Ocena możliwości wykorzystania gazów niskokalorycznych w technologiach ograniczania emisji substancji szkodliwych z procesów spalania

• Autorzy: Werle S.

Warianty tytułu

EN

Assessment of the low calorie gases usage in the low emission combustion technologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu reburningu z wykorzystaniem gazu ze zgazowania biomasy odpadowej w kotle węglowym małej mocy. Pokazano wpływ paliwa dodatkowego na emisję tlenków azotu, a także innych zanieczyszczeń: WWA i CO. Dodatkowo przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych określania normalnej prędkości spalania gazu ze zgazowania biomasy odpadowej jako parametru determinującego możliwość stabilnego współspalania z węglem. Wyniki pokazują, że ilość emitowanych tlenków azotu w wyniku dodatku paliwa gazowego do komory spalania zmalała o ponad 30%. Jednocześnie wyniki analiz pomiaru WWA w spalinach pokazują, że także sumaryczna ilość WWA jest znacznie większa przy spalaniu samego węgla niż przy współspalaniu z gazem ze zgazowania osadów ściekowych. W ramach przeprowadzonych badań określono również wpływ procesu spalania na emisję CO. Analizując wyniki, można stwierdzić, że przy zwiększaniu ilości dodatkowego paliwa do komory spalania stężenie tlenku węgla rośnie. Jest to zjawisko, które obserwuje się w przypadku większości instalacji niskoemisyjnego spalania. W zakresie wyników badań eksperymentalnych normalnej prędkości spalania stwierdzono, że uzyskane wartości dla analizowanego gazu ze zgazowania osadów ściekowych są zgodne z obliczeniami teoretycznymi, prezentowanymi we wcześniejszych pracach z tego zakresu. Wyniki te jednoznacznie wskazują, że istnieje optymalny zakres parametrów współspalania gazu ze zgazowania biomasy niekonwencjonalnej, przy których możliwe jest prowadzenie procesu reburningu.

EN

The paper presents the results of experimental reburning process using gas from the gasification of waste biomass in small capacity coal-fired boiler. The effect of additional fuel on emissions of nitrogen oxides and other pollutants: PAHs and CO was analysed. Additionally, the results of experimental determination of the laminar flame speed of the waste biomass gasification gas as a parameter determining the possibility of a stable co-combustion with coal are presented. The results show that the amount of nitrogen oxides emitted by the addition of gaseous fuel into the combustion chamber decreased by over 30%. At the same time, the results of the measurement of PAHs in the flue gases show that the total amount of PAHs is much higher when burning the coal than through the co-combustion of gas from gasification process of sewage sludge. The impact of the co-combustion of gas in coal fired boiler on the emission of CO was also determined. It can be concluded that increasing the amount of additional fuel fed into the combustion chamber increases the concentration of carbon monoxide. It is a phenomenon that is observed in the majority of low emission combustion installations. In terms of the results of experimental studies of laminar flamespeed, it was found that the values obtained for the analyzed gas from gasification of sewage sludge are consistent with theoretical calculations presented in previous works in this field. These results clearly show that there is an optimal range of parameters co-combustion of biomass gasification gas from unconventional at which it is possible to carry out the process of reburning.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; gaz ze zgazowania; reburning; emisja CO; NOx; WWA; normalna prędkość spalania

EN

sewage sludge; gasification gas; reburning; CO; NOx; PAH emission; laminar flame speed

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 18, nr 1
• Strony: 55--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz.

Twórcy

autor

Werle S.

• Politechnika Śląska w Gliwicach, Instytut Techniki Cieplnej, ul. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Werle S., Sewage sludge gasification: theoretical and experimental investigation, Environ. Protect. Eng. 2013, 39, 25-32.
• [2] Werle S., Wilk R.K., Zgłoszenie patentowe nr P-397225 z dnia 2 grudnia 2011.
• [3] Werle S., Dudziak M., Influence of wastewater treatment and the method of sludge disposal on the gasification process, Ecol. Chem. Eng. S 2014, 2, 255-268.
• [4] Werle S., Wilk R.K., Nitrogen oxides emission reduction through system integration: gasifier reactor - coal fired boiler, Proc. ECOpole 2013, 7, 751-756.
• [5] Michczyńska A., Werle S., Wyznaczanie normalnej prędkości spalania gazu ze zgazowania osadów ściekowych, [w:] Inżynieria środowiska w energetyce i motoryzacji, red. S. Werle, Gliwice 2014, 50-63.
• [6] Werle S., Modeling of the reburning process using sewage sludge-derived syngas, Waste Manage. 2012, 32, 753-758.
• [7] Alzueta M.U., Bilbao R., Millera A., Prada L., Evaluation of the use of different hydrocarbon fuels for gas reburning, Fuel 1997, 76, 1401-1407.
• [8] Kubicka S., Werle S., Badania nad zmniejszeniem emisji NOx z wykorzystaniem termicznej utylizacji osadów ściekowych, [w:] Inżynieria środowiska w energetyce i motoryzacji, red. S. Werle, Gliwice 2012, 83-94.
• [9] Hrycko P., Lasek J., Matuszek K., Biomass gasification and Polish coal-fired boilers for process of reburning in small boilers, J. Centr. South Univ., 2013, 20, 1623-1630.
• [10] Wilk R.K., Podstawy niskoemisyjnego spalania, Wydawnictwo Gnome, Katowice 2001.
• [11] Wilk R., Zieliński Z., Szlęk A., Emisja wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych przy spalaniu oleju opałowego, Gospod. Paliw. Ener. 1995, 2, 2-6.
• [12] Liu K., Han W., Pan W.-P., Riley J.T., Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) emission from coal-fired pilot FBC system, J. Hazard. Mater. 2001, 84, 175-188
• [13] Liu C., Yan B., Chen G., Bai X.-S., Structures and burning velocity of biomass derived gas flames, Int. J. Hydrogen Energ. 2010, 35, 542-55.