Ekonomiczno-ekologiczny aspekt energetycznego wykorzystania biogazu wysypiskowego

• Autorzy: Dorota Musiał , Monika Zajemska

Warianty tytułu

Economic - Ecological Aspects of Energy Utilization of Landfill Biogas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Jak wynika z zaprezentowanych w niniejszym artykule wyników badań i obliczeń, energetyczne zagospodarowanie biogazu wysypiskowego jest korzystne nie tylko ze względów ekonomicznych, ale przede wszystkim ekologicznych. Jednym ze sposobów wykorzystania biogazu do celów energetycznych jest jego współspalanie z paliwami konwencjonalnymi, przykładowo z gazem ziemnym w procesie stopniowego spalania, tak zwanego reburningu. Zastosowana w badaniach technologia spalania, ze względu na swoją specyfikę, prowadzi do znacznego obniżenia stężenia tlenków azotu w spalinach. Specyfika tej metody opiera się bowiem na reakcji rodników CHi, powstających z rozpadu paliwa reburningowego z tlenkami azotu, w wyniku której NO redukowane jest do azotu molekularnego. Proces ten charakteryzuje się dużą skutecznością przy swej prostocie i stosunkowo niskich nakładach inwestycyjnych. Metoda reburningu może być stosowana w wielu urządzeniach energetycznych, zarówno w energetyce zawodowej, jak i przemysłowej. Jako paliwa reburningowe używane są głównie paliwa konwencjonalne, jednak istnieje wiele przesłanek na zastosowanie również biopaliw, a w szczególności biogazu ze względu na jego właściwości redukcyjne, zbliżone do gazu ziemnego. Osiągnięty w badaniach stopień redukcji tlenków azotu, ze względu na specyfikę procesu reburningu, może być jeszcze wyższy, jeśli biogaz w swoim składzie będzie zawierał więcej metanu.(fragment tekstu)

EN

This paper presents the possibility of landfi ll gas energy use in the process of combustion and co-combustion. Based on the literature and own research, the analysis of energy suitability of biogas in terms of economical and ecological was carried out. Within the laboratory experiment the measurements of the fl ue gas during co-combustion of biogas with natural gas were performed. The co-combustion method, due to its characteristics, is classifi ed as the primary methods of nitrogen oxides reduction. The proposed technique of cocombustion is advantageous for NOx reduction, especially in high temperature processes. The synthetic biogas used for testing has similar composition to the landfi ll gas composition and was a mixture of three components of the following volume shares: CH4 = 50%, N2 = 10%, CO2 = 40%. A laboratory experiment was conducted in a cylindrical quartz chamber. The biogas used in study was introduced into the chamber as an additional fuel, so-called reburning fuel. Conducted experiments have shown that the landfi ll biogas due to the high calorifi c value is fully suitable for energy use. In addition, properly performed co-combustion process of landfi ll gas with conventional fuels, such as natural gas, can substantially aff ect the reduction of nitrogen oxides emissions(original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Biogaz; Energetyka; Odpady komunalne; Wyniki badań

EN

Biogas; Energetics; Commercial wastes; Research results

• Czasopismo: Ekonomia i Środowisko
• Rocznik: 2014
• Numer: nr 1 (48)
• Strony: 141-151

Twórcy

autor

Dorota Musiał

• Politechnika Częstochowska

autor

Monika Zajemska

• Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• R. Arthur, M. F. Baidoo, E. Antwi, Biogas as a potential renewable energy source: A Ghanaian case study, "Renewable Energy" 2011 nr 36, s. 1510-1516.
• M. A. Bukowska, W. Szymański, Monitoring emisji w zakładach termicznej utylizacji odpadów, "Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska" 2006 nr 3, s. 91-98
• B. Igliński, i in., Agricultural biogas plants In Poland: Investment process, economical and environmental aspects, biogaspotential, "Renewable and Sustainable Energy Reviews" 2012 nr 16(7), s. 4890-4900
• J. Dudek, P. Klimek, Doświadczenia związane z energetycznym wykorzystaniem biogazu ze składowisk odpadów komunalnych, "Polityka Energetyczna" 2008 nr 11, s. 25-32.
• A. Beylot, J. Villeneuve, G. Bellenfant, Life Cycle Assessment of landfill biogas management: Sensitivity to diffuse and combustion air emissions, "Waste Management" 2013 nr 33, s. 401- 411
• J. C. Bruno, V. Ortega-López, A. Coronas, Integration of absorption coling systems into micro gas turbine trigeneration systems using biogas: Case study of a sewage treatment plant, "Applied Energy" 2009 nr 86, s. 837-847
• A. F. Colorado, B. A. Herrera, A. A. Amell, Performance of a Flameless combustion furnace using biogas and natural gas, "Bioresource Technology" 2010 nr 101, s. 2443-2449
• G. Piechota, B. Igliński, R. Buczkowski, Development of measurement techniques for determination main and hazardous components in biogas utilised for energy purposes, "Energy Conversion and Management" 2013 nr 68, s. 219-226.
• A. Grzybek, Ocena Strategii rozwoju energetyki odnawialnej oraz kierunki rozwoju energetycznego wykorzystania biogazu wraz z propozycją działań, Ekspertyza sporządzona na potrzeby Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, Warszawa 2005.
• S. Stepniak, Zespoły prądotwórcze napędzane gazem z biomasy wysypisk komunalnych, "Rynek Instalacyjny" 2009 nr 7-8, s. 91
• N. Curry, P. Pillay, Biogas prediction and design of a food waste to energy system for the urban environment, "Renewable Energy" 2012 nr 41, s. 200-209
• A. Demirbas, Potential applications of renewable energy sources, biomass combustion problems in boiler power systems and combustion related environmental issues, "Progress in Energy and Combustion Science" 2005 nr 31, s. 171-192
• T. Lee, S. Huang, Ch. Chen, The experimental study on biogas power generation enhanced by using waste heat to preheat inlet Gasek, "Renewable Energy" 2013 nr 50, s. 342-347
• R. Saidur, i in., A review on biomass as a fuel for boilers, "Renewable and Sustainable Energy Reviews" 2011 nr 15, s. 2262-2289
• A. Magdziarz, M. Wilk, M. Zajemska, Modelling of pollutants concentration from the biomass combustion process, "Chemical and Process Engineering" 2011 nr 32 (4), 423-433
• B. Białecka, Efektywność ekologiczna i ekonomiczna zastosowania metody reburningu, "Gospodarka Paliwami i Energią" 2000 nr 4, s. 18-21
• M. Zajemska, Analiza teoretyczno-eksperymentalna wpływu współspalania odpadów drzewnych w formie paliw reburningowych z gazem ziemnym na skład chemiczny spalin, "Drewno. Prace Naukowe Doniesienia Komunikaty" 2012 nr 188(55), s. 71-86