Sborník přednášek z konference Energie z biomasy XVI
Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
Vydání: první
Rok vydání: 2015
Náklad: 45 ks
Počet stran: 112
ISBN 978-80-214-5286-2

Články lze stahovat jednotlivě v obsahu pod jejich názvy nebo je pod tímto odkazem celý sborník.

O b s a h

BENIAK J., KRIŽAN P., MATÚŠ M.
Možnosti prípravy a odpadových materiálov a biomasy na ďalšie spracovanie
Rôzne materiály potrebujú k spracovaniu a k predpríprave pre ďalšie spracovanie, rozličné princípy činnosti zariadení. Ide predovšetkým o delenie materiálov, či už v prvovýrobe pri spravovaní vyťažených surovín alebo pri spracovaní druhotných surovín a odpadových materiálov. Predložený príspevok prezentuje rôzne druhy a konštrukcie zariadení určených pre delenie a dezintegráciu rôznych materiálov.

BIATH P., ŠOOŠ L.
Meranie kvalitatívnych a kvantitatívnych parametrov guľového peletovacieho lisu
Príspevok sa venuje popisu merania prevádzkových parametrov guľového peletovacieho lisu a tiež ich analýze a vyhodnoteniu. Meranie prebehlo při peletovaní podrvenej sóje. Parametre stroja môžeme rozdeliť na kvantitatívne a kvalitatívne, kde kvantitatívne sú napr. hodinový výkon lisu a kvalitatívne hustota peliet. Na meranie prevádzkových parametrov sme použili merací stend. Merací stend bol navrhnutý podľa požiadaviek na meranie daných parametrov. Po experimente boli namerané hodnoty vyhodnotené a analyzované. Z nameraných získaných priamych a vypočítaných parametrov boli pre nás najpodstatnejšie príkon stroja, teplota stroja, hodinový výkon a spotreba energie na výrobu jednotkového množstva peliet.

HÁDKOVÁ K., BEŃO Z., VÁLEK R., PETER J.,
Testování polymerních dutých vláken pro separaci CO2 z bioplynu
Jednou z možných úprav bioplynu na biomethan je membránová separace. Pro membránovou separaci nejen bioplynu jsou využívány především polymerní materiály, které lze pro průmyslové využití zpracovat do membránových modulů několika způsoby. Tento článek je zaměřen na testování nových, laboratorně připravených membrán ve formě dutých vláken pro separaci CO2. Měření bylo realizováno se dvěma vzorky průmyslově vyráběných vláken a dvěma vzorky z nových polymerních materiálů.

HAVLÍK J., DLOUHÝ T.
Optimalizace teplosměnné plochy kondenzátoru brýdových par ze sušení biomasy
Článek navazuje na problematiku kondenzace brýdové páry získané ze sušení biomasy. Pro energetické využití brýdové páry byl navržen kondenzační výměník vhodný pro napojení za kontaktní sušku na biomasu. Výměník je tvořen vertikálním svazkem trubek, ve kterém proudí kondenzující vodní pára směrem dolů ve svislých trubkách a chladicí voda protiproudně ve svazkové části. Pro tento výměník byl navržen teoretický model procesu přestupu tepla při kondenzaci směsi vodní páry a vzduchu odpovídající složení brýdové páry. Teoretický model byl experimentálně ověřen a na jeho základě bylo provedeno srovnání různých konfigurací svazkové části výměníku, kdy při zachování velikosti teplosměnné plochy byly porovnány různé počty trubek ve svazku a jim odpovídající délky. Cílem optimalizace je dosažení nejvyššího využití brýdové páry a tím největšího výkonu výměníku.

JÍLKOVÁ L., VRBOVÁ V., CIAHOTNÝ K.
Sorpce oxidu uhli čitého na vápence pocházejících z různých lokalit České republiky
Problémem, kterým se tento příspěvek zabývá, je zachytávání oxidu uhličitého na vápencových materiálech. Tohoto jevu by se posléze dalo využít ve vysokoteplotní karbonátové smyčce pro odstraňování CO2 ze spalin. Vzorky vápenců byly získány z různých lokalit České republiky. Vápence byly podrobeny základním analýzám a poté byly roztříděny na jednotlivé frakce. Pro testy chemisorpce byla použita frakce 0,5 – 1 mm, jelikož bylo během testování zjištěno, že velikost frakce nemá na sorpci vliv. Před chemisorpcí byla provedena kalcinace vzorku při teplotě 950 °C v muflové peci. Chemisorpce probíhala při teplotě 650 °C a v atmosféře oxidu uhličitého (adsorpce CO2), jednalo se o tzv. karbonataci. Z jedenácti testovaných vápenců se jako nejvhodnější materiál pro použití ve vysokoteplotní karbonátové smyčce ukázal vápenec z lomu Libotín. Naopak nejméně vhodný pro toto využití je, z důvodu svého složení, vápenec z lomu Úpohlavy.

