Sborník přednášek z konference Energie z biomasy XVII
Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
Vydání: první
Rok vydání: 2016
Náklad: 45 ks
Počet stran: 130
ISBN 978-80-214-5441-5
        
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.
Mechanická úprava druhotných surovín procesom dezintegrácie
Takmer každá výroba produktov alebo polotovarov je podmienená prípravou a úpravou vstupnej suroviny. Môže sa jednať o primárnu výrobu zo surovinovej základne, ale tiež o výrobu s využitím druhotných surovín. Predovšetkým ide o zmenšenie a homogenizáciu štruktúry vstupnej suroviny, aby sme ju dostali do požadovanej veľkosti, tvaru a zrovnomernili štruktúru v celom spracovávanom objeme materiálu. Prezentovaný článok opisuje prehľad existujúcich dezintegračných zariadení, ich rozdelenie, možnosť modulárnej stavby a algoritmus výberu a zostavovania modulárnej konštrukcie dvojrotorových dezintegračných zariadení.
        
BEŇO Z., SKOBLIA S., POHOŘELÝ M.
Možnost aplikace primárních opatření u generátorů s pevným ložem
Přítomnost dehtu v plynu je jedním z největších problémů v oblasti zplyňování biomasy. Příspěvek se zabývá možností aplikace primárních opatření u zplyňovacích generátorů s pevným ložem zaměřených především na minimalizaci obsahu dehtu v plynu. V příspěvku jsou diskutovány především možnosti konstrukčních úprav generátoru a jejich dopad na požadavky minimální kvality použitých paliv a vlastnosti produkovaného plynu.
      
HAVLÍK J., DLOUHÝ T.
Provozní charakteristiky kontaktní parní sušky na biomasu
Článek se zabývá kontaktním způsobem sušení biomasy. Na rotační parní sušárně byla provedena série experimentů, jejichž cílem bylo ověření vhodnosti použití tohoto způsobu sušení pro mokrou biomasu a určení přenositelných kritérií pro návrh nových zařízení. Testovaným materiálem byla čerstvá dřevní štěpka s vlhkostí 62 až 66 %. Experimentálně byly určeny následující provozní charakteristiky sušky: sušící křivka popisující průběh procesu, měrná plošná odpařivost sušky, měrná objemová odpařivost sušky a energetická náročnost sušení. Na základě experimentálních výsledku lze konstatovat, že spotřeba energie je ve srovnání s běžně používanými typy průmyslových sušek výrazně nižší a uvedený typ sušky je pro nehomogenní materiály, jako je dřevní štěpka, vhodný.
     
JECHA D.
Experimentální jednotky pro čištění
V dnešní době zvýšeného zájmu o problematiku ochrany životního prostředí je nutné také řešit problematiku nakládání s odpady. Odpady, které nelze bezprostředně materiálově využít, může být nakládáno celou řadou postupů, od pouhého skládkování až po procesy termického rozkladu. Tyto procesy jsou nejen nutné z důvodu detoxikace a pro zamezení nadměrného zatížení životního prostřední, ale současně se odpady stávají druhotným energetickým zdrojem. Ovšem i termické způsoby mají svá úskalí. Patří mezi ně emise do ovzduší, zbytkové odpady a znečištění vod. Emise do ovzduší představují znečisťující látky ve spalinách, které vznikají procesem spalování odpadu a mají nebezpečné vlastnosti. Mezi zbytkové odpady zahrnujeme produkty, které vznikají spálením odpadu a patří zde zejména popeloviny. Zařízení na čištění spalin mohou produkovat sekundární odpad ve formě odpadní vody, která obsahuje širokou škálu rozpuštěných znečišťujících látek.
    
JÍLKOVÁ L., CIAHOTNÝ K., VALEŠ J., KUSÝ J., ANDĚL L.
Pyrolýza směsí hnědého uhlí a vybraných druhů odpadní biomasy
Vysoká škola chemicko‑technologická a Výzkumný ústav pro hnědé uhlí spolupracují na výzkumu pyrolýzy různých materiálů už několik let. Tento příspěvek se zabývá katalytickou kopyrolýzou hnědého uhlí a vybraných druhů odpadní biomasy (extrahovaných řepkových pokrutin, slupek ze slunečnicových semen a lihovarských výpalků). Předmětem zkoumání byl vliv použité biomasy a zapojení termicko-katalytického reaktoru katalyzátoru na bázi Ni‑W na pyrolýzní produkty.
    
KIELAR J., PAVLÍK P., NAJSER J., FRANTÍK J.
Návrh možností stanovení optimální doby zdržení v procesu pyrolýzy
Článek se zabývá volbou vhodného systému a realizací metody měření online hmotnostního úbytku na laboratorní pyrolýzní jednotce umístěné v Ostravě Vítkovicích (TCO). Při volbě vhodného systému měření je upřednostněna především přesnost, opakovatelnost, jednoduchost, možnost implementace do stávajícího zařízení a náklady na realizaci všech úprav. Dále obsahuje stručný popis jednotky a popis průběhu testu. Závěr je věnován možnostem využití jednotky do budoucna.
      
