Zárójelentés „Kistelepülések mezőgazdasági melléktermékekből és hulladékok keverékéből, pirolízis útján történő energia nyerése” című projekt EnviroVid, HUSK/1101/1.2.1/0358
NAIK Mezőgazdasági Gépesítési Intézet
1
Tartalom 1.
Előzmények...................................................................................................................................... 3
2.
Feladatok ......................................................................................................................................... 4
3.
Eredmények..................................................................................................................................... 4 3.1.
Anyagok és labor tapasztalatok, mérési eredmények............................................................. 4
3.2.
Technológia fejlesztés lépései és közreműködésünk .............................................................. 6
3.3.
Méréstechnika bemutatása..................................................................................................... 6
3.4.
Mérés előkészületek, üzemi próbák ...................................................................................... 10
3.4.1.
Technológiai hideg próba .............................................................................................. 10
3.4.2.
Technológia meleg próbája ........................................................................................... 11
3.4.3.
Üzemi próbák ................................................................................................................ 12
3.5. 4.
Mérési eredmények, megállapítások .................................................................................... 21
Összefoglalás ................................................................................................................................. 21
2
1. Előzmények Intézetünk szakmai feladataiként a 7. munkafeladat/ act07: „Pirolízis reactor műszaki paramétereinek mérése” tárgyában az alábbi méréseket, modellezéseket végezte el. 1. alapanyagok teljes körű laboratóriumi energetikai vizsgálata a tervezett 4-6 komponens vizsgálata az alábbi tematika alapján: a) Nedvességtartalom meghatározás b) Fűtőérték meghatározás c) Elemi összetétel vizsgálat CHNSOX elemekre d) Hamu olvadáspont meghatározás e) Méret- és fizikai jellemzők vizsgálata f) Por- és törmeléktartalom meghatározása Elkészült 13 darab anyagminta teljes körű laboratóriumi mérése, melyet korábbi jelentésünkben részletesen ismertettünk.
2. Az eredmények ismeretében energetikai és környezetvédelmi szempontú receptúra optimalizálás. A mérési eredmények ismeretében megtörtént a minták „leválogatása, a pirolízis folyamatokhoz leginkább megfelelő anyagszortimentek kiválogatása.
3. A receptúra variánsok laboratóriumi pirolízis reakcióinak elemzése és termokémiai folyamat modellezés A mérési eredmények alapján egy teljes körű laboratóriumi modellezést végeztünk annak érdekében, hogy megvizsgáljuk az alapanyagok pirolízis reakcióit, modellezzük azok viselkedését a technológia szempontjából. Ezen eredményeinket is részletesen tartalmazza korábbi jelentésünk.
3
2. Feladatok Munkaterv szerinti feladataink: Közreműködés a pirolízis reaktor műszaki paramétereinek mérésében: 1. A félüzemi technológia energetikai és hatásfok mérése, valamint a termékgázok minőségi analízise a telepítés helyszínén. 2. A beüzemelt technológia energetikai és környezetvédelmi mérése a telepítés helyszínén.
3. Eredmények 3.1.
Anyagok és labor tapasztalatok, mérési eredmények
A laboratóriumi mérések eredményei és tapasztalatai alapján a teszteléshez választott tüzelőanyagok receptúráiban a technológiához való optimalizálás, valamint a kitűzött célok elérése (hulladékhasznosítás) érdekében az alábbi tüzelőanyagokat használtuk: -
-
-
-
-
ocsú+gyommag o mezőgazdasági melléktermékként és hulladékként jelentős mennyiség keletkezik, valamint ezek közvetlen tüzeléstechnikai alkalmazása nem megoldott. repce+fa o optimalizált receptúraként létrehozott tüzelőanyag mix, amely egyben egy referencia mintaként is szolgál, hiszen a fa jól kezelhető tüzelőanyag, míg a repce melléktermék magas fűtőértékkel rendelkezik. szennyvíziszap o keletkezési állapotában magas nedvesség- és hamutartalma miatt tüzeléstechnikailag nehezen kezelhető, ezért indokolt vizsgálatba vonása. szalma o laboratóriumi méréseinkben kiválasztott potenciális tüzelőanyag. gumikorom o SRF hulladékként keletkező, ipari melléktermék, amely magas fűtőértékű, de speciális tüzeléstechnikai jellemzőkkel rendelkező tüzelőanyag, melyet innovációs céllal választottunk és próbáltunk ki. vegyes fa
o speciális biomassza melléktermékként keletkező tüzelőanyag, amely a fásszárú tüzelőanyagok viselkedését mutatja.
