Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ temperatury na proces spalania paliw typu RDF w warstwie fluidalnej

Kaczyński Konrad, Pełka Piotr

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 5

47--58

PL

Obecnie ze względu na narastające potrzeby energetyczne świata oraz świadomość zagrożeń związanych z emisją gazów cieplarnianych, wykorzystanie energii z odpadów staje się coraz bardziej pożądane. Fluidalna technologia spalania to czysta i wydajna technologia ze względu na doskonałe właściwości mieszania i wymiany ciepła. Pozwala ona na wykorzystanie paliw nie tylko takich jak węgiel, czy biomasa, ale również komunalne odpady stałe. Coraz powszechniejszą tendencją jest częściowe lub całkowite zastąpienie paliw kopalnych przez paliwa alternatywne m.in. biomasę i RDF/SRF. Wartość opałowa tych paliw jest wysoka, zbliżona do węgla brunatnego. Największym wyzwaniem w stosowaniu paliw alternatywnych jest ogromne zróżnicowanie właściwości chemicznych i fizycznych tych paliw. W pracy przedstawiono analizę procesu spalania wytworzonych z odpadów komunalnych peletów RDF w zmiennej temperaturze prowadzonego procesu spalania. Badania przeprowadzono na reaktorze laboratoryjnym z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym. Badania Zostały przeprowadzone w trzech różnych temperaturach komory spalania: 850°C, 750°C i 650°C i w strumieniu materiału inertnego Gs=2,5kg/m2s i Gs=5kg/m2s modelującym warunki w rzeczywistym palenisku. Z badań wynika, że technologia fluidalna może być uważana za jedną z bardziej efektywnych metod unieszkodliwiania odpadów komunalnych przy jednoczesnym wykorzystaniu ich potencjału energetycznego. Mogą one być z powodzeniem wykorzystywane zarówno w procesie spalania oraz zgazowania, czy pirolizy.

EN

Nowadays, due to the growing energy needs of the world and awareness of the threats associated with greenhouse gas emissions, the use of energy from waste is becoming more and more desirable. Fluidized bed combustion technology is a clean and efﬁcient technology in view of its excellent mixing and heat transfer characteristics. It allows the use of fuels not only such as coal or biomass, but also municipal solid waste. The current trend is to partially or fully replace fossil fuels by alternative fuels such as biomass and Refuse Derived Fuel (RDF )/ Solid Recovered Fuels (SRF). The caloriﬁc value of these fuels is high, while also competitive in comparison with lignite. The biggest challenge in the use of alternative is that these fuels have different physical and chemical properties. The paper presents an analysis of the combustion process of RDF pellets produced from municipal waste at a variable temperature of the combustion process. Tests were carried out in a laboratory reactor with a circulating ﬂuidized bed. The research was carried out at three different temperatures of the combustion chamber: 850°C, 750°C and 650°C and in the stream of material Gs=2.5kg/mzs and Gs=5kg/mzs modeling the conditions in a real boiler. The study shows that ﬂuidized bed combustion can be considered to be one of the most efﬁcient methods of neutralizing municipal waste while using its energy potential. They can be successfully used both in the process of combustion and gasiﬁcation or pyrolysis

2

Porównanie metod pomiaru wytrzymałości mechanicznej peletów z biomasy

Markowski Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 5

314--318

PL

Przedstawiono korelację pomiędzy wynikami badań wytrzymałości mechanicznej peletów wytworzonych z biomasy otrzymanymi w badaniach odporności na zrzut (drop test) a wynikami wg metody znormalizowanej. Porównano metodę określania wytrzymałości mechanicznej peletów wg normy z 3 rodzajami testów odporności na zrzut, polegającymi na zrzucaniu peletów z wysokości 1000, 1500 oraz 1850 mm. Badania przeprowadzono, wykorzystując pelety wytworzone z 5 rodzajów biomasy i zawierające 5 rodzajów dodatków poprawiających ich wytrzymałość mechaniczną. Porównania dokonano, wykorzystując metodę korelacji liniowej. Otrzymane wartości współczynnika korelacji R2 wynoszące 0,0002–0,8443 wskazały, że tylko w niektórych przypadkach zachodził związek pomiędzy wynikami testów odporności na zrzut a wynikami otrzymanymi w badaniach prowadzonych wg normy1).

EN

Five types of biomass (rapeseed cake, linseed cake, wheat bran, rapeseed meal and pine sawdust) were pelleted with the addn. of binders (sugar, water glass, quicklime, potato starch or calcium lignosulfonate). The mech. strength of the pellets was detd. using a method compliant with the ISO std. and drop tests consisting in dropping shot from heights of 1000, 1500 and 1850 m. For the obtained pellets, a weak (1850 mm test) and av. correlation (1500 mm test) were found between the durability results obtained in the drop tests and the ISO std.

3

Termochemiczny nośnik ciepła o podwyższonej wytrzymałości na bazie siarczanu(VI) magnezu

Lasek Janusz, Cygan Adam, Kotyczka-Morańska Michalina, Fryza Rafał, Zuwała Jarosław

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 12

1173--1180

PL

Przedstawiono wyniki badań wpływu obecności dodatków na wytrzymałość mechaniczną peletów na osnowie MgSO₄ poddanych cyklicznie zmiennym procesom hydratacji i dehydratacji. Najwyższą odpornością (do 25 cykli) charakteryzowała się mieszanka zawierająca MgSO₄ oraz żużel (frakcja poniżej 0,2 mm) w ilości 5% mas. i bentonit w ilości 5% mas.

EN

Twenty-five heat carriers were prepd. in the form of pellets based on MgSO₄ with the addn. of binders such as kaolin, silica gel, bentonite, alginates, MgCl₂, bottom ash, slag or gypsum. Mech. stability tests of pellets after variable cyclic hydration and dehydration over 1-day and energy storage d. tests with the use of a flow reactor over several days were carried out. The highest durability of pellets (up to 25 cycles) was obsd. for the MgSO₄ mixt. with 5% by mass bottom ash (fraction below 0.2 mm) and 5% by mass bentonite. Complete degradation of the pellets occurred after the 51st cycle.

