Sborník přednášek z konference Energie z biomasy XVIII
Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
Vydání: první
Rok vydání: 2017
Náklad: 40 ks
Počet stran: 138
ISBN 978-80-214-5584-9
        
Články lze stahovat jednotlivě v obsahu pod jejich názvy nebo je pod tímto odkazem celý sborník.
                                     
O b s a h

HAVLÍK J., DLOUHÝ T.
Snižování energetické náročnosti sušení biomasy
Článek se zabývá sušením biomasy. Sušení je energeticky náročný proces, proto se při výběru vhodného typu sušky musí brát v úvahu energetická náročnost jednotlivých typů sušení.  Pro biomasu se nabízí využití kontaktní bubnové sušky. Na experimentální parní kontaktní sušce byla provedena série experimentů, jejichž cílem bylo ověření vhodnosti použití tohoto způsobu sušení pro mokrou biomasu. Testovaným materiálem byla čerstvá dřevní štěpka s vlhkostí 62 až 66 %. Na základě experimentálních výsledků 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. Navíc při kontaktním způsobu sušení vzniká brýdová pára, která má dostatečně vysokou teplotu a tedy i tepelný potenciál pro následné energetické využití, čímž je možné dále zvýšit energetickou efektivitu celého systému.
        
HRDLIČKA J.
Využití recirkulace spalin při spalování biomasy
Příspěvek prezentuje experimentální kvantifikaci vlivu recirkulace spalin u 100 kW kotle na dřevní štěpku v různém zapojení do primárního a sekundárního vzduchu a v různých poměrech na emise NOx a CO, tepelnou účinnost kotle a teplotu na konci ohniště. Výsledky ukazují, že v případě plynných znečišťujících látek lze dosáhnout přibližně 50 % redukci při cca 15 % recirkulace spalin do primárního vzduchu. Vliv na účinnost kotle je relativně malý, nicméně s použitím recirkulace spalin dochází k jejímu snížení.
      
JECHA D.
Nová legislativa pro spalovací zařízení
V posledních letech se evropská unie snaží vytvořit celou řadu referenčních dokumentů o nejlepších technikách (BREF angl. Reference Document on Best Available Techniques) a určit nejlepší dostupné technicky (BAT angl. Best Available Techniques) pro jednotlivé průmyslové odvětví. Cílem těchto dokumentů je popsání jednotlivých technologií a nastavit rovnováhu v úrovni produkovaných emisí z jednotlivých emisí. Článek se zaobírá pouze malým spektrem popisované činnosti a to emisními limity ve spalinách vypouštěnými velkými spalovacími zdroji.  Jsou zde uvedeny emisní limity platné dle české legislativy, která byla převzata z nařízení evropské unie dle prvního dokumentu o velkých spalovacích zdrojích, a jsou porovnána s novými navrhovanými emisními limity v revidovaném dokumentu BAT o velkých spalovacích zdrojích.
     
JÍLKOVÁ L., CIAHOTNÝ K., VÁLEŠ J., KUSÝ J., ANDĚL L.
Kopyrolýza uhlí a látek bohatých na vodík
Vysoká škola chemicko‑technologická a Výzkumný ústav pro hnědé uhlí spolupracují na výzkumu pyrolýzy různých materiálů již 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 na výtěžky a složení jednotlivých pyrolýzních produktů.
    
KIELAR J., PEER V., NAJSER J., FRANTÍK J.
Termochemická konverze paliv a využití plynu v KGJ
Tento článek se zabývá termochemickou konverzí paliv v pyrolýzní jednotce, umístěné v technologickém centru v Ostravě (TCO), PYROMATIC 250. Popisuje, jak probíhá konverze v jednotce. U všech pyrolyzních produktů bylo následně stanoveno jejich složení. Celý proces pyrolýzy byl řízen tak, aby se plyn následně dal využít v KGJ. Plyn po předčištění pokračoval do čističky plynu. Tento plyn byl poté uskladněn v hlubinném zásobníku a následně spálen na havarijním hořáku plynu.
    
KOHUT J., NAJSER J., FRANTÍK J., MÍKA J.
Zvýšení účinnosti výroby stlačeného vzduchu v kompresorových stanicích pomocí ORC systému
V současnosti je na celosvětovém trhu poměrně velké množství výrobců kompresorů. Ověřené velké značky a renomovaní výrobci se v posledních 20-ti letech výrazně zaměřili na zvýšení účinnosti kompresorů a snížení energetické náročnosti výroby stlačeného vzduchu. Výsledkem jsou nové typové řady strojů využívající moderní technologie - např. motory s premanentními magnety, přesné regulace otáček motorů, chlazení a řídící systémy s propracovanými algoritmy. Tyto inovativní snahy vedly k úsporám na spotřebované elektrické energii v řádu 10 - 15  %. V případě správné volby typu kompresoru a jeho optimální aplikace je možno docílit i dalších 30 až 50 % úspory na provozních nákladech.
      
