Sborník přednášek z konference Energie z biomasy XXIII
Vydavatel: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství
Vydání: první
Rok vydání: 2023
Počet stran: 93
ISBN: 978-80-214-6210-6

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

O b s a h

BENIAK Juraj, KRIŽAN Peter, MATÚŠ Miloš
Výpočet reznej sily dezintegračných zariadení
Dezintegrácia je užitočný koncept spracovania odpadu, hlavne v prípade objemovej minimalizácie a homogenizácie materiálu. Tento proces je veľmi komplikovaný. Z hľadiska dezintegrácie sa nedá jednoducho povedať, že materiál bol strihaný, štiepaný alebo delený v akejkoľvek inej forme. Z tohto dôvodu je aj zložité matematicky popísať tento proces a navrhnúť schému na výpočet reznej sily. Existuje mnoho foriem na výpočet tejto sily, ale výsledky sú veľmi odlišné. Témou tohto príspevku je špecifikácia základného vývodu pre výpočet reznej sily a štruktúry matematického modelu

BENIAK Juraj, KRIŽAN Peter, MATÚŠ Miloš
Modulárna koncepcia dezintegračných zariadení
Aktuálna doba a nová legislatíva nás motivujú premýšľať o nutnosti zaoberať sa spracovaním odpadu rôznych typov. Jednou možnosťou a krokom v tomto procese je minimalizácia objemu odpadu, čo zjednodušuje jeho ďalšie spracovanie a dlhodobé skladovanie na skládkach odpadu. Minimalizáciu je možné dosiahnuť rôznymi spôsobmi a prostriedkami. Použiť môžeme nožové mlyny na menej pevné materiály, kladivové mlyny alebo drviace zariadenia, ktoré sú vhodné pre spracovanie širokej škály materiálov.

 

HAVLÍK Jan, DLOUHÝ Tomáš, ŠNEBERGER Vít
Využití kombinace vlhčení spalovacího vzduchu a kondenzace spalin u kotlů na biomasu
Tento článek se zabývá využitím kombinace vlhčení spalovacího vzduchu a kondenzace spalin u kotlů na biomasu. V systému zvlhčovač spalovacího vzduchu – kotel na biomasu - kondenzátor spalin je pro předehřev a vlhčení spalovacího vzduchu ve sprchovém zvlhčovači využito rekuperované teplo z kondenzace vodní páry ze spalin ve sprchovém kondenzátoru. Na základě energetické bilance tohoto systému je vyhodnocena úsporu paliva oproti samostatně provozovanému kotli v řádu jednotek procent s dalším potenciálem využití skupenského tepla spalin ve spalinovém kondenzátoru o dostatečné teplotní úrovni pro externí dodávku tepla např. do systému CZT.

 

JEZERSKÁ Lucie, GELNAR Daniel, PROKEŠ Rostislav, ŽÍDEK Martin, SÝKOROVÁ Veronika
Dopravní procesy pelet v prostředí DEM
Využití biomasy pro energetické využití je úzce spojeno s její dopravou a následnou procesní úpravou. S růstem jejího významu se rozvíjí také inovativní technologie zaměřené, mimo jiné, na procesní chování vyrobených palivových pelet od vstupní úpravy, přes transport až po skladování. Tento příspěvek se proto zaměřuje na možnosti řešení dynamického chování biopelet během transportních procesů. Potřeba výroby nových a úpravy stávajících přepravních zařízení levněji a rychleji vede k novým metodám projektování. Jedná se o virtuální vývoj a testování přepravních zařízení. Tímto je předcházeno vzniku chyb a havárií a s tím souvisejícího zdražování vývoje a výroby skutečných prototypů. Modelování je komplikováno především tím, že materiál v průběhu zpracování mění své mechanickofyzikální vlastnosti. Nově navrhovaná zařízení a procesy musí být na tyto změny připraveny, aby se zabránilo selhání kontinuity toku.

 