4

Przygotowanie parametrów biomasy leśnej pod kątem energetycznego wykorzystania

Roman Kamil, Borek Kinga

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2021

|

Nr 1-2

26--29

PL

Globalne stosowanie paliw kopalnianych do produkcji ciepła i energii jest przyczyną zmian środowiskowych, polegających na ciągłym ocieplaniu klimatu. Do 2030 r. przewidywany jest sześćdziesięcioprocentowy wzrost zapotrzebowania energii [5]. Według traktatu Unii Europejskiej, dotyczącym produkcji energii ze źródeł odnawialnych, ten wzrost jest przyczyną ciągłych poszukiwań nowych jej źródeł. Zwraca się uwagę na możliwość bezpośredniego uzyskania energii w procesie spalania biogazu. Optymalizacja parametrów technicznych procesu brykietowania pozwoli na szersze wykorzystanie biomasy leśnej, jako źródła czystej energii. Jednocześnie określenie najkorzystniejszych parametrów aglomeracji pozostałości zrębowych, pozwoli na usprawnienie procesów ich zagęszczania i ograniczy energochłonność zabiegu.

EN

The global use of fossil fuels for the production of heat and energy is the cause of environmental changes consisting in the constant warming of the climate. By 2030, a 60% increase in energy demand is expected [5]. According to the European Union treaty on energy production from renewable sources, this increase is the reason for the constant search for new energy sources. Attention is drawn to the possibility of obtaining energy directly in the process of biogas combustion. Optimization of the technical parameters of the briquetting process will allow for wider use of forest biomass as a source of clean energy. At the same time, the determination of the most favorable agglomeration parameters of logging residues will allow for the improvement of their compaction processes and will reduce the energy consumption of the treatment.

5

Zagrożenia pożarowe i wybuchowe peletu RDF

Januszewski Janusz, Brzezińska Dorota

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2020

|

Nr 5

88--93

PL

Negatywne oddziaływanie paliw kopalnych na środowisko skłoniło rządy państw rozwiniętych do poszukiwań alternatywnych źródeł energii, przy jednoczesnym zapewnieniu długoterminowych zdolności energetycznych zakładów energetycznych [1]. Technologia paliw alternatywnych (RDF, ang. Refuse Derived Fuel) została stworzona w USA we wczesnych latach siedemdziesiątych XX wieku [2]. Obecnie RDF jest wprowadzany na całym świecie w przemyśle wytwórczym i jest uważany za sprawdzoną technologię. Pelety RDF są końcowym produktem przetwórstwa sortowanych stałych odpadów komunalnych (MSW, ang. Municipal Solid Waste). Ich frakcje palne i niepalne są oddzielane, a następnie palne ekstrakty są przetwarzane do postaci peletów lub brykietów, nadających się do spalania w kotłowniach przemysłowych.

6

Analysis of selected quality features of wood pellets

Gorzelany Józef, Zardzewiały Miłosz, Murawski Piotr, Matłok Natalia

Agricultural Engineering

|

2020

|

Vol. 24, No. 1

25--34

EN

The article presents an analysis of the energy, mechanical and chemical properties of pellets made of wood material. According to the manufacturer, wood pellets were made of hard wood shredded to fractions approx. 1 mm thick and up to 3-4 mm long, and of a waste source - sawdust. Measurements of the selected properties were carried out on pellets with a diameter of 6 and 8 mm. Mechanical durability, humidity, crumble rate, ash quantity, calorific value were determined, as well as macronutrient and heavy metals content. The calorific value of pellets, with moisture content from 7.48% to 6.76% and ash content from 0.31% to 0.55%, ranged from 17.71-19.18 MJ·kg-1 , which testified to the beneficial energy use of the tested raw material. Based on the conducted research, it was found that the mechanical properties of pellets made of both sawdust and hard wood predispose them for use as boiler fuel. The tested materials met high quality standards for wood pellets used for non-industrial and industrial purposes.

PL

W artykule przedstawiono analizę właściwości energetycznych, mechanicznych oraz chemicznych peletów wytworzonych z surowca drzewnego. Pelety wg. informacji producenckich wyprodukowano z twardego drewna rozdrobnionego do frakcji o grubości około 1 mm i o długości do 3-4 mm oraz z surowica odpadowego-trocin. Pomiary wybranych właściwości przeprowadzono na peletach o średnicy 6 i 8 mm. Określono trwałość mechaniczną, wilgotność, straty okruszenia, ilość popiołu, wartość opałową oraz zawartość makroskładników i metali ciężkich. Wartość opałowa peletów o zawartości wilgotności od 7,48% do 6,76% i zawartości popiołu od 0,31% do 0,55% była w zakresie od 17,71-19,18 MJ·kg-1 i świadczyła o korzystnym wykorzystaniu energetycznym badanego surowca. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że właściwości mechaniczne peletów wytworzonych zarówno z trocin jak i z twardego drewna predysponują je do zastosowania jako paliwo kotłowe. Badane materiały spełniały wysokie jakościowe normy obowiązujące dla peletów drzewnych stosowanych do celów nieprzemysłowych i przemysłowych.