KRIŽAN P., MATÚŠ M., BENIAK J., BÁBICS J.
Vplyv frakčného zloženia vstupnej suroviny a kvality smrekových peliet na spaľovací proces v domácich kotloch
Cieľom tohto príspevku je poukázať na vzťah medzi kvalitou peliet, ktorá je reprezentovaná hlavne fyzikálnymi vlastnosťami peliet a spaľovaním peliet zo smrekových pilín. Hlavným cieľom tejto štúdie je určiť vzťah medzi rozložením veľkosti častíc smrekových pilín, ktoré ovplyvňuje kvalitu peliet a emisie znečisťujúcich látok, ktoré vznikajú pri ich spaľovaní v domácom peletovacom kotly. Výsledky prezentované v tomto príspevku vznikli zo vzájomnej medzinárodnej spolupráce Strojníckej fakulty STU v Bratislave a Instituto Superior Tecnico v Lisabone. Hlavné závery tejto štúdie sú: 1. všetky študované pelety spĺňali fyzikálne a mechanické požiadavky na nepriemyselné pelety; 2. veľkosť častíc surovej biomasy ovplyvnila fyzikálne a mechanické vlastnosti peliet; a 3. emisie plynných a PM nie sú významne ovplyvnené distribúciou veľkosti častíc suroviny používanej na výrobu peliet.
       
LEŠTINSKÝ P., KOUTNÍK I., GRYCOVÁ B., PRYSZCZ A., PLÁNKOVÁ K., ZIKMUND Z.
Získávání vodíku z dřevní biomasy
Mikrovlnný ohřev je často označován jako ohřev budoucnosti a stále proniká do dalších a dalších aplikací. Příspěvek se zabývá využitím mikrovlnné pyrolýzy při získávání vodíku z dřevní biomasy. V kombinaci s vhodným katalyzátorem bylo dosaženo až 45 % účinnosti získávání vodíku z původní biomasy. Použití katalyzátoru významně napomohlo ke štěpení dehtů a suchému reformování oxidu uhličitého a metanu na vodík a oxid uhelnatý.
              
LISÝ M., JECHA D., BALÁŠ M., NAJSER J.
Vlastnosti agropelet a jejich dopad na produkci emisí
Příspěvek shrnuje základní výsledky studie základních vlastností agropelet, popřípadě dřevních pelet, aby mohlo dojít ke srovnání jednotlivých vlastností. Pelety využívané v ČR můžeme rozdělit na 2 velké skupiny – dřevní a nedřevní (agropelety). Zatímco dřevní pelety jsou hojně využívány i v zařízeních o malých výkonech, prakticky veškerá spotřeba pelet nedřevních je realizována v sektoru velké energetiky, tedy v teplárnách a elektrárnách.
              
MATÚŠ M., KRIŽAN P., BENIAK J.
Konštrukcia dvojkomorového závitovkového lisu pre produkciu brikiet z biomasy
The goal of this paper is to present a new patented design of screw press, which satisfies all requirements for modularity and control of parameters. It allows optimizing this process for different types of raw materials and achieving high quality production. Results of experimental research of densification process then allow the engineering design of the production machine tailor-made to the customer, while being able to minimize investment, energy and operating costs. The developed design of screw press is unique in its modularity and high reliability.
       
MATÚŠ M., KRIŽAN P., BENIAK J., BÁBICS J.
Výskum vlastností kompozitného paliva zo zmesi fytomasy a dendromasy
Tlak na diverzifikáciu surovinovej základne tuhých biopalív vo svete neustáva. Obrovský no doposiaľ málo využívaný energetický potenciál predstavuje odpad z poľnohospodárskej produkcie a následného spracovania. Využitie takéhoto rastlinného odpadu prináša mnohé technické problémy. Príspevok je orientovaný na výskum zvyšovania fyzikálnych a mechanických ukazovateľov kvality kompozitných peliet na báze zmesi slnečnicových šupiek a smrekových pilín. Realizované experimenty preukázali, že zvyšovaním podielu drevnej hmoty v slnečnicových šupkách je možné takúto homogenizovanú zmes nielen úspešne transformovať do paliva vo forme peliet (pri čistých šupkách to predstavuje značný problém), ale zvyšujú sa aj kvalitatívne parametre samotného paliva.
         
MILČÁK P., UHRÍK P.
Efektivní využití kogeneračních jednotek v sítích – Smart heating and cooling networks
Příspěvek je zaměřen na popis implementace kogeneračních jednotek 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. Kogenerační jednotky mohou vystupovat jako zdroje elektřiny a tepla na bázi spalování zemního plynu, ale mohou být rovněž součástí koncepce většího technologického celku, jako např. bioplynová stanice, čistírna odpadních vod atd… Příspěvek by měl poukázat na jednotlivá specifika při implementaci kogeneračních jednotek dle typu spalovaného paliv a charakteru provozu.
          