A kiválasztott tüzelőanyagokat a technológiai próbák során pellet formájában alkalmaztuk az adagolhatóság és homogenitás érdekében.
4
Az elvégzett laboratóriumi mérések eredményeit részletesen az 1. számú melléklet tartalmazza, míg összefoglaló értékei az 1. táblázatban olvashatóak. 1. táblázat: Tüzelőanyag minták eredményei száraz állapotra vonatkoztatva Mintaszám
w(C)d (w%) 49,304 1 49,336 (ocsú+gyommag) 49,904 átlag 49,515 47,164 2 46,786 (repce+fa) 46,850 átlag 46,933 38,910 3 (szennyvíziszap) 39,829 38,971 átlag 39,236 45,653 4 47,116 (szalma) 45,561 átlag 46,110 59,533 5 58,375 (gumikorom) 58,634 átlag 58,847 48,888 6 50,188 (vegyes fa) 49,153 átlag 49,410
w(H)d (w%) 5,544 5,577 5,680 5,600 4,622 4,588 4,625 4,612 3,453 3,599 3,437 3,496 4,565 4,761 4,584 4,637 3,135 3,085 3,112 3,111 4,528 4,700 4,589 4,605
w(N)d (w%) 4,022 3,914 3,953 3,963 0,489 0,501 0,509 0,500 1,241 1,256 1,280 1,259 0,423 0,444 0,423 0,430 0,620 0,562 0,576 0,586 1,134 1,218 1,132 1,161
w(S)d (w%) 1,011 1,047 1,106 1,055 0,278 0,262 0,268 0,269 1,453 1,493 1,537 1,494 0,202 0,174 0,156 0,177 1,077 1,036 1,039 1,051 0,176 0,161 0,155 0,164
w(O)d w(Cl)d (w%) (w%) 28,093 28,079 27,409 27,860 40,250 40,989 40,562 40,600 30,796 31,086 29,149 30,343 40,180 38,356 40,148 39,561 26,176 27,257 27,534 26,989 37,558 34,930 36,527 36,339 -
M (w%) 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
Ad qv,gr,d qp,net,d (w%) (MJ/Kg) (MJ/kg) 12,025 21,872 20,669 12,047 21,847 20,638 11,948 21,853 20,623 12,007 21,857 20,643 7,197 18,673 17,660 6,873 19,063 18,056 7,186 18,768 17,754 7,085 18,835 17,823 24,148 15,060 14,301 22,737 14,858 14,068 25,627 14,666 13,913 24,170 14,861 14,094 8,976 17,799 16,798 9,150 17,762 16,721 9,128 17,773 16,767 9,085 17,778 16,762 9,459 23,083 22,396 9,684 24,501 23,824 9,105 23,577 22,894 9,416 23,720 23,038 7,715 19,043 18,051 8,803 19,190 18,163 8,444 19,126 18,123 8,321 19,120 18,112 5
Az eredményekből látszik, hogy a mind magas hamutartalmú tüzelőanyag, valamint jelentős kéntartalommal is rendelkezik a hat mintából három. A fűtőértékeket tekintve a gumikorom és ocsú+gyommag minták 20 MJ/kg felettiek, míg a többi minta az irodalmi adatokat igazolja. Azt is megállapíthatjuk, hogy a jelenlegi szennyvíziszap minta a korábban vizsgált mintához képest alacsonyabb hamutartalommal, de magasabb fűtőértékkel rendelkezik, azaz ezen minta üzemszerű használata igen nagy szórást és bizonytalanságot okozhat a jövőben.
3.2.
Technológia fejlesztés lépései és közreműködésünk
A fejlesztés során törekedtünk a folyamatos egyeztetésre és technológiai kapcsolattartásra, melynek érdekében több alkalommal tartottunk szakmai, gyártásközi kooperációt. Ezek során kerültek összeállításra, kijelölésre a technológiai teszt során használt mintavételi pontok, mérési paraméterek. Munkánk során bevont alvállalkozónkkal is folyamatos egyeztetést végeztünk annak érdekében, hogy a tesztek során megfelelően tudjuk a méréseket elvégezni. A technológiai tesztet megelőzően is, de a teszt során is több alkalommal átgondolásra kerültek az üzemeltetés lépései, a részvizsgálati feladatok, valamit azok a munkabiztonsági szempontok melyek a sikeres munkát biztosították. Ezen munkalépések és feladatok a vállalkozó teljesítési anyagában részletesen bemutatásra kerülnek.