7

Comparison and Assessment of Emission Factors for Toxic Exhaust Components During Combustion of Biomass Fuels

Zając Grzegorz, Szyszlak-Bargłowicz Joanna, Słowik Tomasz

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

378--394

EN

The assessment of environmental benefits resulting from biomass burning is a complex issue. The most reliable is when there is the possibility of empirical emission assessment using various fuels in energy installations. If no specific emission data is available, it should be estimated using appropriate indicators. There is still considerable uncertainty in the assessment of the impact of pollutant emissions accompanying the combustion of biomass on air quality on a local scale. This is caused not only by the lack of data on the amount of biomass burned but also by the lack of emission factors that would characterize real combustion. In this context, it is extremely important to expand knowledge about environmental aspects resulting from the use of energy biomass. The aim of the work was to compare and assess emission factors of toxic exhaust components obtained on the basis of direct measurements and indicators estimated using the index method, calculated on the basis of appropriate fixed-point indicators available in the literature. The work uses a commercially available automatic pellet boiler with a capacity of 10 kW. Combustion tests were carried out for five different materials, including wood pellets, energy plant pellets and agricultural waste. The emission factors were determined for CO, NOx and SO2 with reference to the unit of mass of fuel and calorific value of fuel. The CO, NOx, SO2 emission indices determined using the index method were burdened with a large error. In the case of CO and NOxemission indicators, this resulted from the course of the combustion process, which for the biofuels tested did not always run equally smoothly and without problems, which affected the obtained boiler power. During the conducted combustion tests, when the boiler reached its rated power and maximum load, the CO emission indices determined using the index method were much higher than those determined empirically. On the other hand, NOx emission factors determined using the index method were lower than those determined empirically. It follows that setting emission indicators using biomass fuels may be subject to a very large error and not to inform about the actual emissions from low-capacity boilers installed in individual households. Because the combustion process is very sensitive to the conditions in which it occurs, and their slight change may cause major changes in emission factors, it can not be considered that the emission factors obtained in the conducted research can be an undisputable source of information about emissions from this type of installations. Further emission tests are required, taking into account different types of equipment, a wide range of their models and technologies as well as various biomass fuels. The results of this research will allow the development of more accurate drift rates for biomass fuels and for more precise estimation of emission factors.

PL

Ocena korzyści środowiskowych, wynikających ze spalania biomasy, jest zagadnieniem złożonym. Najbardziej wiarygodna jest wówczas, gdy istnieje możliwość empirycznej oceny emisji z wykorzystaniem różnych paliw w instalacjach energetycznych. Jeżeli brak jest konkretnych danych o emisji, należy ją oszacować, wykorzystując odpowiednie wskaźniki. Wciąż istnieje znaczna niepewność oceny wpływu emisji zanieczyszczeń towarzyszących spalaniu biomasy na jakość powietrza w skali lokalnej. Spowodowane jest to nie tylko brakiem danych dotyczących ilości spalanej biomasy ale również brakiem współczynników emisji, które charakteryzowałyby spalanie rzeczywiste. W tym kontekście niezwykle istotne jest poszerzanie wiedzy dotyczącej aspektów środowiskowych wynikających z wykorzystania energetycznego biomasy. Celem pracy było porównanie i ocena wskaźników emisji toksycznych składników spalin, uzyskanych na podstawie pomiarów bezpośrednich oraz wskaźników oszacowanych za pomocą metody wskaźnikowej, obliczonych na podstawie odpowiednich, dostępnych w literaturze wskaźników unosu. W pracy wykorzystano dostępny komercyjnie, automatyczny kocioł na pelety o mocy 10 kW. Testy spalania przeprowadzono dla pięciu różnych materiałów, w tym peletów drzewnych, peletu z roślin energetycznych i odpadów rolniczych. Wskaźniki emisji wyznaczono dla CO, NOx SO2 SO2 w odniesieniu do jednostki masy paliwa i wartości opałowej paliwa. Wskaźniki emisji CO, NOx, SO2 wyznaczone metodą wskaźnikową były obciążone dużym błędem. W przypadku wskaźników emisji CO NOx wynikało to z przebiegu procesu spalania, który dla badanych biopaliw nie zawsze przebiegał jednakowo sprawnie i bezproblemowo, co wpływało na uzyskiwaną moc kotła. Podczas prowadzonych testów spalania, kiedy kocioł osiągał moc znamionową i maksymalne obciążenie, wskaźniki emisji CO wyznaczone metodą wskaźnikową były o wiele wyższe od wyznaczonych empirycznie. Natomiast wskaźniki emisji NOxwyznaczone metodą wskaźnikową były niższe niż wyznaczone empirycznie. Wynika stąd, że wyznaczanie wskaźników emisji metodą wskaźnikową dla paliw biomasowych może być obarczone bardzo dużym błędem i nie informować o rzeczywistej emisji z kotłów małej mocy zainstalowanych w indywidualnych gospodarstwach domowych. Ponieważ proces spalania jest bardzo wrażliwy na warunki w jakich zachodzi, a niewielka ich zmiana może spowodować duże zmiany wskaźników emisji, nie można uznać, że wskaźniki emisji uzyskane w przeprowadzonych badaniach mogą stanowić bezdyskusyjne źródło informacji o emisjach z instalacji tego typu. Niezbędne są dalsze badania emisji z uwzględnieniem różnych typów urządzeń, szerokiej gamy ich modeli i technologii oraz różnych paliw biomasowych. Wyniki tych badań pozwolą na opracowanie dokładniejszych wskaźników unosu dla paliw biomasowych oraz na precyzyjniejsze szacowanie wskaźników emisji.

8

Logistic and economical preconditions for production of pellets from sawdust

Kwaśniewski Dariusz

Agricultural Engineering

|

2019

|

Vol. 23, No. 2

5--14

EN

The objective of the paper was to determine the costs of production and production effectiveness of pellets made of sawdust and characteristics of logistics of raw material carriage and distribution of pellets. The scope of the paper covered the research carried out in the branch of DREWEX company located in Chotelek town (Świętokrzyskie voivodeship, Province of Busko Zdrój). Unit costs of pellets production were: 513.4 PLN·t-1 for option 1, 423.3 PLN·t-1 for option 2 and 393.3 PLN·t-1 for option 3. The most favourable was option 3 when the pellets were produced on the technology line in the 3-shift system day and night. The average distance to seven cities from which sawdust was delivered was 43.6 km and the distance to which production was distributed to ten cities was on average 105.5 km.