KRIŽAN Peter, MATÚŠ Miloš, SVÁTEK Michal
Vplyv interakcie veľkosti frakcie materiálu s lisovacím tlakom počas lisovania vybraných odrôd rýchlorastúcich vŕb
Zámerom príspevku je prezentovať výskumné zistenia týkajúce sa vzťahov medzi technologickými a materiálovými premennými počas lisovania pilín z rýchlorastúcich vŕb. Vo všeobecnosti v procese lisovania biomasy, technologické a materiálové premenné významne ovplyvňujú tento proces a tým aj výslednú kvalitu biopalív. Hlavným cieľom prezentovaného experimentálneho výskumu je určiť vplyv a vzťah medzi lisovacím tlakom a veľkosťou častíc vstupného materiálu. Tieto veličiny ovplyvňujúce mechanickú úpravu rýchlorastúcich vŕb, ovplyvňujú aj samotný proces lisovania a tiež hodnoty lisovacích síl a ich rozloženie v lisovacej komore. Vyššie uvedený vplyv týchto premenných možno pozorovať pri lisovaní prostredníctvom ukazovateľov kvality. Experimentálne výsledky výskumu boli získané pomocou jednoosového lisovania. Stanovil sa vplyv veľkosti častíc v interakcii s lisovacím tlakom na výslednú hustotu výliskov a tým aj na veľkosť pôsobiacich síl. Tu prezentované experimentálne výsledky výskumu dokazujú význam a opodstatnenosť tohto výskumu z pohľadu výroby biopalív a tiež z pohľadu konštrukcie lisovacích strojov.

 

MATÚŠ Miloš, ŠVECOVÁ Miroslava, KRIŽAN Peter, BENIAK Juraj, PAJTINKA Lukáš
Výskum energetického využitia kompozitných peliet na báze agroodpadov
Vzhľadom na celosvetový enormný nárast dopytu po tuhých biopalivách spôsobený energetickou krízou, ako aj obmedzenými kapacitami produkcie, ale predovšetkým limitovanými zdrojmi drevnej suroviny ukazujú, že celosvetová produkcia drevných peliet nedokáže v budúcich rokoch pokryť dopyt. Cieľom príspevku je experimentálne potvrdiť vhodnosť energetického využitia špecifických druhov odpadovej biomasy rastlinného pôvodu – pšeničná slama, slnečnicové šupky, digestát a kakaové šupky. Publikovaný výskum sa venuje ich jednodruhovému využitiu ako aj kompozitnému za účelom zvýšenia kvalitatívnych parametrov takéhoto paliva.

 

ŠVECOVÁ Miroslava, MATÚŠ Miloš, PAJTINKA Lukáš
Hodnotenie mechanických parametrov kompozitného biopaliva na báze digestátu z bioplynových staníc
Neustále sa zdôrazňuje potreba diverzifikácie surovinovej základne tuhých biopalív vo svete, a to najmä kvôli obrovskému, ale zatiaľ málo využívanému energetickému potenciálu, ktorý predstavuje odpad z bioplynových staníc. Proces anaeróbnej digestácie organického odpadu vedie k tvorbe bioplynu a vzniká aj digestát. Príspevok sa zameriava na výskum zvyšovania fyzikálnych a mechanických ukazovateľov kvality kompozitných peliet na báze zmesi digestátu a smrekových pilín. Výskum si kladie za cieľ optimalizovať hmotnostný pomer surovín na základe dosiahnutých výsledkov parametrov kvality. Skúmané boli zmesi s rôznymi hmotnostnými podielomi digestátu a drevnej zložky. Kvalita týchto palivových peliet bola vyhodnocovaná prostredníctvom normou definovaných parametrov – hustota peliet, sypná hmotnosť, mechanická odolnosť, mechanická odolnosť. Výsledky experimentov preukázali, že s rastúcim podielom digestátu sa zvyšuje sypná hmotnosť peliet, no všetky vzorky splnili normu pre sypnú hmotnosť drevných peliet. Mechanická odolnosť peliet stúpa s klesajúcim podielom digestátu, pričom pelety obsahujúce smrekovú pilinu dosahujú vyššiu mechanickú odolnosť. Tvrdosť peliet sa líši podľa zloženia, pričom pelety s obsahom smrekovej piliny vykazujú vyššiu tvrdosť v porovnaní s peletami čistého digestátu. Tieto výsledky poskytujú relevantné informácie o kvalite a účinnosti pevných biopalív vyrobených z digestátu a smrekovej piliny.

 

ŠVECOVÁ Miroslava, LACHMAN Jakub, MATÚŠ Miloš, PAJTINKA Lukáš
Experimentálny výskum chemicko-termických parametrov kompozitného biopaliva na báze digestátu
S narastajúcim dopytom po udržateľných energetických riešeniach a spracovaní organického odpadu sa biopalivá stávajú kľúčovými zdrojmi energie. Tento experimentálny výskum sa sústredíl na chemicko-termické parametre kompozitného biopaliva na báze digestátu. Analýza týchto parametrov je nevyhnutným prvkom hodnotenia efektivity, ekonomickej udržateľnosti a environmentálnych dopadov nových energetických riešení. Experimentálne získané poznatky o obsahu popola, tečení popola a emisiách počas spaľovania sú kľúčové pre hodnotenie využitia tohto biopaliva v energetických aplikáciách a pre zhodnotenie jeho environmentálneho vplyvu. Zvlášť dôležité sú výsledky týkajúce sa obsahu popola, ktoré ukázali vzrastajúci trend s nárastom podielu digestátu vo vzorkách. Experimentálne stanovené charakteristiky tečenia popola a emisie NOx, SO2, CO a TOC súviseli s kvalitou spaľovania a obsahom digestátu. Celkovo je tento experimentálny výskum cenným zdrojom informácií pre vývoj a optimalizáciu energetických systémov využívajúcich toto biopalivo, s ohľadom na energetický výkon a environmentálny vplyv.