3.3.
Méréstechnika bemutatása
A NAIK MGI Energetikai vizsgálólaboratóriuma felkészült és olyan mérőrendszerrel rendelkezik, melyek biztosították a technológia megfelelő méréstechnikai hátterét. A mérési- és mintavételi tematika alapján a legfontosabb mérőműszerek: 1. Flír thermokamera, (1. ábra) mellyel folyamatosan ellenőrizni lehet a rendszer különböző pontjainak hőmérsékletét, melegedését a hőmérséklet eloszlásokat. Azon túl, hogy a reaktor több ponton tartalmazott beépített hőelemeket, melyek értékei a vezérlő egységen leolvashatók voltak a kamerával lehetett ellenőrizni, valamint azokon a technológiai pontokon külön is mérni, melyek nem voltak felműszerezve. Ilyen elemek voltak a hűtő- és mosó berendezés, melyben a hűtőközeg hőmérsékletét, valamint a technológiai elem melegedését lehetett kontrolálni. A hőkamera, termokamera, más szóval infravörös kamera olyan eszköz, ami az infravörös energiát kontaktus nélkül érzékeli, és elektromos jellé alakítja, majd azt feldolgozva a monitoron képként jeleníti meg. Ez lehetővé teszi, hogy nemcsak láthatóvá tegyük a hőjelenségeket, de azokat a megfelelő szoftver alkalmazásával kiértékelni is tudjuk
6
A hőfotós vizsgálatok alkalmazásával roncsolás mentesen lehet kimutatni és az emberi szem számára is láthatóvá tenni a különféle hőmennyiségek változását. Ezek a változások lehetnek számunkra hasznosak illetve károsak. Alkalmazási területei szinte felsorolhatatlan: épület energetika, hibakeresés, karbantartás, gépészet, villamosság, egészségügy, mezőgazdaság, valamint technológiák felügyelése ellenőrzése és a kutatás.
1.ábra: Flír I50 típusú hőkamera Műszaki adatok: Optikai adatok Látószög Térbeli felbontás Hőérzékenység Képfrissítés Fókusz Érzékelési tartomány Infravörös felbontás Képi megjelenítés Kijelző kép a képben funkció Mérési tartomány Vizsgálható objektum hőmérséklet Pontosság Vizsgálati analízis Pontszerű mérés Területmérés Emissziós korrekció Visszavert hőmérséklet korrekció
25° x 25° / 0.10 m 3.12 mrad <0.10 °C +25°C-nál 9 Hz manuális 7.5 – 13 µm 140 x 140 pixel beépített 3.5 coll LCD kijelző hőkép + vizuális kép -20 °C –tól +120°C -ig 0 °C –tól +350°C -ig ±2 °C vagy ±2% pontra vonatkozó mérés terület minimum/maximum mérés 0.1 és 1.0 között választható anyagspecifikusan automatikus 7
2. A termelt termékgáz összetételét egy speciálisan pirogázok mérésére tervezett VISIT 03H típusú, mobil gázelemző készülékkel mértük. A gázmintákat speciális „gázmalacokba” vettük a mintavételi pontokon. Ezen mintatartókból kerültek azután kiértékelésre a különböző gázminták. (2. ábra)
2. ábra: VISIT 03H típusú gázanalizátor
A készülék tartozékai a következők:
szenzorok (CO, H2, CH4, CO2 és O2 érzékelő)
az abszolút nyomás érzékelője
nyomáskülönbség érzékelő
adattároló
mátrixnyomtató
filtrol mosóflaska
vizes mosóflaska
szűrő / abszorber
gázhűtő / kondenzátum-szeparátor
léghőmérséklet érzékelő
A gázanalizátor mérési tartománya a 2. táblázatban olvasható részletesen.