PL

Celem pracy było określenie kosztów produkcji i efektywności produkcji peletów z trocin drzewnych oraz charakterystyka logistyki dostaw surowca do produkcji oraz dystrybucja peletów. Zakresem pracy objęto badania przeprowadzone w oddziale firmy DREWEX, który znajduje się w miejscowości Chotelek (województwo świętokrzyskie, powiat buski). Jednostkowe koszty produkcji peletów wyniosły: 513,4 PLN·t-1 dla wariantu 1, 423,3 PLN·t-1 dla wariantu 2 oraz 393,3 PLN·t-1 dla wariantu 3. Najbardziej korzystnym był wariant 3, gdy produkcja peletów prowadzona była na linii technologicznej w systemie 3 zmianowym przez całą dobę. Średnia odległość do siedmiu miejscowości z których dostarczane były trociny wyniosła 43,6 km, a odległość dystrybucji produktu do dziesięciu miejscowości to średnio 105,5 km.

9

Analiza techniczna i strukturalna biomasy typu Cannabis sativa L. w stanie surowym oraz po peletyzacji

Machaj Krystian, Skiba Błażej

Zeszyty Energetyczne

|

2018

|

T. 5

73--86

PL

W niniejszym artykule dokonano badań określających potencjał energetyczny konopii Cannabis sativa L. Przedstawione zostały podstawowe informacje na temat regulacji prawnych, hodowli tej odmiany konopi. Badania, które przeprowadzono obejmują analizę techniczną oraz strukturalną rośliny. Wykonywano je na dwóch frakcjach: włóknach i łodygach. Otrzymane wartości badań (zawartość wilgoci, części lotnych oraz nieorganicznych, wartości kaloryczne) zestawiono z charakterystycznymi wartościami typowych roślin energetycznych: Salix viminalis i Miskhantus giganteus. Dokonano peletyzacji Cannabis sativa L., w stosunku około: 30% włókien i 70% łodyg. Wartość opałowa otrzymanego peletu wynosi 20,3 MJ/kg. Ponadto wykazano, że łodygi są lepszą frakcją pod względem energetycznym do wykorzystania w energetyce. Jest to istotna informacja dla hodowców lub producentów, zajmujących się rozdziałem obu frakcji, w celach przemysłowego wykorzystania wyłącznie jednej z nich. Niniejszy artykuł określa potencjał energetyczny Cannabis sativa L. wyhodowanych w Polsce w 2016 roku, który wynosi 0,026 TJ. Stwierdzono, że konopia siewna jest dobrą alternatywą dla tradycyjnych technologii energetycznych.

10

Analiza możliwości spalania biomasowych paliw energetyki zawodowej w domowych kominkach

Pawełek K., Papis K., Żołądek M., Sornek K., Filipowicz M.

Rynek Instalacyjny

|

2018

|

Nr 11

26--29

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących parametrów procesu spalania dla czterech paliw: peletów ze słomy, peletów z łusek słonecznika, brykietu ze słomy oraz zrębek drzewnych, które pobrano z placów składowych elektrowni konwencjonalnej. Analizowano udział CO2, O2, emisje CO, NOx i SO2 oraz rozkład temperatury w komorze spalania i ciągu spalinowym przy regulowanym dopływie powietrza do kominka.

EN

The paper presents results obtained during study of the pararmeters of the combustion process of four biomass fiiels: straw pellets and sunflower husks, straw briquettes and wood chips which were taken from conventional power plants storage yards. CO2, O2, content, CO, NOx, SO2 emissions and also temperatures in the combustion chamber and exhaust system were annalysed.

11

Struktura wewnętrzna peletów z addytywem oraz wpływ zawartości wilgoci przed procesem peletowania na produkt końcowy

Wnorowska J., Tymoszuk M., Kalisz S.

Instal

|

2018

|

nr 12

15--19

PL

W artykule przedstawiono analizę rozkładu wielkości cząstek wewnątrz peletów oraz wpływu zawartości wilgoci przed procesem peletyzacji na wytrzymałość mechaniczną produktu końcowego. W badaniach wykorzystano następujące rodzaje biomasy bez i z zawartością addytywu (haloizytu): słomę pszenną/żytnią (z obszaru Polski) – SP-K, miscantus – DM, słomę zbożową (z obszaru Niemiec) – DS oraz pelety zielne – BZ. Stwierdzono, że cząstki wewnątrz peletów charakteryzowały się rozmiarem ziaren poniżej 3mm, a procentowa frakcja masowa przechodząca przez sito 1 mm dla każdej próbki utrzymywała się na poziomie wyższym niż 70%. Wilgotność przed peletyzowaniem dla badanych surowców mieściła się w przedziale 25% – 30% w zależności od użytego surowca, natomiast wartości wytrzymałości mechanicznej w granicach 77,7% – 96,2% (w zależności od rodzaju materiału oraz zawartości wilgoci przed procesem peletowania).

EN

The article presents analysis of the particle size distribution inside pellets and the influence of moisture content before pelletisation process on final products mechanical strength. Following types of biomass were used without and with the content of additive (halloysite): Polish wheat straw – (SP-K), miscanthus (DM), cereal straw (DS) and herbaceous pellets (BZ). Particles inside pellets were characterized by a grain size smaller than 3 mm and the cumulative weight percent passing through the sieve with mesh screen 1 mm for each sample was at the level higher than 70 %. The moisture content before pelletisation process for tested materials was in the range of 25% – 30% depending on the material which was used, while values of mechanical strength of pellets were within the range of 77.7% – 96.2% (depending on the type of material and moisture content before the pelletisation process).

