Badania instalacji zgazowania paliw alternatywnych zintegrowanej z kotłem w lokalnej elektrociepłowni

• Autorzy: Maj Izabella , Ostrowski Piotr , Polok Michał

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.9.2

Warianty tytułu

EN

Tests of Alternative Fuels Gasification Installation Integrated with a Boiler in a Local Heat and Power Plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W polskich ciepłowniach powszechnie użytkowane są wodne kotły rusztowe o średnich mocach, w których standardowym paliwem jest węgiel kamienny. W takich kotłach można zastosować pośrednie współspalanie paliw alternatywnych (biomasy, RDF, odpadów) przez integrację z zewnętrznym reaktorem zgazowania. W artykule przedstawiono wyniki badań testowych innowacyjnej instalacji zgazowania zbudowanej przy parowym kotle węglowym znajdującym się w miejskiej elektrociepłowni na południu Polski. Proces zgazowania jest prowadzony z wykorzystaniem spalin pobieranych z kotła. Powstały w procesie gaz palny (syngaz) jest recyrkulowany do komory spalania kotła. W drugiej części artykułu opisano parametry instalacji i procesu (wymiary reaktora, spodziewany skład syngazu) technologii zgazowania zintegrowanej z kotłem WR 8. Instalacja składa się z rektora w postaci bębna z obrotowym wirnikiem, który jest zasilany paliwem od góry. Obroty wirnika zapewniają ciągły ruch paliwa wewnątrz reaktora, zapobiegają tworzeniu się aglomeratów i zapewniają transport stałej pozostałości procesu w kierunku zsypu. Czynnik zgazowujący (spaliny) jest pobierany z kotła i doprowadzany do reaktora kanałem spalin. Przepływ gazu przez reaktor jest wymuszany wentylatorem strumienicowym napędzany parą lub sprężonym powietrzem. Syngaz zawierający składniki palne (CO, CH4, H2, CnHm) jest recyrkulowany do komory spalania i zasila wybrane palniki. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie technologii zgazowania pozwala na współspalanie paliw alternatywnych (biomasy, RDF, odpadów) w istniejących kotłach ciepłowniczych i może być częścią lokalnej gospodarki odpadami.

EN

Grate boilers are very popular in Polish energy system. Research presented in this paper proved that such boilers can realize indirect combustion of alternative fuels (biomass, RDF, waste) by use of external gasification reactor. This paper presents results of innovative gasification process with use of flue gas as a gasifying agent. Gasification reactor is connected to the power boiler in local boiler room in the south of Poland. Combustible gas (syngas) which is a product of a process can be recirculated to the boilers combustion chamber and fed some of the burners. During tests of gasification installation a composition of the syngas as well as lower calorific value were determined. Syngas composition (CO, CH4, H2, CnHm) was determined by on-line gas analyzer.

Słowa kluczowe

PL

zgazowanie; OZE; termiczna utylizacja odpadów; współspalanie

EN

stoker-fired boiler; district heating; NOx emission; flue gases; SNCR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 9
• Strony: 329--334
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Maj Izabella

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych, Zakład Kotłów i Wytwornic Pary

autor

Ostrowski Piotr

• N-ERGIA Sp. z o. o. Spin Off Politechniki Śląskiej, Konarskiego 18C, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Polok Michał

Bibliografia

• [1] Kalisz S., Abeyweera R., Szewczyk D., Jansson A., Lucas C., Blasiak W.: Energy Balance of High Temperature Air/Steam Gasification of Biomass in Up-Draft, Fixed-Bed Type Gasifier. 23rd Int. Conf. on Incineration and Thermal Treatment Technologies IT3’04, May 10-14, 2004, Phoenix, Arizona, USA.
• [2] Kalisz S., Polok M., Słowik K., Tomaszewicz G., Chrubasik M.: Flue Gas - Driven Thermal Conversion of Biomass in a Rotary Kiln Reactor. International Conference on Applied Energy ICAE 2013, Jul 1-4, 2013, Pretoria, South Africa.
• [3] Maj I.: Badanie kinetyki zgazowania wybranych paliw alternatywnych oraz zalecenia dla eksploatacji przykotłowych instalacji zgazowania. Praca doktorska, Politechnika Śląska 2018
• [4] Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 4 kwietnia 2019 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy - Prawo energetyczne. Dz.U. 2019 poz. 755
• [5] Ostrowski P., Maj I., Kalisz S., Polok M.: Biomass low-temperature gasification in a rotary reactor prior to cofiring of syngas in power boilers. Applied Thermal Engineering 2017 vol. 118, s. 785-795, DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.02.120
• [6] Ostrowski P., Maj I., Kalisz S., Polok M: Testing of an innovative installation for alternative fuel low-temperature gasification prior to co-firing in power boilers. Procedia Engineering vol. 174 s. 1877- 7058, DOI: 10.1016/j.proeng.2017.01.175
• [7] Patent PL 216645 Sposób i instalacja wykorzystania ciepła odzyskanego w układach schładzania niskotemperaturowych spalin odprowadzanych do otoczenia zwłaszcza z komór spalania.
• [8] Patent PL217784 Sposób oraz instalacja odzysku ciepła i mokrego oczyszczania niskotemperaturowych spalin odprowadzanych do otoczenia zwłaszcza z komór spalania.
• [9] Patent UPRP PL212497: Sposób i instalacja pirolizy biomasy przed procesem współspalania zwłaszcza w kotłach energetycznych.
• [10] Patent UPRP PL214645: Sposób i instalacja zgazowania biomasy przed procesem współspalania zwłaszcza w kotłach energetycznych.
• [11] Patent UPRP PL212557: Sposób oraz instalacja karbonizacji i zgazowania biomasy przed procesem współspalania zwłaszcza w kotłach energetycznych.
• [12] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015 r. w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach. Dz.U. 2015 poz. 1277
• [13] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 1 marca 2018 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów. Dz.U. 2018 poz. 680
• [14] Umeki K., Yamamoto K., Namioka T., Yoshikawa K.: High temperature steam-only gasification of woody biomass. Applied Energy, Vol. 87 (3), 2010, p. 791-798.
• [15] Ustawa z dnia 20 maja 2016 r. o efektywności energetycznej. Dz.U. 2016 poz. 831

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).