8
2.. táblázat: VISIT 03H gázanalizátor mérési tartománya Megnevezés
Tartomány
CO
0-60
H2
0-50
CH4
0-25
CO2
0-100
O2
0-25
Léghőmérséklet
-30 – +300
Gázhőmérséklet
-30 – +1200
Nyomás különbség
-100 – +100
Mértékegység
V/V %
°C hPa
Érzékelők: A CO, CH4, CO2 koncentrációjának mérése infravörös érzékelőkkel történik. Ezek az érzékelők hőmérsékletet, nyomást és egy úgy nevezett alapvonal csúszást kiegyenlítő kompenzátort tartalmaznak. A hőmérséklet és a nyomás kiegyenlítését a mérés során a rendszer folyamatosan aktualizálja. A H2 koncentrációjának mérése hővezetőképesség-érzékelő segítségével történik. A hidrogénszenzor a hőmérséklet, az alapvonal csúszás és a metánra vonatkoztatott keresztérzékenység kompenzálásával van kialakítva, vagyis ezek a hatások a mérés során kompenzálásra kerülnek. Az O2 koncentrációjának mérése elektrokémiai érzékelővel történik.
9
3.4.
Mérés előkészületek, üzemi próbák
3.4.1. Technológiai hideg próba A technológia hideg tesztjei az összeszerelés helyén történt, ahol első lépésben a technológiai elemek működését, szabályozhatóságát és a tervezhető üzemviteli jellemzőket igyekeztünk meghatározni. Ennek érdekében lépésről-lépésre az anyagfolyamat alapján üzemeltettük a részegységeket. A technológia sematikus ábráját és a hideg teszt folyamatát a 3. ábra mutatja be.
3.ábra Technológia sematikus folyamatábrája 1. – cellás adagoló, 2. – első reaktor, 3. – átejtő és adagoló, 4. – második reaktor, 5. – pelletégő, 6. – gáztároló, 7. – kompresszor A hidegpróba folyamata: 1. jelölésű cellás adagoló indítása, fordulatszabályzás próbája, valamint adagolási próba és mennyiség mérés 2. jelölésű keverő csiga indítása, fordulatszabályzás próbája, valamint idő- és adag mérés 3. jelölésű átejtő és adagoló szabályzási próbája és adag mérés
10
4. jelölésű keverő csiga indítása, fordulatszabályzás próbája, valamint idő- és adag mérés 5. hidegüzemi kompresszor fordulatszám szabályzási próba és a 6. jelölésű gáztároló tartály feltöltési próbája A teszt végén az 5. jelölésű pelletégő próbája, melynek keretében az adagolási tesztet, a felfűtési időt és a hőmérséklet eloszlást vizsgáltuk üres reaktorral.
A teszt eredményeként tervezhetővé vált az üzemközbeni vezérlés, üzemviteli terv összeállítása, valamint sikerült kipróbálni a teljes technológiai sor működését, amely megfelelően működött.
3.4.2. Technológia meleg próbája A sikeres hideg próbákat követően kis minta mennyiséggel történő meleg próbát tartottunk annak érdekében, hogy leteszteljük a rendszer felfűtésének, meleg anyagmozgatásának működését, valamint a rendszer gáztömörségét. A 3. ábrán jelölt 5.-ös számú pelletégővel felfűtöttük az első reaktort 200-300 ⁰ C körüli értékre, miközben tüzelőanyagot adagoltunk be a cellás adagoló segítségével. Eközben indítottuk az első reaktor keverő csigáját, amely egyenletesen keverte és mozgatta a beadagolt mennyiséget. A reaktor végén lévő átejtő és adagoló jól működött, azonban az anyag mennyiségek kevésbé voltak kontrolálhatóak. A második reaktor keverő adagoló csigája szintén jól működött, az anyagmozgatás biztosítható volt. A próba során több olyan pontja volt a rendszernek, amely nem gáztömör, azaz füstölés volt tapasztalható. Elsősorban a második reaktor szigetelése körül.
Tapasztalatok: -
az első reaktor felmelegedése és hőmérséklet eloszlása nem egyenletes az keverő csiga anyagmozgatása megfelelő, de a reaktor alsó részében kevésbé bolygatott anyaghalmaz túlzottan felmelegedik, volt eset amikor ki is gyulladt mindezek tapasztalatok elsődlegesen a kis anyag mennyiség okán jelentkeztek, üzemszerű működés esetén ezek a jelenségek csökkenthetők, kiküszöbölhetők. a rendszer gáztömörsége nem volt megfelelő, amely nem csak veszélyessé teszi az üzemeltetést, de a pirolízis folyamatok feltételeit sem biztosítja megfelelően.
