The paper presents an attempt to evaluate the impact of coal and coal mine methane cocombustion on the physics of the heat exchange in an 140 t/h pulverized-coal boiler through an analysis of 21 combinations of the boiler operating parameters – three different boiler loads (50, 75, and 100%) and seven values of the fired gas thermal contribution (0–60%). The obtained results are the temperature distribution of flue gas and steam in the boiler characteristic points, the heat transfer coefficient values for the boiler individual elements expressing the nature of changes in the heat transfer and the change in the boiler efficiency depending on how much gas is actually fired. An increase in the amount of co-fired gas involves a temperature increase along the flue gas path. This is the effect of the reduction in the amount of heat collected by the evaporator in the furnace. For these reason, the flue gas temperature at the furnace outlet rises by 9 K on average per a 0.1 increment in the fired gas thermal contribution. The temperature rise improves the heat transfer in the boiler heat exchangers – for the first- and the secondstage superheater the improvement totals 2.8% at a 10 pp. increase in the fired gas thermal contribution. However, the rise in the flue gas temperature at the boiler outlet involves a drop in the boiler efficiency (by 0.13 pp. for a rise in the fired gas thermal contribution by 0.1).
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Biomass is a non-intermittent energy source, which can play an important role in grid-based energy systems, since they need some non-intermittent sources in order to balance the variability of intermittent sources as wind and solar energy. Currently, this role is played mostly by fossil fuels, mainly because of the bulk size of a single source. Higher variability and lower energy concentration, among with some properties of biomass, are obstacles that prevent it from fully becoming a commodity. There are processes, such as dry torrefaction and hydrothermal carbonization (HTC) that could potentially help in terms of making biomass a tradable commodity, as is the case with fossil fuels. HTC, also known as wet torrefaction, might help solve problems that dry torrefaction is incapable of solving. These obstacles are, namely: high ash content, slagging and fouling properties of biomass (along with corrosion). Also the high moisture content of some types of biomass poses a problem, since they usually require substantial amounts of heat for drying. This paper reviews current knowledge about a process that could possibly transform problematic types of biomass into tradable commodities and compares it with other processes offering similar outcomes.
W pracy zostały przedstawione wyniki dotyczące redukcji dwulenku węgla w środowisku plazmy mikrofalowej. Na przykładzie gazu generatorowego otrzymanego ze zgazowania osadów ściekowych wykazano, że zastosowanie plazmy mikrofalowej jako techniki kondycjonowania gazu, umożliwia redukcję CO2 i wzrost zawartości CO. W artykule zaprezentowano ponadto wyniki analiz polegających na wprowadzeniu do plazmy mikrofalowej samego dwutlenku węgla oraz CO2 z dodatkiem metanu. Otrzymane wyniki wykazały faktyczna redukcje dwutlenku węgla do tlenku węgla, zarówno w obecności CH4, jak i bez CH4. Dodatek CH4 umożliwił konwersje na poziomie nawet powyżej 80%, podczas gdy jego brak skutkował kowersją na poziomie kilkunastu procent. Wyniki te są istotne w kontekście kondycjonowania gazu generatorowego - zastosowanie plazmy mikrofalowej umożliwia nie tylko usunięcie związków węglowodorowych, takich jak smoły, ale również pozwala na znaczną poprawę składu gazu generatorowego.
W artykule przedstawiono sposób zapewnienia bezpieczeństwa podczas prowadzenia procesu plazmowego z wykorzystaniem mikrofal. Omówiono podstawowe elementy aparatury mikrofalowej wspólne dla wszystkich tego rodzaju urządzeń. Przedstawiono również najważniejsze zagrożenia, jakie można spotkać w przypadku stosowania mikrofal w aparaturze przemysłowej. Z uwagi na specyfikę promieniowania mikrofalowego, zasady bezpieczeństwa są w tym przypadku szczególnie istotne. Analiza potencjalnego ryzyka, metody wyznaczania poszczególnych stref bezpieczeństwa, jak i postępowanie w celu uzyskania certyfikacji stanowiska ze źródłem pola elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości zostały szczegółowo opisane. Dodatkowo przytoczono podstawowe akty prawne dotyczące tej tematyki.
EN
The methods of providing the safety of microwave generated plasma conduction processes are presented in the article. Basic elements of microwave apparatuses common for the all microwave devices are discussed. The most important potential dangers that can be spotted around microwave industrial apparatuses are listed. The safety rules are extremely important due to the specific micro-wave behavior. Analysis of potential risk, the method of determination of each safety perimeters and ways of obtaining the safety certifications of the microwave site were precisely described. Additionally the legal framework, both European and Polish, on the topic is present m the article.
The main problem with the biomass gasification is the presence of tar compounds in the process gas. Use of the produced gas in thermal machines such as internal combustion engines or turbines requires deep gas cleansing. For this purpose, several methods, characterized by varying degrees of effectiveness and complexity, are applied, namely: mechanical, thermal, plasma, catalytic, primary and mixed methods. The article presents the problems connected with the presence of tar and describes a wide range of methods used to remove it.
