Emisja tlenków azotu podczas współspalania biomasy stałej i rdf w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej

• Autorzy: Rajczyk Rafał

Warianty tytułu

EN

Nitrogen oxides emission from biomass and rdf co-combustion in the circulating fluidized bed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań powstawania i emisji tlenków azotu z procesów współspalania biomasy i RDF w warunkach cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym posiadającym kolumnę fluidyzacyjną o wysokości 5,7m i średnicy 0,1m. Współspalano dwa rodzaje biomasy stałej z paliwem typu RDF składającym się przede wszystkim z wyselekcjonowanych odpadów komunalnych, tworzyw sztucznych i zrębek przy udziałach masowych RDF 0 – 100% w mieszaninie paliwowej, resztę stanowiła biomasa. Jako biomasę wykorzystano pelet z wierzby i pelet ze słomy. Badania prowadzono w temperaturze 850oC. Analiza paliw wykazała, że RDF zawierał około 3 razy więcej azotu niż badane biomasy. Zaobserwowano wzrost zawartości NO wraz ze wzrostem udziału RDF w mieszaninie paliwowej. Nie zaobserwowano istotnych różnic w zawartościach NO2, N2O oraz NH3. Stopień konwersji azotu paliwowego do badanych związków azotu spadał wraz ze wzrostem zawartości RDF w mieszaninie paliwowej.

EN

The article presents the research on the formation and emission of nitrogen oxides from the combustion of biomass and refuse derived fuel (RDF) in the circulating fluidized bed. Co-combustion tests were carried out on a laboratory stand with a fluidization column of a 5.7 m height and 0.1 m in diameter. Two types of solid biomass were co-fired with RDF at the mass shares of 0 - 100% in the fuel mixture. Investigated RDF fuel consisted mostly selected municipal waste, plastics and wood chips. Willow pellets and straw pellets were used as a biomass. The tests were carried out at the temperature of 850oC. Fuel analysis showed that RDF contained about 3 times more nitrogen than the co-fired biomasses. An increase in the NO content was observed with the increase of RDF share in the fuel mixture. There were no significant differences in the content of NO2, N2O and NH3. Conversion of the fuel nitrogen to all of the investigated nitrogen compounds decreased with increasing RDF content in the fuel mixture.

Słowa kluczowe

PL

tlenki azotu; RDF; paliwa alternatywne; biomasa stała; współspalanie; cyrkulacyjna warstwa fluidalna

EN

nitrogen oxides; RDF; alternative fuel; solid biomass; circulating fluidized bed

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 5
• Strony: 40--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rajczyk Rafał

• Czestochowa University of Technology, Faculty of Infrastructure and Environment, Department of Advanced Energy Technologies

Bibliografia

• [1] Rajca P., Zajemska M.: Ocena możliwości wykorzystania paliwa RDF na cele energetyczne, Rynek Energii 2018, nr 4 (137), str. 29-37.
• [2] Landrat M., Wykorzystanie odpadowych tworzyw sztucznych jako składnika paliw alternatywnych, Rynek Energii 2016, nr 59 (126), str. 71-76.
• [3] Koaniowski W., Taler J., Wang X., Kalemba-Rec I., Gajek M., Mlonka-Mędrala A., Nowak-Woźny D., Magdziarz A., Investigation of biomass, RDF and coal ash-related problems: impact on metallic surfaces of boiler, SSRN Electronic Journal 2022, https://ssrn.com/abstract=4074435
• [4] Wielgosiński G., Namiecińska O.: Czym różni się spalarnia zmieszanych odpadów komunalnych od spalarni RDF? Nowa Energia 2018, nr 1, str. 12-15.
• [5] Smorąg H., Stelmach S.: Ciepłownie na RDF. Czy to się opłaca? Nowa Energia 2021, nr 2 (78), str. 12-16.
• [6] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych.
• [7] Tanaka K., O’Neill B.C., Rokityanskiy D., Obersteiner M., Tol R.S.J.: Evaluating global warming potentials with historical temperature. Climatic Change 2009, nr 96, str. 443-466.
• [8] Khan A.A., de Jong W., Jansens P.J., Spliethoff H.: Biomass combustion in fluidized bed boilers: Potential problems and remedies, Fuel Processing Technology 2009, nr 90, str. 21-50.
• [9] Ziaja J., Lichota J.: Experimental results and minimizing NOx emissions’ analysis from the fluidized bed boiler of type OE700, Rynek Energii 2021, nr 6 (157), str. 76-89.
• [10] Bień J.D., Bień B., Czakiert T., Research on co-combustion of sewage sludge and coal in oxy-fuel conditions, Ecological Chemistry and Engineering A 2019, nr 26(1-2), str. 7-18. [11] Hupa M., Karlstrom O., Vainio E.: Biomass combustion technology development - It is all about chemical details, Proceedings of the Combustion Institute 2017, nr 36, str. 113-134. [12] Ulusoy B., Bozidar Anicic B., Lin W., Lu B., Wang W., Dam-Johansen K., Wu H.: Interactions in NOX chemistry during fluidized bed co-combustion of residual biomass and sewage sludge, Fuel 2021, nr 249, str.1-10.
• [13] Kobyashi N., Itayaa Y., Piaob G., Moric S., Kondod M., Hamaid M., Yamaguchi M.: The behavior of flue gas from RDF combustion in a fluidized bed, Powder Technology 2005, nr 151, str. 87– 95.
• [14] Peters J., May J., Ströhle J., Epple B.: Flexibility of CFB combustion: an investigation of co-combustion with biomass and RDF at part load in pilot scale, Energies 2020, nr 13, 4665 [15] Johari A., Mat R., Alias H., Hashim H., Hassim M.H., Zakaria Z.Y., Rozainee M.: Combustion characteristics of refuse derived fuel (RDF) in a fluidized bed combustor, Sains Malaysiana 2014, nr 43(1), str. 103- 109.
• [16] Leckner B., Lind F.: Combustion of municipal solid waste in fluidized bed or on grate – A comparison, Waste Management 2020, nr 109, str. 94-108.
• [17] García R., Gonzalez-Vazquez M.P., Rubiera F., Pevida C., Gil M.V.: Co-pelletization of pine sawdust and refused derived fuel (RDF) to high-quality waste-derived pellets, Journal of Cleaner Production 2021, nr 328.
• [18] Dz. U. 2020 poz. 1860; Rozporządzenie Ministra Klimatu z dnia 24 września 2020 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).