11
3.4.3. Üzemi próbák A meleg próbákat követően elvégeztük a technológiai méréseket a kiválasztott 6 mintával. Az összeállított technológiai sort a 4. ábra mutatja be. A telepítés az intézet területén, az úgynevezett „Y-szín” alatt történt meg, ahol az infrastruktúra, valamint az elhelyezés és a biztonságos üzemvitel biztosítható volt.
4.ábra: Pirolizáló technológiai sor telepítése
Az üzemi próbák során továbbra is tapasztalható volt a rendszer tömítetlensége, de a kísérleti üzemeltetést nem gátolta. A rendszer működés közbeni fotóit az 5. ábra mutatja be.
5.ábra: Üzemeltetés közbeni tömítetlenség
A kísérleti minták fizikai jellemzőinek anyagvizsgálatait is elvégeztük közvetlenül a mérést megelőzően. Elsősorban a pelletek kopásállóságára, valamint apró frakciójuk megoszlására voltunk kíváncsiak a rendszerben történő anyagmozgatás és hasznosíthatóság érdekében. Első lépésben a 6 minta kopásállósági indexét határoztuk meg, melynek eredményeit a 3. táblázat tartalmazza.
12
3.táblázat: tüzelőanyag minták kopásállósági indexe Minta száma, megnevezése 1 (ocsú+gyommag)
2 (repce+fa)
3 (szennyvíziszap)
4 (szalma)
5 (gumikorom)
6 (vegyes fa)
Mérés száma
Du [%]
1 2 3 Átlag 1 2 3 Átlag 1 2 3 Átlag 1 2 3 Átlag 1 2 3 Átlag 1 2 3 Átlag
95,78 96,24 96,12 96,05 88,17 87,39 87,72 87,76 96,78 96,59 96,85 96,74 97,41 97,11 97,86 97,46 96,21 96,03 96,57 96,27 97,89 97,76 97,90 97,85
MSZ EN ISO 172251:2014 szerinti besorolás
DU95.0
≤ DU95.0-
DU96.5
DU96.5
DU95.0
DU97.5
A mérési eredményekből látszik, hogy a „repce+fa” keverék minta kopásállósági indexe volt a szabvány által előírt (95%) határérték alatti, ezért ennek a mintának külön elvégeztük a frakció eloszlási vizsgálatát is, melynek részletes eredményeit a 4. táblázat mutatja be.
A mérés során folyamatos mintavételt végeztünk a mintákból keletlkezett gázból (lásd 6.ábra), melyet a korábban ismertetett gázelemző készülékkel vizsgáltunk. A mintákat speciális gázminta zsákokba, úgynevezett „gázmalacokba” vettük.
13
6.ábra: Gázminta vétel és kiértékelés A gázminták elemzése a következő eredményeket adta, melyet az 5. táblázat mutat be részletesen. A technológia tömítetlensége okán az üzemeltetést rendkívül körültekintően, apró tüzelőanyag adagolásokkal végeztük. Az anyagmozgatás emiatt szakaszos, kis adag mennyiségű volt, így az üzemi hőmérsékletre felmelegített szárító részben a nem bolygatott tüzelőanyag minta túlmelegedett és több alkalommal felgyulladt. (lásd 8.ábra) Ez ugyan technológiai problémát nem okozott, azonban jelentősen csökkentette, illetve rontotta az alsó reaktorba átadagolt tüzelőanyag mennyiségét és minőségét.