PL
Podstawowym problemem związanym ze zgazowaniem biomasy jest obecność związków smół w gazach procesowych. Zastosowanie gazu generatorowego w maszynach cieplnych, takich jak silniki wewnętrznego spalania czy turbiny, wymaga głębokiego oczyszczenia gazu. W tym celu stosuje się wiele metod charakteryzujących się różną skutecznością i stopniem skomplikowania.Należą do nich metody: mechaniczne, termiczne, plazmowe, katalityczne, pierwotne oraz mieszane. W artykule przedstawiono problematykę związaną z występowaniem smół w gazie generatorowym oraz opisano szeroki zakres metod stosowanych w celu ich usunięcia.
Niniejsza praca dotyczy modelowania mającego na celu wyznaczenie temperatur panujących w reaktorze plazmy mikrofalowej. W symulacjach tych wykorzystano dwie metody: metodę, w której plazmę symulowano gorącym gazem oraz metodę, w której wykorzystano wewnętrzne źródło ciepła. Obydwie metody wykazały znaczącą różnicę między wynikami pomiarowymi a symulacyjnymi. Mimo to wykazano, że metoda wykorzystująca wewnętrzne źródło ciepła wydaje sie metoda dokładniejsza i skuteczniejsza, ze względu na to, że otrzymane za jej pomocą wyniki mają rozkład bliski rzeczywistemu, a same wartości mogłyby charakteryzować się dużo mniejszymi błędami przy odpowiednio dobranych założeniach symulacji. Analiza termiczna reaktora plazmy mikrofalowej ma kluczowe znaczenie dla procesów dekompozycji smół, które można w nim przeprowadzać.
Properties of miscanthus hydrochars obtained through wet torrefaction were studied. The process was carried out in three different temperatures – 180, 200 and 220 °C and with four different ratios of water to biomass – 3:1, 6:1, 12:1 and 16:1. The obtained solid products were characterized with respect to their fuel properties. The best results were obtained for the temperature of 220 °C and showed a noticeable improvement in fuel properties – especially grindability and lowered ash content. The influence of water to biomass ratio was not so explicit and while high ratio showed an improvement in all mentioned properties, low ratio allowed to achieve the highest energy yield. The results obtained for miscanthus wet torrefaction and the literature data for dry torrefaction were compared.
Głównym problemem związanym z procesem zgazowania biomasy i jego szerszym zastosowaniem w skali przemysłowej jest obecność smół w wytworzonym gazie generatorowym. W artykule przedstawiono wyniki pracy związane z usuwaniem smół przy pomocy plazmy mikrofalowej. Jako związek modelowy, symulujący smołę, zastosowano toluen. Badania prezentowanie w artykule skupione się na analizie wpływu stężenia toluenu na stopień jego konwersji w plazmie. W artykule umożliwiono również wgląd w budowę reaktora plazmy mikrofalowej oraz jego działanie. Podczas prób toluen podawany był przy pomocy azotu. W atmosferze azotu, który jest gazem plazmotwórczym był również przeprowadzany sam proces dekompozycji. Stężenie toluenu było modyfikowane w zakresie od około 10 do 30 g/m3. Wyniki eksperymentu wykazały, że w całym zakresie stężeń stopień konwersji toluenu wynosił około 90% i nie zależał od stężenia reagenta.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Biomass is one of few renewable energy sources that is not intermittent and may be used in the same way as fossil fuels. There are some important constraints, imposed by the nature of biomass, that do not allow it to become a tradable commodity in the same way as solid fossil fuel. Torrefaction is a thermal process that is used to upgrade raw biomass into solid biofuel, more uniform with respect to its properties. Properties are changed in a way that makes torrefied fuel resemble coal more closely. That opens up some new opportunities in terms of use of biomass in furnaces designed for coal, without necessitating major changes to the installation. Biomass pre-treated this way is more suitable for co-burning with coal. Pelletization is a densification process that allows the specific energy density of biomass to be increased. The process makes biomass more uniform in size. This is beneficial with respect to transport cost, other handling operations (loading, unloading, feeding) and storage. This article gives an overview of dry torrefaction technologies, changes in fuel properties due to torrefaction and possibilities of combining torrefaction with pelletizing. Everything is analyzed in the context of a single goal-increasing the use of biomass by making it a commodity fuel.
The paper refers to the main problem connected with biomass gasification - a presence of tar in a product gas. This paper presents preliminary results of tar decomposition in a microwave plasma reactor. It gives a basic insight into the construction and work of the plasma reactor. During the experiment, researches were carried out on toluene as a tar surrogate. As a carrier gas for toluene and as a plasma agent, nitrogen was used. Flow rates of the gases and the microwave generator’s power were constant during the whole experiment. Results of the experiment showed that the decomposition process of toluene was effective because the decomposition efficiency attained above 95%. The main products of tar decomposition were light hydrocarbons and soot. The article also gives plans for further research in a matter of tar removal from the product gas.
The article presents the process of obtaining liquid fuels and fuel gas in the process of plasma processing of organic materials, including waste plastics. The concept of plasma pyrolysis of plastics was presented and on its basis a prototype installation was developed. The article describes a general rule of operating the installation and its elements in the process and basic operation parameters determined during its startup. Initial results of processing plastics and the directions of further investigations are also discussed. The effect of the research is to be the design of effective technology of obtaining fuels from gasification/pyrolysis of organic waste and biomass.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.