 

ŠVECOVÁ Miroslava, PAJTINKA Lukáš, MATÚŠ Miloš
Ekonomické posúdenie produkcie kompozitných peliet na báze digestátu z bioplynových staníc
S narastajúcimi environmentálnymi výzvami sa zvyšuje význam využívania bioplynových staníc na spracovanie organického odpadu. Tento príspevok sa zameriava na ekonomické hodnotenie výroby kompozitných peliet z digestátu, vedúceho k hľadaniu nových trhových príležitostí a udržateľnému využitiu obnoviteľného zdroja energie. Analýza vychádza z porovnania výrobných nákladov pri rôznych podieloch digestátu vo vzorke a hodnoty spalného tepla peliet. Výsledky ukazujú, že kompozitné peliety s vyšším podielom digestátu môžu byť ekonomicky konkurencieschopné na trhu, pokiaľ sú náklady na digestát obmedzené na stanovenú úroveň. Napriek teoretickému základu analýzy poskytujú tieto výsledky dôležitý pohľad na ekonomické faktory spojené s výrobou peliet z digestátu a môžu slúžiť ako východisko pre ďalšie diskusie a analýzy v oblasti využitia tohto biopaliva.

 

VODIČKA Matěj, HRDLIČKA Jan, HRUŠKA Matyáš
Spalování stabilizovaného čistírenského kalu v ohništi s bublinkovou fluidní vrstvou
Cílem této práce bylo experimentální ověření možnosti spalování sušeného stabilizovaného čistírenského kalu v ohništi s bublinkovou fluidní vrstvou. Byly stanoveny fyzikální vlastnosti popele spalovaného kalu stěžejní pro posouzení jeho schopností k vytvoření fluidní vrstvy (rozměrová analýza, stanovení hustoty, sféricity a charakteristických fluidačních rychlostí). Výsledkem je zhodnocení, že vlastní popel daného kalu velmi dobře plní funkci materiálu fluidní vrstvy. Dále byly provedeny spalovací zkoušky, jejichž cílem bylo ukázat vliv základních parametrů spalovacího procesu v ohništi s bublinkovou fluidní vrstvou (teplota vrstvy, globální stechiometrie okysličovadla, stupňovitý přívod vzduchu) na tvorbu plynných znečišťujících látek. Dále bylo stanoveno složení vzniklého popele. Daný čistírenský kal je možné v ohništi s bublinkovou fluidní vrstvou velmi dobře spalovat. Změřené vysoké koncentrace kyselých plynů indikují, že v případě průmyslového spalování čistírenských kalů by bylo nezbytné použití vypírky spalin pro splnění emisních limitů. Výsledky také ukazují, že emisní limity pro oxidy dusíku by potenciálně mohlo být možné dodržet pouze pomocí primárních opatření. Vzniklý popel je velmi bohatý na fosfor (obsahuje až 21 % hm. P2O5). Obsahuje však také nadlimitní koncentrace škodlivých látek, takže by fosfor z popele musel být separován a samotný popel by nemohl být přímo použit jako hnojivo.

 

ZLEVOROVÁ Tereza, PRCHAL Miroslav , BALÁŠ Marek, ZLÁMALOVÁ GARGOŠOVÁ Helena
Koncentrace PAH na částicích při spalování torefikované biomasy
Torefakcí dochází ke zlepšení mechanických vlastností a výhřevnosti i méně kvalitní biomasy, která tak může představovat jednu z alternativ k fosilním zdrojům. Díky tomu se jí dostává čím dál více pozornosti i v zahraničních studiích, které se často omezují na spalování torefikovaných materiálů v laboratorních podmínkách. Cílem tohoto příspěvku bylo závěry rozšířit pro reálná spalovací zařízení a doplnit je o analýzu PAH na částicích zachycených na filtrech. Během experimentu došlo při spalování torefikované biomasy v kotli na tuhá paliva k nárůstu koncentrace CO ve spalinách a celkové koncentrace PAH na částicích. Pozorované změny ovšem nelze připisovat vlivu termické úpravy paliv, ale spíš vlivu nedokonalého spalování.