MOŠKO J., POHOŘELÝ M., SKOBLIA S., BEŇO Z., SVOBODA K., VÁCLAVKOVÁ Š., BRYNDA J., LARKHAYEVA K., ZACH B., ŠYC M.
Pyrolýza stabilizovaného čistírenského kalu: vlastnosti produktů
Přímá aplikace stabilizovaného čistírenského kalu na zemědělskou půdu je v současné době problematická už i kvůli významnému obsahu detekovatelných organických mikropolutantů. Pro využití kalu v zemědělství je pak nutná správná úprava kalu, která by měla potlačit jeho nevyhovující vlastnosti a vytvořit tak materiál vhodný pro aplikaci do půdy. Jedním z možných postupů úpravy je pomalá pyrolýza. V této práci byl studován vliv teploty pyrolýzy (400-800 °C) na materiálovou a energetickou bilanci a na složení a vlastnosti pyrolýzních produktů. S rostoucí teplotou pyrolýzy klesal výtěžek pevného zbytku (biocharu), výtěžek oleje (dehtu) nejdříve rostl a pak klesal a výtěžek plynu rostl. Dále bylo prokázáno, že složení hlavních produktů, biocharu a pyrolýzního plynu, je silně závislé na teplotě pyrolýzy.
            
PEER V., NAJSER J., FRANTÍK J., MAŠEK D.
Termické zhodnocení paliv
V současnosti je širší využití pyrolyzních technologií omezeno kvůli složitějšímu uplatnění jednotlivých produktů pyrolýzy na trhu. Nicméně tento způsob zpracování různých druhů materiálů přináší také výhody v podobě produkce surovin pro chemické účely.
            
SKOPEC P., HRDLIČKA J., HRDLIČKA F., DLOUHÝ T., VODIČKA M.
Prototyp roštového kotle pro spalování rostlinných pelet
Článek se zabývá spalováním rostlinných pelet v prototypu roštového kotle. Paliva rostlinného původu jako zemědělské odpady či cíleně pěstované energetické plodiny jsou důležitá při zvyšování podílů obnovitelných zdrojů energie, ovšem sklon jejich popelovin ke spékání komplikuje jejich použití. Uvedený prototyp roštu umožňuje efektivně, ekologicky a uživatelsky přívětivě spalovat tento typ paliv. V článku jsou uvedeny výsledky měření emisí oxidu uhelnatého, oxidů dusíku, celkového organického kyslíku a tuhých znečišťujících látek a je provedeno porovnání se současnými legislativními požadavky.
     
SVÁTEK M., KRIŽAN P .
Návrh postupov pri vyhodnocovaní experimentov špeciálnych druhov materiálov
V uvedenom príspevku sme sa bližšie zamerali na postupy pri vyhodnocovaní experimentov špeciálnych druhov materiálov. Pre bližšie určenie v tomto prípade rozumieme pod pojmom špeciálny materiál taký materiál, ktorý je zmesou iných, prípadne materiál, ktorý je potrebné testovať počas plnej prevádzky, resp. bez prerušenia výrobného procesu. V jednotlivých kapitolách sa zameriame na návrhy experimentov pri takýchto druhoch materiálov a tiež na ich vyhodnotenie. Rovnako definujeme podmienky za akých je možné uvedené experimenty realizovať.
             
VODIČKA M., HAUGEN N. E., GRUBER A., HRDLIČKA J., SKOPEC P.
Vznik NOX při oxy-fuel spalování v bublinkující fluidní vrstvě - modelování a experimentální ověření
Tento článek předkládá numerické a experimentální výsledky tvorby NOX při oxy-fuel spalování v 30 kWth laboratorním kotli s bublinkující fluidní vrstvou. Numerický model je založen na výpočtu reakční kinetiky homogenních reakcí prchavé hořlaviny a produktů spalování pevné hořlaviny pomocí reakčního modelu GRI-mech 3.0. Byla vyhodnocována závislost tvorby NOX na teplotě fluidní vrstvy a na přebytku okysličovadla, přičemž jak výsledky experimentů, tak výstupy z numerického modelu vykazovaly značnou citlivost na přebytek kyslíku, kdy zvýšený obsah kyslíku ve spalinách podpořil oxidaci prekurzorů NOX a tím tvorbu NOX. Oproti tomu změna teploty v rozsahu typickém pro kotle s bublinkující fluidní vrstvou (840 – 960 °C) neměla na tvorbu NOX jednoznačný vliv. Z výstupů numerického modelu však vyplývá, že při dalším zvyšování teploty by docházelo k postupnému zvyšování koncentrace NOX. Shoda numerických a experimentálních výsledků poukazuje na to, že vytvořený numerický model může být vhodným nástrojem k detailnímu zkoumání mechanismu vzniku NOX.
            
ZACH B., POHOŘELÝ M., ŠYC M., KULAVIAK L., SAMUSEVICH O., MOŠKO J., SVOBODA K., PUNČOCHÁŘ M.
Dávkování jemně mletého hydrogenuhličitanu sodného do spalin za účelem záchytu SO2
Příspěvek pojednává o problematice dávkování jemně mletého hydrogenuhličitanu sodného do spalin v laboratorním měřítku s ohledem na velikost částic a reologické vlastnosti dávkovaného materiálu. Následně je představen navržený dávkovací systém .