12

Analysis of the combustion process of coal slurry pellets in a circulating fluidized bed

Richter D., Kijo-Kleczkowska A., Kosowska-Golachowska M., Wolski K.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 4

91--96

EN

The paper presents the results of experimental studies constituting a comparative analysis of the combustion of coal slurry, brown coal, hard coal and biomass in the form of pellets. The study was conducted using a test stand with a circulating fluidized bed (CFB) with a capacity of 12 kW. The analysis included, among other parameters, the total combustion time, the maximum temperature on the surface of the fuel, the ignition time, the time of volatiles combustion and the time of the burning of char. The general conclusion based on experimental studies is that coal slurry pellets, due to its characteristics and behaviour during the combustion process in a circulating fluidized bed, can be a valuable energy source.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących analizy porównawczej spalania peletów z mułu węglowego, węgla brunatnego, węgla kamiennego oraz biomasy. Badania prowadzono na stanowisku badawczym z cyrkulacyjną warstwą fluidalną Analiza dotyczyła całkowitego czasu spalania, maksymalnej temperatury na powierzchni paliwa, czasu zapłonu i spalania części lotnych oraz czasu spalania karbonizatu. Stwierdzono, iż pelety z mułów węglowych mogą być wartościowym źródłem energii dla kotłów z cyrkulacyjną warstwą fluidalną.

13

Impact of Various Kinds of Straw and Other Raw Materials on Physical Characteristics of Pellets

Kraszkiewicz A., Kachel-Jakubowska M., Niedziółka I., Zaklika B., Zawiślak K., Nadulski R., Sobczak P., Wojdalski J., Mruk R.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

270--287

EN

The paper presents the results of a research on pelletizing different kinds of straw with admixture of rapeseed cake, soya bean hulls and spelt hulls. Obtained pellets were qualitatively assessed by examining: mechanical strength of the pellets, cutting and crushing strength, and basic physical characteristics. The results were compared with the ISO 17225-6:2014 quality standard in order to assess their suitability for industry. The results were statistically processed to determine the effects the particular admixtures and straw kinds had on the test parameters. The research testifies that moisture content of mixtures during the pelletizing process ranged between 9.0 and 13.65%, however pellets - 7.31-11.45%. The net calorific value of the produced pellets varied to a small extent (15.85-17.89 MJ·kg-1). The lowest ash content was measured for pellet made of rye straw and soya bean hulls (4.06%), and the highest for pellet made of rapeseed straw and rapeseed cake (5.17%). The various kinds of straw with applied compounds do not affect the specific density of the pellets. However, the obtained bulk density varied. The pellets obtained from rapeseed straw with spelt hulls and rapeseed cake compounds had the lowest bulk density (380.9 kg×m-3). Only the pellets made of soya bean hulls and rye straw, wheat straw and soya bean hulls, and the ones made of rapeseed straw and spelt hulls and based on rapeseed cake had bulk density > 500 kg×m-3. The highest mechanical strength was measured for the pellets made of rapeseed straw with admixture of rapeseed cake and spelt hulls (95.9%), for which also the highest crushing strength (1222.2 N) and cutting strength (136.6 N) were obtained. Considering the analysed parameters, the pellets made of rapeseed straw with rapeseed cake and spelt hulls admixture received the lowest ratings. They were characterised by the lowest net calorific value (15.85 MJ·kg-1), high moisture content (11.45%), low bulk density (390.8 kg×m-3) and low mechanical strength (89.4%). Out of the examined pellets, the one made of rye straw and soy bean hulls had the highest net calorific value of 17.89 MJ·kg-1 and received the highest ratings.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad peletowaniem różnych rodzajów słomy z dodatkiem makuchu rzepakowego, łuski sojowej i łuski orkiszowej. Uzyskane pelety poddano ocenie jakościowej badając: wytrzymałość mechaniczną peletów, siłę cięcia i zgniatania oraz podstawowe właściwości fizyczne. Otrzymane wyniki porównano z normą jakościową ISO 17225-6:2014 oceniając ich przydatność dla przemysłu. Wyniki opracowano statystycznie stwierdzając zależności wpływu dodatków i słomy na badane parametry. Z badań wynika, że wilgotność mieszanek w procesie peletowania mieściła się w przedziale od 9,0 do 13,65%, a peletów - 7,31-11,45%. Wartość opałowa otrzymanych peletów była zróżnicowana w niewielkim stopniu (15,85-17,89 MJ·kg-1). Najmniejsza zawartość popiołu wyniosła dla peletu wytworzonego ze słomy żytniej i łuski sojowej (4,06%), a największa dla peletu ze słomy rzepakowej i makuchu rzepakowego (5,17%). Rodzaj słomy wraz z zastosowanymi dodatkami nie wpłynął na gęstość właściwą peletów. Otrzymano natomiast zróżnicowanie w gęstości nasypowej. Pelety uzyskane ze słomy rzepakowej z dodatkiem łuski orkiszowej i makuchu rzepakowego posiadały najniższą gęstość nasypową (380,9 kg×m-3). Tylko pelety uzyskane ze słomy żytniej i łuski sojowej, słomy pszennej i łuski sojowej oraz pelety uzyskane ze słomy rzepakowej i łuski orkiszowej na bazie makuchu rzepakowego posiadały gęstość nasypową powyżej 500 kg×m-3. Najwyższą wytrzymałość mechaniczną posiadały pelety, wytworzone ze słomy rzepakowej z dodatkiem makuchu rzepakowego i łuski orkiszowej (95,9%), dla których uzyskano również najwyższą odporność na ściskanie (1222,2 N) oraz siłę cięcia (136,6 N). Pod względem analizowanych parametrów najniżej oceniono pelety, wykonane ze słomy rzepakowej z dodatkiem makuchu rzepakowego i łuski orkiszowej. Posiadały one najniższą wartość opałową (15,85 MJ·kg-1), wysoką wilgotność (11,45%), małą gęstość usypową (390,8 kg×m-3) oraz wytrzymałość mechaniczną (89,4%). Najkorzystniejsze z ocenianych peletów okazały się pelety, ze słomy żytniej i łuski sojowej o najwyższej wartości opałowej 17,89 MJ·kg-1.

