Evaluation of CO, NO, NOx and dust concentration values in flue gas from thermal conversion of straw ballots

• Autorzy: Juszczak M.

Warianty tytułu

PL

Oszacowanie wartosci stężeń CO, NO, NOx i pyłu z termicznego przekształcania balotów słomy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Industrial research of straw ballot combustion in a newly constructed furnace connected with a fire tube steam boiler, type ERm 125, was presented. Four ballots of rape straw and four ballots of wheat-rye straw (dimensions: 1.2 x 0.8 x 2.2 m; weight: approx. 210 kg) were delivered to the furnace one by one with a belt conveyor and burnt out (“cigar combustion”). The entire prototype furnace with a heat output of approx. 1.8 MW (nominal value) was produced in Poland. The installation is located in a small countryside alcohol distillery in Wielkopolska, Poland. Straw constitutes agricultural waste obtained from the fields belonging to the alcohol distillery. Previously, hard coal was used as fuel in the steam boiler. The temperature in the furnace, O2, CO, NO, NOx and dust concentrations, as well as air excess rate and temperature in the flue gas were measured. Pollutant emission indicators were calculated. Pollutant concentrations were only estimated, as in industrial measurements during thermal conversion of only 8 ballots, it was impossible to obtain the precision equal to laboratory conditions. Pollutant concentrations and other parameter values were averaged for the firing period of each ballot. Dust concentration, however, was measured only once per each 4-ballot firing test. Measurement errors were calculated. Heat demand of alcohol distillery was changing significantly during the measurements. Unfortunately, heat installation was not equipped with a heat storage and an automatic device with oxygen probe located downstream the furnace (for air stream regulation). Straw ballot moisture was too high and a lot of air was used for combustion (to dry straw first). In these conditions, air excess rate in the furnace was too high, furnace temperature was too low and carbon monoxide concentration was very high. During the measurements, a significant influence of furnace temperature on carbon monoxide concentration was observed.

PL

Przedstawiono przemysłowe badania spalania balotów słomy w nowo skonstruowanym palenisku, połączonym z parowym płomienicowym kotłem typu ERm 125. Cztery baloty słomy (o wymiarach 1,2x0,8x2,2 m, wagi około 210 kg) rzepakowej i cztery słomy przenżyta były dostarczane jeden za drugim do paleniska przez przenośnik taśmowy i spalane („cygarowe spalanie”). Prototypowa instalacja o nominalnej wydajności cieplnej około 1,8 MW została całkowicie wyprodukowana w Polsce. Instalacja została zlokalizowana w małej wiejskiej gorzelni w Wielkopolsce. Słoma jest pozostałością rolniczą, pozyskiwaną na polach należących do gorzelni. Węgiel kamienny był stosowany wcześniej jako paliwo w kotle parowym. Mierzono temperaturę w palenisku, jak również ste=enie O2, NO, NOx i pyłu oraz współczynnik nadmiaru powietrza i temperaturę w spalinach. Obliczono wskaźniki emisji zanieczyszczen. Było to tylko oszacowanie, ponieważ podczas przemysłowych pomiarów termicznego przekształcania tylko 8 balotów nie jest możliwe osiągnięcia dokładnosci zbliżonej do warunków laboratoryjnych. Wartości stężenia zanieczyszczeń oraz innych parametrów były uśredniane w czasie spalania każdego balotu, lecz stężenie pyłu było mierzone jeden raz w czasie kaądego testu spalania 4 balotów. Obliczono błędy pomiarów. Zapotrzebowanie ciepła gorzelni zmieniało się bardzo w czasie pomiarów. Niestety, instalacja cieplna nie posiadała zasobnika ciepła i układu automatycznej regulacji, z sondą tlenową zlokalizowaną za paleniskiem, do regulacji strumienia powietrza do spalania. Wilgotność balotów słomy była zbyt duża i dużo powietrza do spalania użyto (aby najpierw wysuszyć słomę). W tych warunkach współczynnik nadmiaru powietrza w palenisku był zbyt wysoki, temperatura w palenisku zbyt niska a stężenie tlenku węgla bardzo duże. W czasie pomiarów zaobserwowano duży wpływ temperatury w palenisku na stężenie tlenku węgla.

Słowa kluczowe

EN

straw ballots; boiler type ERm 125

PL

balot słomy; kocioł typu ERm 125

• Wydawca: Mastermedia sp. z o.o.
• Czasopismo: Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 12, nr 4
• Strony: 1--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Juszczak M.

• Poznan University of Technology, Institute of Environmental Engineering, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznan tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Rybak W. combustion and co- combustion of solid biomass fuels, Wroclaw University of Technology, 2006 ( in polish).
• [2] Werther J., Saenger M., Hartge E.U, Ogada T., Siagi Z., Combustion of agricultural residues, Progress in energy and Combustion Science 26 (2000) , p.1-27.
• [3] Kowalik P., Wichowski R., Biomass as basic type of renewable energy in Poland, Ogrzewnictwo i Klimatyzacja, 7, 2000 (in polish).
• [4] PN-EN 3003-5: Heating Boilers, part 5. Solid fuel heating boilers, manual and automatic supplied of heat outputof 300kW or below. Nomenclature, requirement, investigations, signature, 2002, ( in polish).
• [5] Gradziuk P., Possibility of energetic straw utilization, Postepy Nauk Rolniczych, 1995 (in polish).
• [6] Orłowski P., Dobrzanski W., Industrial boilers in power engineering, WNT, Warsaw, 1976, ( in polish).
• [7] Oleskowicz- Popiel C., Wojtkowiak J., Experiments in heat exchange, Poznan University of Technology, Poznan, 2007 ( in polish).
• [8] Juszczak M., Carbon monoxide, nitrogen oxides and dust concentrations from the rye straw briquettes thermal utilization in domestic heating boiler, Proceedings of The Eleven International Symposium: Heat Transfer and Renewable Sources of Energy, PAN, Szczecin University of Technology, Łeba 13-16.09.2006, p. 91-97.
• [9] Glassman I., Combustion, Academic Press, San Diego , California, third edition, 1997.
• [10] Disposal of Environment Minister from the 4 th of August 2003 in the matter of emission standards, Journal of Laws from the 18th of September 2003 ( in polish).