Wykorzystanie skoncentrowanego promieniowania słonecznego w procesie pirolizy biomasy

• Autorzy: Werle S.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2016.10(1)036

Warianty tytułu

EN

Usage of the concentrated solar radiation in the biomass pyrolysis process

• Konferencja: ECOpole’15 Conference (14-16.10.2015, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie biomasy w Polsce ciągle wzrasta. Niemniej jednak występuje szereg ograniczeń związanych z produkcją biomasy, w szczególności rozwiązania prawne dotyczące ochrony przyrody oraz zasady bioróżnorodności upraw. Do celów energetycznych powinny być zatem wykorzystywane w pierwszej kolejności dostępne lokalnie produkty odpadowe z rolnictwa, przemysłu rolno-spożywczego, gospodarki przestrzennej i inne odpady biodegradowalne, jak chociażby osady ściekowe. Najpopularniejsze termiczne metody przeróbcze tych materiałów w Polsce to spalanie i współspalanie, jednakże stosowanie tych procesów stwarza wiele problemów technicznych. Dodatkowo, zgodnie nową Ustawą o OZE pomoc finansowa dla współspalania została ograniczona. Fakty te powodują, że poszukuje się wciąż nowatorskich rozwiązań wykorzystujących biomasę w procesach termicznych. Przykładem takiego rozwiązania jest technologia pirolizy wykorzystująca energię słońca do etapu inicjacji (i podtrzymywania) procesu. Piroliza polega na termicznym przekształceniu materii organicznej (biomasy) bez obecności tlenu do postaci ciekłej, stałej i gazowej. W pracy przedstawiono analizę wybranych rozwiązań wykorzystania skoncentrowanego promieniowania słonecznego w procesie pirolizy biomasy odpadowej. Na tym tle przedstawiono koncepcję autorskiego rozwiązania instalacji do pirolizy słonecznej.

EN

Thermal methods of the waste biomass utilization are gaining importance for many years. Nevertheless, there are a number of restrictions related to the production of biomass, in particular legal solutions concerning the environmental protection and the principles of biodiversity crops. Therefore, for energy purposes locally available waste products from agriculture, agricultural - food industry, spatial and other biodegradable waste, like the sludge should be used. Nevertheless, these processes are quite problematic taken into consideration technological point of view. Moreover, in case of the Polish market the new Act of the renewable energy sources should be also emphasized. Based on this document, co-financial assistance of the co-combustion installation will be limited. All presented facts cause that new pioneer and innovative thermal solutions for biomass conversion are needed. An example of such technology is pyrolysis. Pyrolysis is the thermal conversion process of organic matter (biomass) in the absence of oxygen to form a liquid, solid and gaseous product. The paper presents an analysis of selected solutions using concentrated solar radiation in the process of waste biomass pyrolysis. Against this background, a concept of author concept of the pyrolysis solar installations was presented.

Słowa kluczowe

PL

piroliza; biomasa; energia słońca; badania eksperymentalne

EN

pyrolysis; biomass; solar energy; experimental investigation

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 10, No. 1
• Strony: 333--340
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Werle S.

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska, ul. S. Konarskiego 22, 44-100 Gliwice, tel. [phone], fax [phone]