KRIŽAN P., MATÚŠ M., BENIAK J., SVÁTEK M.
Vplyv parametrov lisovania a lisovaného materiálu na zmenu výslednej hustoty výlisko
Cieľom tohto príspevku je prezentovať výsledky výskumu týkajúceho sa stanovenia vplyvu parametrov lisovania a lisovaného materiálu na zmenu výslednej hustoty výliskov z vybraných druhov fytomasy. Rôznorodosť lisovaného materiálu so sebou nesie rozdielnosť vplyvu materiálových parametrov, ale aj parametrov lisovania na výslednú hustotu výliskov. Autori v príspevku popisujú výsledky experimentálneho stanovania vplyvu lisovacieho tlaku, lisovacej teploty a veľkosť frakcie na zmenu výslednej hustoty výliskov z fytomasy po stabilizácií. Experimentálny výskum prebiehal na laboratórnom experimentálnom lisovacom stende a zvolené druhy fytomasy pre experiment boli pšeničná slama, seno a lucerka.

MATÚŠ M., KRIŽAN P., BENIAK J.
Veľkosť frakcie a frakčného zloženia v interakcii s kvalitou drevených brikiet
Veľkosť frakcie a frakčné zloženie suroviny má na produkciu tuhých biopalív výrazný vplyv. Počas procesu zhutňovania sa medzi časticami partikulárnej látky vytvárajú rôzne príťažlivé sily a tvarové väzby. Ich charakter priamo závisí od frakčného zloženia suroviny. To zároveň ovplyvňuje hustotu, mechanickú odolnosť a rozmerovú stabilitu tuhých biopalív ako aj samotný výrobný proces. Tento príspevok sa venuje experimentálnemu výskumu vplyvu veľkosti frakcie a frakčného zloženia drevných pilín na výslednú kvalitu drevných brikiet. Experimenty sú založené na jednoosovom lisovaní smrekových pilín hydraulickým lisom pri izbovej teplote (bez extra ohrevu). Skúmaný je vplyv veľkosti frakcie a frakčného zloženia na ukazovatele kvality brikiet vrátane ich hustoty, kvality povrchu, pevnosti v tlaku a odolnosti proti nárazom. Výsledky experimentov ukazujú rozsahy veľkosti frakcie a frakčného zloženia suroviny vhodné na produkciu brikiet s dobrou kvalitou. Na základe vyhodnotenia experimentov je optimalizovaná veľkosť frakcie testovaného materiálu za účelom produkcie biopaliva s najvyššou kvalitou. Vysokou hustotou brikiet sa tiež dosahuje vysoký energetický obsah vztiahnutý na jednotku objemu paliva. Požadovaná veľkosť frakcie má priamy vplyv na stroje na úpravu veľkosti frakcie a spotrebu energie v celom procese produkcie biopalív.

MILČÁK P., BOBÁK M.
Membránová separace bioplynu v reálných podmínkách bioplynové stanice
Příspěvek popisuje implementaci a provoz technologie úpravy bioplynu na biometan na reálné provozované bioplynové stanici a je jedním z milníků pracovního balíčku WP4 projektu TE02000077 „Smart Regions - Buildings and Settlements. Information Modelling, Technology and Infrastructure for Sustainable Development“. Cílem tohoto milníku je dlouhodobé ověření membránového čištění bioplynu na úroveň zemního plynu v reálných podmínkách bioplynové stanice tak, aby bylo možné vyčištěný bioplyn používat pro pohon vozidel s CNG anebo vtláčet do sítí zemního plynu.

MOSKALÍK J.
Zanášení teplosměnných ploch kotle spalovny komunálních odpadů
Předmětem příspěvku je tvorba nánosů na teplosměnných plochách kotle spalovny komunálních odpadů. Nežádoucí nánosy utvořené ve spalinových tazích mohou komplikovat provoz všech energetických zařízení spalujících tuhá paliva. V případě energetického využívání komunálního odpadu to vzhledem k různorodosti spalovaného materiálu platí dvojnásob. Obecně zanesení teplosměnných ploch zhoršuje předávání tepla ze spalin do pracovní látky a tím dochází ke snížení účinnosti zařízení. Dále nánosy ovlivňují tvar a zmenšují velikost průtočného kanálu spalin. Tvorbou nánosů se také zvyšuje drsnost povrchu uvnitř spalinového kanálu. Tyto dva efekty zpravidla zvětšují tlakovou ztrátu spalinových tahů. Finálním důsledkem může být nárůst spotřeby spalinového ventilátoru, nebo snížení celkového množství spalin. Hlavní problém však nastává, pokud míra zanesení spalinových tras dosáhne takového stavu, kdy spaliny nemohou v dostatečné míře proudit kotlem, pak může dojít vlivem tvorby nánosů k nucenému odstavení zařízení. První krok k redukci tvorby nánosů představuje specifikace nejčastějších míst a  podmínek vzniku nánosů. Další část výzkumu se zaměřuje na mechanizmus vzniku a růstu vrstvy nežádoucích nánosů.