14
4.táblázat: Tüzelőanyag minta finom frakció eloszlás értékei Szita
Frakciók [mm]
1. szita (3,15 mm) 2. szita (2,0 mm) 3. szita (1,0 mm) 4. szita (0,63 mm) 5. szita (0,1 mm) Gyűjtő tálca Összes frakció tömege
3,15 és a felett 2,0-tól 3,15-ig 1,0-tól 2,0-ig 0,63-tól 1,0-ig 0,1-től 0,63-ig 0,1 alatt Összes
1. vizsgálatkori minta tömege [g] 1975,1 10,6 9,4 7,7 24,9 1,4 2029,1
A vizsgálati minta teljes tömege [g] A vizsgálat előtti és a vizsgálat utáni tömeg különbsége [%] Nedvességtartalom [%]
2. vizsgálatkori minta tömege [g] 2267,4 16,7 18,3 12,7 39,5 1,3 2355,9
3. vizsgálatkori minta tömege [g] 2255,5 17,6 31,7 17,3 50,7 1,1 2373,9
Vizsgálatok együttes tömege [g] 6498 44,9 59,4 37,7 115,1 3,8 6758,9
A frakciók tömege [w-%] 96,14 0,66 0,88 0,56 1,70 0,06 100 w-%
6498 0,14 8,67
15
5.táblázat: Gázminták összetétele
1. minta ocsú+gyommag 2. minta repce+fa 3. minta szennyvíziszap 4. minta szalma 5. minta gumikorom 6. minta vegyes fa
O2
H2
CH4
CO2
éghető
3,8
CO tf% 7,8
12,8
0,9
7,8
részben
18,3
0,2
1,1
0,1
2,5
nem
18,6
0,2
1,0
0,1
1,4
nem
11,1
10,9
12,5
2,7
9,6
igen
7
6,2
13
1,5
6,7
rövid ideig
5
4,5
11,4
4,7
11,5
igen
16
Gázminták összetétele 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
O2
H2
CO
CH4
CO2
7.ábra: Gázminta összetételek
8.ábra: Szárító reaktorban túlmelegedett tüzelőanyag
A felső reaktortér időnkénti túlmelegedése miatt, az ebből következő részben kiégett tüzelőanyag okán a gázminőség is romlott, több esetben nem éghető, vagy csak részben rövid ideig éghető gázok keletkeztek. Az utóbbiak oka egyben az alsó reaktor alacsony hőmérséklete is, amely a másodlagos égőfej hiányának volt betudható.
17
A konzorciumi tagokkal közösen végezett (act9) technológiai mérés keretében a technológiai sor tüzelőanyag előkészítő rendszerét is vizsgáltuk. A vizsgálat során az előállított tüzelőanyag minőségét, homogenitását mértük, illetve ellenőriztük. A vizsgálatokat 2 mintával végeztük el, hiszen a keverék minták, a szennyvíziszap és a gumikorom aprítása nem volt indokolt. A két vizsgálatba vont tüzelőanyag a faapríték és a szalma minta volt. A mérési eredmények és kiértékelésük a 9. – 10. ábrán és 6. táblázatban találhatóak. A szalma vizsgálatánál szabványos szitasorozattal történt a méreteloszlás vizsgálat, azonban a faapríték esetében a szitasor mérettartománya ezt nem tette lehetővé, így ebben az esetben méréssel és válogatással frakcionáltuk a mintát.
Faapríték mérési eredményei:
9.ábra: Kiindulási halmaz (bal) és az osztályzott halmaz (jobb)
10.ábra: faapríték frakció eloszlási adatai
A faapríték esetében megállapítható, hogy a 89 %-ban nagy frakcióval rendelkezik a halmaz, amely a technológia számára megfelelő minőségű, míg a 11 %-os apró frakció nem javasolt, hiszen azok anyagmozgatása, valamint a rendszerben történő reakció ideje eltérő a nagy frakciótól, s hátrányosan befolyásolja az üzemeltetést. Az üzemviteli szempontok alapján javasolt az apró frakció leválasztása és külön kezelése. 18
Szalma mérési eredményei:
6.táblázat: Szalma részecske eloszlás: Szita
Frakciók [mm]
1. szita (3,15 mm) 2. szita (2,0 mm) 3. szita (1,0 mm) 4. szita (0,63 mm) 5. szita (0,1 mm) Gyűjtő tálca Összes frakció tömege
3,15 és a felett 2,0-tól 3,15-ig 1,0-tól 2,0-ig 0,63-tól 1,0-ig 0,1-től 0,63-ig 0,1 alatt Összes
1. vizsgálatkori minta tömege [g] 600 2,88 0,55 0,20 0,77 4,05 608,45
2. vizsgálatkori minta tömege [g] 560 5,16 1,66 0,64 1,28 1,92 570,66
A vizsgálati minta teljes tömege [g] A vizsgálat előtti és a vizsgálat utáni tömeg különbsége [%] Nedvességtartalom [%]
3. vizsgálatkori minta tömege [g] 578 4,02 1,64 0,39 1,02 4,39 589,46
Vizsgálatok együttes tömege [g]
A frakciók tömege [w-%]
1738 12,06 3,85 1,23 3,07 10,36 1768,57
98,27 0,68 0,22 0,07 0,18 0,58 100 w-%
1768,57 6.88 10,6
A szalma mérési eredményeiből az látható, hogy jelentős, közel 98,3%-os arányban tartalmaz 3,15 mm feletti frakciót, s a 2mm alatti frakció arány elhanyagolható. Ez azt jelenti a technológia szempontjából, hogy a lágyszárú apró frakció kiválasztásra kerül a tüzelőanyag előkészítés során, amely így igen homogénnek tekinthető az üzemeltetés szempontjából.