Bibliografia

• [1] Król D. Biomasa i paliwa formowane z odpadów w instalacjach niskoemisyjnego spalania. Gliwice: Wyd Politechniki Śląskiej; 2013.
• [2] Kruczek S, Głąbik R. Biopaliwa płynne i gazowe. Materiały Konf. Alternatywne i odnawialne źródła energii Nowoczesne technologie. Karczowiska, październik 2006.
• [3] Borycka B. Ekologiczne aspekty współspalania biomasy z odpadów owocowo-warzywnych z węglem, Energetyka i Ekologia. 2009. http://elektroenergetyka.pl/upload/file/2009/6/elektroenergetyka_nr_09_06_e1.pdf.
• [4] Borycka B. Walory ekologiczne spalania biomasy z odpadów owocowo-warzywnych. Energetyka i Ekologia. 2009. http://www.malopolska-oze.pl/publicystyka/biomasa/walory_ekologiczne_spalania_biomasy_z_odpadow_owocowo-warzywnych_d5595_pol.html.
• [5] Refuse derived fuel, current practice and perspectives - Final Report, European Commission - Directorate General Environment 2003. http://ec.europa.eu/environment/waste/studies/pdf/rdf.pdf.
• [6] Dyrektywa 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE. http://eurlex.europa.eu/eli/dir/2009/28/oj.
• [7] Werle S. Waste Manage Res. 2014;32:954-960. DOI: 10.1177/0734242X14535654.
• [8] Werther J, Saenger M, Hartge EU, Ogada T, Siagi Z. Prog Energ Combust. 2000;26:1-27.
• [9] Balatinecz JJ. The potential of intensification in biomass utilization. W: Cote WA, redaktor. Biomass utilization. London: Plenum Press; 1983.
• [10] Ściążko M, Zuwała J, Pronobis M, redaktorzy. Współspalanie biomasy i paliw alternatywnych w energetyce. Zabrze-Gliwice: Wydawnictwo Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla i Politechniki Śląskiej; 2007.
• [11] Kobyłecki R, Bis Z. Analiza możliwości współspalania paliw alternatywnych w kotłach fluidalnych. IX Konferencja Kotłowa nt. Aktualne problemy budowy i eksploatacji kotłów. Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. 2002;2(10):85-107.
• [12] Kruczek S, Głąbik R, Mierzyński J. Technologiczne aspekty zastosowania paliw biomasowych w technice kotłowej. IX Konferencja Kotłowa nt. Aktualne problemy budowy i eksploatacji kotłów. Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. 2002;2(10):201-217.
• [13] Wilk R, Sarnowski T. Archiwum Spalania. 2009;9(3-4):197-211. http://archspal.itc.pw.edu.pl/downloads/wspolspalanie_wegla_z_biomasa-s.pdf.
• [14] Golec T. Współspalanie biomasy w kotłach energetycznych. Energetyka. 2004:7-8. paleko.com.pl/pliki/kotly/12k.pdf.
• [15] Rutkowski P, Kubacki A. Energ Convers Manage. 2006;47:716-731. DOI: 10.1016/j.enconman.2005.05.017.
• [16] Yaman S. Energ Convers Manage. 2004;45:651-671. DOI: 10.1016/S0196-8904(03)00177-8.
• [17] Basu P. Biomass Gasification and Pyrolysis. Practical Design and Theory. Elsevier. 2010. http://www.sciencedirect.com/science/book/9780123749888.
• [18] Zeng K, Minh DP, Gauthier D, Weiss-Hortala E, Nzihou A, Flamant G. Biores Technol. 2015;182:114-119. DOI: 10.1016/j.biortech.2015.01.112.
• [19] Morales S, Miranda R, Bustos D, Cazares T, Tran H. J Anal Appl Pyrol. 2014;109:65-78. DOI: 10.1016/j.jaap.2014.07.012
• [20] Imazaki K. Biomass conversion apparatus. Japanese Patent JP 2010030870 (2010).
• [21] Ugolin N. Method using solar energy, microwaves and plasmas to produce a liquid fuel and hydrogen from biomass or fossil coal. US Patent US 8388706 (2010).
• [22] Limon-Vazquez N, Chavez-Lara F. Collector and systems for generating steam from the use of solar energy. Mexican Patent MX 2010012078 (2012).
• [23] Mcalister RE. Carbon recycling and reinvestment using thermochemical regeneration. European Patent EP 2534228(2012).
• [24] Storey BL, Monceaux JP. Extractiong energy products from biomass using solar energy. British Patent GB 2458529 (2009).
• [25] Warzel FM. Apparatus for solar retorting of oils shale. US Patent 4588478 (1986). http://www.osti.gov/scitech/biblio/5596563.
• [26] Peters B. Fuel. 2011;90:2301-2314. DOI: 10.1016/j.fuel.2011.02.003.
• [27] Koufopanos CA, Papayannakos N, Lucchesi Maschio GA. Can J Chem Eng. 1991;69:907-915.
• [28] Sadhukhan AK, Gupta P, Saha RK. Bioresour Technol. 2009;100:3134-3139. DOI: 10.1016/j.biortech.2009.01.007.
• [29] Khamooshi M, Salati H, Egelioglu F, Faghiri AH, Tarabishi J, Babadi S. Inter J Photoener. 2014;17. DOI: 10.1155/2014/958521.