OPATŘIL J., HRDLIČKA J.
Citlivostsou činitele přestupu tepla ve fluidní vrstvě na použitý střední průměr částic
Spalování tuhých paliv ve fluidních kotlích se stacionární vrstvou je jednou z oblastí energetiky, která nabízí značný potenciál zejména v oblasti malých výkonů pro decentralizovanou výrobu. V rámci výpočtů fluidních kotlů s bublinkovou fluidní vrstvou je nezbytné pro správný návrh teplosměnné plochy stanovit součinitel přestupu tepla z fluidní vrstvy do této plochy. Článek uvádí vybrané dostupné korelace, pro které jsou následně porovnány rozdíly při použití obecně používaného středního průměr částic vůči mediánu a modu, které jsou v některých případech používány jako vhodnější alternativa. Porovnání je provedeno jak pro popelovou fluidní vrstvu, tak i pro alternativní inertní materiál, který je vhodný pro spalování biomasy. Výpočet je orientován na rozsah běžných provozních podmínek fluidních kotlů se stacionární fluidní vrstvou, respektive v rozmezí rychlosti fluidace od 1 až po 3 m/s při teplotě 850 °C. U výpočtových vztahů bylo zjištěno rozdílné chování a současně také značný rozptyl v hodnotách.

SKOBLIA S., BEŇO Z., BRYNDA J., POHOŘELÝ M., PICEK I.
Zkušenosti s provozem vícestupňových generátorů v ČR
Příspěvek se zabývá možností výroby elektrické energie a tepla z biomasy pomocí technologie vícestupňového zplyňovaní a je věnován především problematice snižovaní obsahu dehtu v plynu. V práci jsou uvedeny praktické zkušenosti s provozem řady vícestupňových generátorů vyvinutých v ČR s elektrickým výkonem od 200 do 750 kW.

POLÁČIK J., BRÁZDIL M., POSPÍŠIL J.,
Generování vodíku pulzní elektrolýzou
Elektrolýzy vody je známy spôsob výroby vodíka, avšak pri bežných podmienkach dosahuje pomerne nízku účinnosť. Jednou z možností jej zvyšovania je namiesto jednosmerného elektrického prúdu zaviesť do elektrolyzéra prerušovaný prúd s frekvenciou prerušovania 40 Hz až niekoľko desiatok kilohertzov. To prináša efektívnejšie využitie elektrickej energie pri rozklade vody na vodík a kyslík. Článok pojednáva o možnostiach a praktických dôsledkoch využívania prerušovaného elektrického prúdu pri elektrolýze. Podáva výsledky prevedeného experimentu a porovnáva dosiahnutú účinnosť procesu s klasickou elektrolýzou jednosmerným prúdom pri rovnakých podmienkach. Poukazuje na prínos uvedeného spôsobu elektrolýzy, ktorým je zvýšenie efektivity.

SKOPEC P., HRDLIČKA J., VODIČKA M.
Zkušenosti s oxy-fuel spalováním ve stacionární fluidní vrstvě
Oxy-fuel spalování je jednou z možných cest vedoucích ke snižování emisí vyprodukovaného oxidu uhličitého ze stacionárních energetických spalovacích zdrojů. Tento článek pojednává o využití této technologie při spalování uhlí v kotli se stacionární fluidní vrstvou. Z teoretického porovnání oxy-fuel spalování a spalování vzduchem vyplývá významný závěr, že při konstantním příkonu v palivu není možné nastavit stejnou teplotu fluidní vrstvy a zároveň stejný průtok fluidačního média při vzduchovém a oxyfuel režimu. Tento fakt je rovněž potvrzen měřením na 30 kW experimentálním reaktoru.

ZACH B., POHO ŘELÝ M., ŠYC M., SVOBOBA K., PUN ČOCHÁ Ř
Návrh za řízení na testování katalytických filtr ů pro čištění spalin zařízení na energetické využití odpadu
Příspěvek se zabývá návrhem experimentálního zařízení pro testování katalytické filtrace. Katalytické filtry umožňují současné odstraňování tuhých znečišťujících látek (TZL), sorpci kyselých plynů, selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku (SCR) a katalytickou destrukci organických látek. Tato technologie je zamýšlena především pro malá zařízení na energetické využití odpadů a pro teplárny. Může umožnit jejich vznik právě díky možnosti zbavovat spaliny více skupin znečišťujících látek v jednom kroku, absenci produkce odpadní vody a možnost použití selektivní katalytické redukce bez nutnosti přihřívání spalin.