KRIŽAN P., MATÚŠ M., BENIAK J., BALÁŠ M., LISÝ M.
Expertná analýza zhutňovania slnečnicových šupiek
Cieľom tohto príspevku je prezentovať výsledky výskumu definovania základných vzťahov medzi technologickými a materiálovými parametrami počas zhutňovania slnečnicových šupiek. Vo všeobecnosti je proces zhutňovania ovplyvňovaný viacerými parametrami, ktoré významne ovplyvňujú aj výslednú kvalitu výliskov. Tieto parametre ovplyvňujú jednak proces samotnej úpravy a spracovania slnečnicových šupiek, zhutňovanie, ale aj energetické zhodnocovanie výliskov zo slnečnicových šupiek. V prípade zhutňovania slnečnicových šupiek je základným problémom charakter materiálu, jeho zloženie a štruktúra. Preto je veľmi dôležitou výskumnou úlohou definovať vzájomné vzťahy medzi ovplyvňujúcimi parametrami a kvantifikovať ich vplyv na výslednú kvalitu výliskov. Hlavným cieľom výskumnej úlohy je stanoviť vplyv lisovacieho tlaku, vplyv lisovacej teploty a vplyv veľkosti vstupnej frakcie na výslednú kvalitu výliskov. Výsledky výskumu prezentované v predloženom príspevku boli získané jednoosovým lisovaním na vertikálnom experimentálnom stende a taktiež lisovaním prostredníctvom peletovacieho lisu s dokovou matricou. Vplyv uvedených parametrov bol vyhodnocovaný vzhľadom k výslednej hustote výliskov, čo je jedene zo základných ukazovateľov kvality výliskov. Taktiež bola stanovená dilatácia výliskov. Stanovenie vzájomným interakcií medzi ovplyvňujúcimi parametrami poukazujú na dôležitosť a opodstatnenosť realizovaného výskumu, jednak z pohľadu produkcie výliskov ale aj z pohľadu návrhu konštrukcie zhutňovacích strojov.
       
LISÝ M., BALÁŠ M., SEDLÁČEK D.
Energetické využití kávy
Káva je jednou z nejvýznamnějších zemědělských plodin na světě a je v prvních pěti globálních nejobchodovatelnějších komoditách. Nejběžnější zpracování je pražení, mletí a následná příprava nápojů. Z těchto operací zůstává pevný zbytek zvaný kávová sedlina – v angličtině spent coffee grounds. Cílem článku je studie energetického využití kávové sedliny. V rámci studie byly provedeny kompletní palivové rozbory a spalovací zkoušky. Výsledky jsou porovnány s výsledky spalování běžných dřevěných pelet.
              
MATÚŠ M., KRIŽAN P., BENIAK J.
Skúšky peletovania digestátu z bioplynových staníc
Príspevok pojednáva o energetickej využiteľnosti digestátu z bioplynových staníc. Opisuje priebeh skúšok a výsledky transformácie tohto vedľajšieho produktu do ušľachtilej formy tuhého biopaliva - peliet. Technologické podmienky procesu produkcie sú optimalizované vzhľadom k vyhodnocovaniu fyzikálno-mechanických vlastností produkovaných peliet.
              
MILČÁK P., KONVIČKA J., JASENSKÁ M.
Implementace bioplynové stanice do tepelné sítě
Příspěvek je zaměřen na popis implementace bioplynové stanice do softwareového prostředí pro „Smart Heating and Cooling Networks”. Cílem tohoto projektu je vytvoření softwareového nástroje pro přípravu provozu a optimalizaci nakládání s teplem/chladem v malých regionech. Bioplynová stanice v tomto případě představuje druh obnovitelného zdroje energiem který však má svá specifika provozu, jenž jsou nutná zohlednit při tvorbě implementačního projektu. Pro konkrétní bioplynovou stanici byl zpracován detailní výpočtový model, který je parametrizován zejména pro optimalizaci celkového výpočtového času.
       