14

Badanie emisji wybranych zanieczyszczeń gazowych podczas spalania peletów z agro biomasy w kotle małej mocy

Szyszlak-Bargłowicz J., Zając G., Słowik T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2017

|

Tom 19

715--730

PL

Dynamiczny rozwój rynku biomasy powoduje, że jej tradycyjne źródła nie dają możliwości pokrycia zapotrzebowania na nią. Alternatywą może być biomasa pozyskiwana z innych źródeł w tym biomasa typu agro, która mogłyby zastąpić pelety drzewne stosowane w indywidualnym ogrzewnictwie. Przed jej szerszym wprowadzeniem do użytkowania należy wziąć pod uwagę, że efektywność techniczna i eksploatacyjna generowania ciepła w źródłach małej mocy uzależniona jest zarówno od paliwa jak i od urządzenia grzewczego. Charakterystyka techniczna urządzenia grzewczego determinuje dobór paliwa, z kolei jakość paliwa wpływa na organizację procesu spalania. Rozważając spalanie w nich peletów z innych rodzajów biomasy, należy prowadzić proces w sposób kontrolowany, tak aby nie destabilizować procesu spalania a tym samym zwiększać strat i emisji. Celem przeprowadzonych badań było wykazanie i przeanalizowanie efektów ekologicznych i problemów eksploatacyjnych wynikających ze stosowania peletów z biomasy typu agro w kotle małej mocy przystosowanym do spalania peletów drzewnych. Określono emisję CO, NO, SO2, podczas spalania w kotle automatycznym, o mocy 10 kW peletów: drzewnych, ze ślazowca pensylwańskiego, miskanta olbrzymiego, słomy rzepakowej i z łusek słonecznika. Instalacja zastosowana w badaniach była typową instalacją wykorzystywaną do ogrzewania domów jednorodzinnych przeznaczoną do spalania peletów drzewnych. Najniższe stężenie CO i SO2 stwierdzono podczas testu spalania petów drzewnych. Wynosiło ono, po przeliczeniu na 10% zaw. O2 w spalinach, odpowiednio: CO 70,16 mg∙m-3; SO2 0,0655 mg∙m-3. Najwyższe stężenie CO stwierdzono podczas testu spalania peletów z łusek słonecznika: 470,21 mg∙m-3 (10% zaw. O2), a najwyższe stężenie SO2 odnotowano podczas testu spalania peletów ze słomy rzepakowej 0,1384 mg∙m-3 (10% zaw. O2). Otrzymane wyniki badań emisji SO2 korespondują z badaniami zwartości siarki w spalanych paletach. Najwyższe stężenie NO (10% zaw. O2) stwierdzono podczas spalania peletów drzewnych 271,73 mg∙m-3 i peletów ze ślazowca pensylwańskiego 248,31 mg∙m-3, nieco niższa podczas spalania słomy rzepakowej 136,76 mg∙m-3 a najniższe podczas spalania peletów z miskanta olbrzymiego i łusek słonecznika 75,79 mg∙m-3 i 58,62 mg∙m-3. Największe problemy z ustabilizowaniem pracy kotła wystąpił podczas spalania peletów z łusek słonecznika, co przełożyło się na najwyższą emisję tlenku węgla w spalinach, wynikającą z niezupełnego spalania paliwa.

EN

The dynamic development of the biomass market makes its traditional sources are not capable of covering demand for it. Alternatively, biomass can be obtained from other sources including biomass agro type that could replace wood pellets used in individual heating systems. Before to its introduction to the wider use should be taken into account that the effectiveness of technical and operational generating heat sources of low power depends on both the fuel and the heating device. Technical characteristics of the heating equipment determines the choice of fuel, in turn, affects the quality of fuel organization of the combustion process. Considering the combustion of these pellets in other types of biomass, the process should be carried out in a controlled manner so as not to destabilize the combustion process and thereby increase the losses and emissions. The aim of the study was to demonstrate and analyze the effects of environmental and operational problems arising from the use of pellets from biomass in agro-type boiler low power adapted to burn wood pellets. Specified emission of CO, NO, SO2, during combustion in the boiler automatic 10 kW pellets: wood, from Virginia mallow, giant miscanthus, rape straw and sunflower husk. The installation used in the study was a typical installation, used for heating houses designed to burn wood pellets. The lowest concentration of CO and SO2 were found during the combustion test wood pets. It was, after conversion to 10% excl. O2 in the exhaust gasses, respectively, CO 70.16 mg∙m-3; SO2 0.0655 mg∙m-3. The highest concentration of CO were found during the combustion test pellets from sunflower husk: 470.21 mg∙-3 (10% excl. O2), and the highest concentration of SO2 was recorded during the combustion test pellets from rape straw 0.1384 mg∙-3 (10% excl. O2). The results obtained SO2 emissions correspond to the sulfur concentration in burned pallets. The highest concentration of NO (10% excl. O2) found during the combustion test wood pellets 271.73 mg∙m-3 and pellets from Virginia mallow 248.31 mg∙m-3, slightly lower than the combustion of rape straw 136.76 mg∙m-3 and the lowest during the combustion of pellets from giant miscanthus and sunflower husk 75.79 mg∙m-3 and 58.62 mg∙-3. The biggest problems with the stabilization of the boiler occurred while burning pellets from sunflower husk, which resulted in the highest emissions of carbon monoxide in the exhaust gasses resulting from incomplete combustion of fuel.

15

Spalanie biomasy agro i leśnej w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej

Kosowska-Golachowska M., Wolski K., Gajewski W., Kijo-Kleczkowska A., Musiał T., Środa K.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 3

90--99

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu spalania peletów z biomasy agro (słoma pszeniczna i wierzba energetyczna) oraz biomasy leśnej (sosna zwyczajna) w cyrkulacyjnej warstwie fluidalnej. Badania przeprowadzono na stanowisku laboratoryjnym o mocy 12 kW w Instytucie Maszyn Cieplnych Politechniki Częstochowskiej. Przeanalizowano czasy i temperatury zapłonu, temperatury powierzchni i środka peletów, czasy całkowitego spalania oraz emisje zanieczyszczeń gazowych (NO, N2O, NO2, SO2, CO, HCl, HF i HCN) podczas spalania paliw biomasowych w odniesieniu do węgla kamiennego.

