1
Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008
Konverze uhlovodíků a dehtu na dolomitu v závislosti na teplotě palivo: 75 % dřevěné hobliny+25 % drť PET lahví, dolomit: 0,5 l, plyn: 0,5 m3.h-1, SV=1000 h-1