19
A technológiai mérés során több alkalommal vizsgáltuk az egyes technológiai részek melegedését, üzemi hőmérsékletét a korábbi fejezetben részletesen ismertetett hőkamerával. A mérés során így ellenőrizhető volt a rendszer felmelegedése, hőmérséklet eloszlása, valamint egyes technológiai pontok elvárt üzemi paramétereitől való eltérés. Ez utóbbiak a következő fejezetben részletesen említésre kerülnek.
11. ábra: technológia egyes elemeinek termovíziós felvételei
A felvételeken jól látható az egyes technológiai pontok hőmérsékletei, mint például a pellet égőfej, a második reaktor torok része, valamint a felső reaktor kéménycsonkjainak hőmérséklete. Ez utóbbi igazolja a felső rész időnkénti túlmelegedését, amely egyben a begyulladásokat is okozta.
20
3.5.
Mérési eredmények, megállapítások
Az elvégzett laboratóriumi és technológiai mérések eredményei alapján az alábbiak állapíthatók meg: -
-
A létrehozott technológia üzem szintű „finomhangolása” szükséges a folyamatos üzem biztosításának érdekében (adagolás/anyagmozgatás/hőközlés/elszívás/gáztárolás) A reaktor jelenlegi kialakításában nem gáztömör, kijavítása mindenképp szükséges Az I. reaktor égőfejénél primer levegő alkalmazása indokolt Az I. reaktor felfűtési zónája és a felső beadagolás egy vonalban van, így magas az öngyulladás veszélye (mérések során tapasztalt) A második reaktor felfűtéséhez és hőntartásához másodlagos égőfej szükséges A reaktorok hűtési és/vagy tűzoltási pontjainak kialakítása szükséges Kémlelő ablakok elhelyezése több ponton segítené nem csak a kísérleti próbákat, de az üzemvitel során is hasznos A termékgáz elszívásának és tárolásának üzembiztos, automatizált megoldása A rendszer megfelelően szigetelt, azonban a jelenlegi fűtési rendszer nem elegendő és lassú A kísérletek során sikeresen előállított termékgáz összetétele nem volt minden esetben energetikailag megfelelő – ennek legfőbb oka a II. reaktor alacsony technológiai hőmérséklete, valamint a rendszer alacsony gáztömörsége volt A termékgáz magas kátránytartalommal bír, mely több technológiai ponton igazolható volt Az alkalmazott gázhűtő és –mosó berendezés megfelelőn működött, melyet a vételezett minták is igazoltak
4. Összefoglalás Az irodalom feldolgozás és a laboratóriumi méréseink alapján jelentős mennyiségű, olyan anyag áll rendelkezésre, amely tüzeléstechnikai szempontból nem megfelelő, azonban gázosító technológiában alkalmazható és ezáltal hasznosítható. Ez indokolja továbbra is a rendszer fejlesztését és elterjesztését. Itt szükséges kiemelni, hogy nemzetközi kitekintésben számos technológiafejlesztési projekt található, amely a téma indokoltságát is alátámasztja. A laboratóriumi modellezések során megállapítást nyert, hogy a 600 ⁰C-os hőmérsékleten jól elkülöníthetőek a különböző alapanyagok reakció idejei, valamint energetikai jellemzőik, melyek alapján a technológiai beállítások és méretezések elvégezhetők, nem utolsó sorban az alkalmazásra kerülő anyagok így előzetesen kiválaszthatók, tesztelhetők. Az elkészített technológiai sor működése és energetikai megfelelőssége a mérésekkel igazolható volt, azonban a mérési eredmények és üzemeltetési tapasztalatok alapján jelenleg még több technológiai módosítást igényel annak érdekében, hogy folyamatos üzemben alkalmazni lehessen. Az elvégezett mérésekkel a vállalt feladatok teljesítésre kerültek, a technológia energetikai és környezetvédelmi mérései, valamint a termékgázok minőségi analízise elkészült. www.husk-cbc.eu Jelen tanulmány tartalma nem feltétlenül tükrözi az Európai Unió hivatalos álláspontját. 21