EN

In this paper the advantages and disadvantages of biomass combustion in fluidized-bed boilers were discussed. Results of experimental research of combustion process of agro biomass pellets (wheat straw and willow) and wood biomass pellets (Scots pine) in a circulating fluidized bed were presented. Biomass combustion tests were conducted in a 12-kW bench-scale CFB combustor. The main objective of this study was to investigate the combustion behaviour of biomass fuels in terms of particle temperature profiles, ignition time, devolatilization time, the total combustion time and emissions of pollutants (NO, N2O, NO2, SO2, CO, HCl, HF and HCN).

16

The impact of new constructional solutions of pelleting devices on properties of the produced pellets

Kachel-Jakubowska M., Kraszkiewicz A., Zarajczyk J., Kowalczuk J., Niedziółka I.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 61, nr 2

35--39

EN

The paper presents results of study of the pellets made of agricultural biomass. In the tests wheat straw was used and then ground raw materials were concentrated using two types of pelleting machines: with flat matrix and driven by compacting rollers as well as with ring matrix. The research methodology consisted of measurements of physicochemical properties of pellets, i.e. humidity after compaction, bulk density, and mechanical stability factor. Calorific value, ash content, and chemical composition of the raw material were also specified. Average humidity of the raw material ranged from 10.30% for ring press to 10.77% for flat press. The pelleting process changed the water content in a final product causing statistically significant differences between pelleting devices applied. The bulk density of pellets in both machines did not differ considerably and amounted to 541.77 kg·m-3 for ring press and to 544.21 kg·m-3 for flat press. Calorific value of the produced pellet in both cases was above 15 MJ·kg-1. Applying new constructional solutions in a form of two pelleting device types, allowed for obtaining product that was characterized by high mechanical durability greater than 95%.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań peletów z biomasy pochodzenia rolniczego. Do analiz użyto słomy pszennej, a następnie rozdrobnione surowce zagęszczano przy użyciu dwóch rodzajów granulatorów: z matrycą płaską i napędzanymi rolkami zagęszczającymi oraz z matrycą pierścieniową. Metodyka badań obejmowała pomiary właściwości fizykochemicznych peletów, tj. wilgotność po zagęszczeniu, gęstość usypową i współczynnik trwałości mechanicznej. Określono wartość opałową, zawartość popiołu oraz skład chemiczny surowca. Średnia wilgotność surowego materiału mieściła się w granicach od 10,3% dla prasy pierścieniowej do 10,77% dla prasy z matrycą płaską. Po procesie granulacji zawartość wody w gotowym produkcie uległa zmianie powodując statystycznie istotne różnice między stosowanymi granulatorami. Gęstość usypowa peletów w obu prasach nie różniła się znacząco między sobą i wynosiła 541,77 kg·m-3 dla prasy pierścieniowej oraz 544,21 kg·m-3 dla prasy z matrycą płaską. Wartość opałowa uzyskanych peletów w obu przypadkach wynosiła powyżej 15 MJ·kg-1. Wykorzystując nowe rozwiązania konstrukcyjne w postaci dwóch granulatorów uzyskano surowiec charakteryzujący się wysoką trwałością mechaniczną, wynoszącą w obu prasach powyżej 95%.

17

Influence of sintering temperature and compression speed on properties of hydroxyapatite disks

Smolina I., Szymczyk P., Chlebus E.

Aktualne Problemy Biomechaniki

|

2016

|

z. 11

121--126

EN

The present article is dedicated to an investigation of a production method of hydroxyapatite (HA) disks with a study of an influence of compression speed (5, 10 and 15 mm/min) and sintering temperature (900˚C and 1200˚C) on structure and properties of those disks. Measurements of density, mass loss and shrinkage as well as scanning electron microscopy (SEM) and light optical microscopy (LM) observations were performed. The aim of this study is to define optimal process parameters, which are applicable for using as a substrate for in vitro experiments.

PL

Niniejszy artykuł poświęcony analizie sposobu krążków hydroksyapatytowych (HA) poprzez ocenę wpływu szybkości ściskania (5, 10 i 15 mm/min) i temperatury spiekania (900˚C i 1200˚C) na strukturę i właściwości krążków. Plan badań zawierał pomiary gęstości, utraty masy i kurczliwości oraz obserwację struktury krążków przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i mikroskopii optycznej (MO). Celem badań jest określenie optymalnych parametrów procesu do produkcji krążków HA, stosowanych jako podłoże dla eksperymentów in vitro.

18

Economic effectiveness of straw pellets production

Kwaśniewski D., Kuboń M.

Agricultural Engineering

|

2016

|

Vol. 20, No. 4

147--155

EN

The objective of the paper was to present straw pellets production technology and to determine their production costs. The paper presents also the cost structure and economic effectiveness of pellets production. Tests were carried out in EKO-BIOMASA company which produces pellets. It is located in Biechów in Świętokrzyskie Voivodeship. Unit costs of pellets production were: 310.20 PLN·t-1 for option 1, 285.40 PLN·t-1 for option 2 and 278.90 PLN·t-1 for option 3. The most favourable was option 3 when the pellet production was carried out on the technology line in the 3-shift system day and night. In all three variants of pellet production, the highest costs were in case of electric energy. Its participation in the cost structure in relation to the option was within 42% (option 3) and 38% (option 1). The obtained indicator of economic effectiveness for all the investigated options was higher than one.

PL

Celem pracy było przedstawienie technologii produkcji peletów ze słomy zbóż oraz określenie kosztów ich wytwarzania. W pracy przedstawiono także strukturę kosztów oraz efektywność ekonomiczną produkcji peletów. Badania przeprowadzono w firmie EKO-BIOMASA produkującej pelety, która znajduje się w Biechowie (woj. świętokrzyskie). Jednostkowe koszty produkcji peletów wyniosły: 310,20 PLN·t-1 dla wariantu 1, 285,40 PLN·t-1 dla wariantu 2 oraz 278,90 PLN·t-1 dla wariantu 3. Najbardziej korzystnym był wariant 3, gdy produkcja peletów prowadzona była na linii technologicznej w systemie 3 zmianowym przez całą dobę. We wszystkich trzech wariantach produkcji peletów, największe koszty stanowiła energia elektryczna. Jej udział w strukturze kosztów w zależności od wariantu wahał się od 42% (wariant 3) do 38% (wariant 1). Uzyskany wskaźnik efektywności ekonomicznej dla wszystkich badanych wariantów był większy od jedności.