MOŠKO J., POHOŘELÝ M., DURDA T., ZACH B., ŠYC M., SVOBOBA K.
Emise ze spalování suchého stabilizovaného čistírenského kalu v režimu oxy-fuel
Při čištění odpadních vod pomocí mechanicko-biologických technologií vzniká nevyhnutelně čistírenský kal. Kaly produkované komunálními čistírnami odpadních vod obvykle obsahují významné množství těžkých kovů a organických látek (POP, detergenty, farmaceutika, endokrinní hormony apod.), které komplikují jejich recyklaci, tj. jejich aplikaci do zemědělské či lesnické půdy. Alternativou k využití kalů v zemědělství a lesnictví je termické zpracování, zejména pak spalování kalů např. ve fluidní vrstvě. Mezi výhody spalování patří využití energetického obsahu kalu a podstatné zmenšení objemu původního odpadu. Příspěvek se zabývá spalováním čistírenského kalu v režimu oxy-fuel v reaktoru se stacionární fluidní vrstvou. Během spalování byl sledován vliv operačních parametrů jako spalovací teplota a obsah kyslíku ve spalovacím mediu na koncentrace NOx, N2O a SO2 ve spalinách opouštějících reaktor. Z výsledků vyplývá, že s rostoucí teplotou rostou emise NOx, klesají emise N2O a emise SO2 vykazují trend poklesu následovaného růstem. Zároveň bylo pozorováno, že s rostoucím obsahem kyslíku ve spalovacím mediu rostou emise SO2 a emise NOx mírně klesají.
         
OPATŘIL J., HRDLIČKA J., VODIČKA M., SKOPEC P., PILAŘ L.
Provozní parametry pilotní jednotky karbonátoru
Článek je zaměřen na matematický model karbonátoru, který je klíčovým zařízením v rámci post-combustion technologie, tzv. calcium loopingu spadajícího do skupiny CCS. Model simuluje jednotku zpracovávající spaliny z jednotky o výkonu 250 kWt. Karbonátor je koncipován jako cirkulační fluidní reaktor. Stěžejním prvkem matematického modelu je hydrodynamika, která dále významně ovlivňuje výpočet účinnosti záchytu. Pro cirkulační fluidní reaktor je velmi obtížné odhadovat potřebné parametry, které se mohou významně lišit od reálného zařízení. Především se jedná o axiální a radiální distribuci částic. Do modelu jsou implementovány rovnice popisující tyto parametry. Výstupem z modelu jsou základní provozní charakteristiky karbonátoru podávající představu o potřebném množství přiváděného čerstvého vápence a cirkulaci částic mezi reaktory.
          
SKOPEC P., HRDLIČKA J., VODIČKA M.
Porovnání experimentálních výsledků oxy-fuel spalování ve fluidní vrstvě s numerickým modelem
Oxy-fuel spalování je jednou z možných cest vedoucích ke snižování emisí vyprodukovaného oxidu uhličitého ze stacionárních energetických spalovacích zdrojů. V tomto článku jsou zanalyzována experimentálně získaná data ze dvou zařízení se stacionární fluidní vrstvou schopných pracovat v oxy-fuel režimu spalování a porovnána se stechiometrickými bilančními výpočty. Z porovnání vyplývá, že výsledky z měření velice dobře korespondují s teoretickými výpočty. V článku je rovněž zpracováno vyhodnocení přisávání vzduchu do spalovacího procesu, které se v případě menšího zařízení MiniFluid pohybuje na úrovni 5 až 10 %, v případě většího zařízení Golem na úrovni 10 až 15 %.
            
VODIČKA M., HRDLIČKA J., SKOPEC P.
Emise oxidů dusíku při oxyfuel spalování dřevních pelet v ohništi se stacionární fluidní vrstvou
Oxyfuel spalování je jednou z CCS technologií umožňujících záchyt oxidu uhličitého z proudu spalin, která využívá čistého kyslíku coby okysličovadla. V kombinaci se spalováním biomasy je o tomto procesu možné říci, že v celkové bilanci spotřebovává CO2 z atmosféry. Tento článek se zabývá experimentálním ověřením vzniku NOX při oxyfuel spalování dřevních pelet v laboratorním zařízení s bublinkující fluidní vrstvou o tepelném výkonu 30 kW. Emise NOX změřené při oxyfuel spalování jsou pomocí příslušné metodiky porovnány s výsledky ze vzduchového režimu. Byl vyhodnocován vliv teploty fluidní vrstvy a přebytku okysličovadla, zatímco fluidační rychlost byla udržována konstantní pomocí recirkulace spalin. Oproti spalování se vzduchem přináší oxyfuel spalování znatelný pokles emisí NOX.
            
ZACH B., POHOŘELÝ M., ŠYC M., SVOBOBA K., PUNČOCHÁŘ M. 
Čištění spalin ze zařízení na energetické využití odpadů pomocí sodných a vápenatých sorbentů
Příspěvek se zabývá vlastnostmi sodných a vápenatých sorbentů pro zachycování kyselých složek spalin ze zařízení na energetické využití odpadu. Důraz je kladen na porovnání vlastností sorpce při teplotách pod 250 °C a použití sorbentů v technologiích odstraňujících více polutantů v jednom kroku. Dále je věnována pozornost možnosti použití těchto sorbentů pro odstraňování více skupin polutantů v jednom kroku.