19

Characteristics of pellets made from different plant materials

Jachniak E., Holubčik M.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

95--101

EN

The aim of this research was estimation of the characteristic properties (energy and qualitative) of pellets, which were made from different plant biomass. In this research the spruce wood sawdust pellets, straw wheat pellets, straw rape pellets and hay pellets (produced in a large scale companies) were used. In addition, in this research the same kinds of these pellets were used, but produced in domestic conditions. The analyses were conducted in the laboratory of the Faculty of Mechanical Engineering University of Žilina, in February 2014. The following parameters were analyzed: moisture content, total heating value (calorimeter LECO AC 500 was used) and calorific value. The aim of the qualitative evaluation of these pellets, water test was conducted and mechanical durability was estimated. The research indicated that the spruce wood sawdust pellets and straw rape pellets (produced in a large scale companies) were characterized the lowest moisture content (respectively 6.88 and 6.91%) (this is main parameter, which influences on energetic value of pellets) and the highest values of total heat (respectively 20.16 and 18.65 MJ/kg). The highest content of moisture and the lowest energetic value characterized the every pellets, which were produced in domestic mill.

PL

Celem badań była ocena charakterystycznych (energetycznych i jakościowych) właściwości peletów, wykonanych z różnorodnej biomasy roślinnej. W badaniach wykorzystano: pelety wykonane z trocin drzewnych świerkowych, słomy pszenicznej, słomy rzepakowej oraz z siana (produkowane w dużych firmach). Dodatkowo w badaniach tych wykorzystano te same rodzaje peletów, ale produkowanych w warunkach eksperymentalnych. Analizy prowadzono w laboratorium Katedry Techniki Energetycznej Uniwersytetu Żylińskiego w Żylinie w lutym 2014 r. Brano pod uwagę następujące parametry: zawartość wilgotności, ciepło spalania (wykorzystano kalorymetr LECO AC 500) oraz wartość opałową. W celu oceny jakościowej badanych peletów przeprowadzono także test wodny oraz zbadano ich mechaniczną wytrzymałość. Badania wykazały, że najniższą wilgotnością (główny parametr wpływający na wartość energetyczną peletów) charakteryzowały się pelety wykonane z trocin drzewnych świerkowych oraz słomy rzepakowej (odpowiednio 6,88 i 6,91%) (ale produkowanych na dużą skalę w wielkich firmach) i uzyskały też najwyższą wartość ciepła spalania (odpowiednio 20,16 i 18,65 MJ/kg). Najwyższą zawartością wilgotności i najniższymi energetycznymi właściwościami cechowały się wszystkie pelety, które były produkowane w warunkach eksperymentalnych.

20

Impact of diameter of pressing channels and moisture on parameters of pelleting process of virginia mallow biomass

Zając G.

Agricultural Engineering

|

2015

|

Vol. 19, No. 1

141--150

EN

The objective of the paper was to evaluate the impact of biomass subjected to pelleting and diameter of pressing openings of a matrix of a pelleting machine on unit consumption of energy and quality of pellets. Virginia mallow biomass (Sida hermaphrodita R.) was investigated. The pelleting process was carried out on a pelleting machine with a flat matrix with the set of pressing rolls. Matrices with three diameters of pressing channels 6, 8, 10 mm were used for pelleting. Pelleting attempts were carried out at the material moisture which was 10, 15 and 20%. It was found out that energy consumption of the process of pellet production from Virginia mallow biomass depended on the raw material moisture and on diameter of pressing channels in the matrix of a pelleting machine. Unit consumption of electric energy during the pelleting process was within 45.3 and 70.2 Wh·kg-1. The lowest value was reported for moisture of 15% and diameter of pressing channels of 10 mm. Durability of the obtained pellets was within 88.9-93.5% of pellets. The highest durability was in case of pellets obtained at the moisture of 15% but higher durability was obtained at lower diameters of pressing openings. The highest relative density was in case of pellets obtained at the moisture of 15% and it was 1133.6-1094.8 kg·m-3 but density got reduced along with the increase of a diameter of channels.

PL

Celem pracy była ocena wpływu wilgotności biomasy poddawanej peletowaniau oraz średnicy otworów prasujących matrycy peleciarki na jednostkowe zużycie energii i jakość peletów. Badanym surowcem była biomasa ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita R.). Proces peletowania przeprowadzono na peleciarce z matrycą płaską z zespołem rolek prasujących. Do peletowania wykorzystano matryce o trzech średnicach kanałów prasujących 6, 8, 10 mm. Próby peletowania przeprowadzano przy wilgotności materiału wynoszącej 10, 15 i 20%. Stwierdzono, że energochłonność procesu wytwarzania peletów z biomasy ślazowca pensylwańskiego zależała od wilgotności surowca, a także od średnicy kanałów prasujących w matrycy peleciarki. Jednostkowe zużycie energii elektrycznej podczas procesu peletowania wahało w granicach od 45,3 do 70,2 Wh·kg-1. Najniższą wartość odnotowano dla wilgotności 15% i średnicy kanałów prasujących 10 mm. Trwałość uzyskanych peletów wahała się w zakresie 88,9-93,5% peletów. Najwyższą trwałością charakteryzowały się pelety uzyskane przy wilgotności 15% przy czym wyższą trwałość uzyskiwano przy mniejszych średnicach otworów prasujących. Największą gęstość właściwą uzyskano dla peletów uzyskanych przy wilgotności 15% 1133,6-1094,8 kg·m-3 przy czym gęstość malała wraz ze wzrostem średnicy kanałów.