Biomassza különböző feltételek melletti égésének termokémiai és égéselméleti vizsgálata = Thermocemical and theoretical combustion examination of biomass in different conditions

Növényi biomasszák tüzeléstechnikai tulajdonságainak komplex vizsgálati módszerét dolgoztuk ki. Bázisadatok gyűjtéséhez a szilárd tüzelőanyagokra előírt szabványos eljárásokkal határoztuk meg lágyszárú növények, valamint fenyőfa apríték nedvesség,- illó,- éghető karbon,- hidrogén,- és hamutartalmát. Biomasszáknál az illótartalom meghatározására a szabványos módszer nem nyújt megbízható adatokat. Az illótartalom lágyszárú növények esetén 400oC, fáknál 450 oC-os kigázosítással határozható meg. Barnaszén-energiafű keverékeknél a 20% hőegyenértékben bekevert energiafűből kilépő illók elősegítik a begyulladást, gyorsítják az égést. Barnaszén, feketeszén, és biomassza tüzelésű gőzkazánok hamuját SEM és RTG diffrakciós módszerrel vizsgáltuk. Az energiafű hamuja több mint 15m/m%, a napraforgó maghéj 44% káliumot tartalmaz, amely a fűtőfelületek rendkívül gyors elsalakosodását okozza. Az energiafű hamuja (15,5%) Cl-tartalmú. Lágyszárú biomasszák hamuja erősen bázikus, magas Cl-tartalmúak, a szenek hamuja döntően savas, Cl-t csak nyomokban tartalmaz. Faaprítéknak és a hozzákevert szennyvíz iszapnak a légszennyezők emissziójára kifejtett hatását fluidágyas gőzkazánnál vizsgáltuk tiszta faapríték, 9, és 12,8 % hőarányú szennyvíziszap bekeverés esetére: a szennyvíz iszap N-tartalma négyszer akkora, mint a faaprítéké, ami a füstgáz NO2 koncentrációját közel kétszeresére megnöveli. 12,8 % hőarányú szennyvíz iszap bekeverése a füstgáz porkoncentrációját 2,4- szeresére növeli. | A complex examination method of combustion characteristics of biomasses have been developed. In order to collect base data for herbaceous plants, pine woodchips have been determined using the standard methods. The standard method of determine the volatile content not provide reliable data in case of biomasses. The optimal gasification temperature of herbaceous plants (400oC) and of ligneous biomasses (450oC) have been determined. The features of ashes of brown coal, black coal and biomass fuels have been examined with measuring the softening point, methods of SEM and RTG diffraction. The ash of energy grass and sunflower seed shell contain 15m/m% and 44% potassium, respectively. This in case of the sunflower seed shell leads to quickly slagging of the heating surfaces of boiler. The ash of energy grass contains high amount of Cl (15,5%). The ashes of herbaceous biomasses have strong alkaline characteristics, with a high Cl content, the ashes of coals are acidic, only containing Cl in traces. The effect of mixing woodchips with sewage sludge on pollutant components have been examined in a fluid-bed steam boiler, with fuels containing purely wood chips and mixtures containing 9% and 12,8% sludge. Sewage sludge has a N content four times higher than woodchips, which results twofold increase of the NO2 concentration of the flue gas. Mixing in 12,8% wastewater sludge with the woodchips results in a 2.4-fold increase of the dust concentration of the flue gas

Biogáz-földgáz vegyestüzelés égési folyamatának vizsgálata különös tekintettel a légszennyező gázalkotókra = Research of Combustion Process of Biogas - Natural Gas Fuel Mixture with Special Regard to Air Polluting Gases

Vizsgált biogázok: depónia gáz (depogáz) és három különböző szintézis gáz (szingáz). Biomasszák elgázosítása és pirolízise során jó minőségű kiváló égési és emissziós tulajdonságokkal rendelkező szingáz keletkezik. A szingázok, depogázok és a földgáz kombinált hasznosítása reális lehetőség a már létező fosszilis tüzelési rendszereknél. A földgázhoz kevert szingáz vagy depogáz befolyásolja az elméleti égési hőmérsékletet és a különböző tüzelési paramétereket is. Jelentős különbség adódik a Wobbe számnál. Emiatt előnyösebb a biogázokat külön fúvókán, szekunder gázként vezetni az elégető berendezésbe. Így lehetőséget biztosítunk a NOx képződés csökkenésére is. Fokozatos tüzelési kísérleteink alapján megállapítható, hogy a szingázok és a depogáz (összefoglalóan: biogáz) energetikai célú felhasználásakor 40-60% biogáz tartalmú biogáz-földgáz keverék ajánlható a keverék kémiai hőjének hasznosítására. A biogázarány a vizsgált gázok fűtőértékétől függ. A NOx csökkenés mértéke, a földgáztüzeléshez viszonyítva kb. 40%-os, ebben a szekunder gázarány tartományban. Hátrányként említhető meg a biogázok nagy CO2 tartalma miatt, a keverékek elégetése során keletkező füstgáz nagyobb CO2 tartalma. Megállapíthatjuk, hogy ugyanazon szekunder hőármmal, közel azonos mértékű NOx csökkenés tapasztalható bármelyik kísérleti gáz és földgáz elégetésekor. A kísérletek alapján az is megállapítható, hogy a NOx csökkenése szempontjából meghatározó szerepe van a primer égési zóna levegőtényezőjének. | Depogas and three syngases were examined than biogases. Gasification of biomass gives a possibility to get a good quality syngas which has excellent firing and emissions properties. Combined utilization of syngas, depogas and natural gas are realistic options for use of renewable energy of the existing fossil fuel system. Mixing of syngas and depogas to natural gas influences to the adiabatic flame temperature and the firing parameters, too. Therefore the firing of biogases is more advantageous than secondary gas (with separated pipeline). It is given reasons for significant different Wobbe index. So it is possible to reduce the NOx. On the basis of the staged combustion technological and environment protection tests of the utilization of examined biogaseses, as mixed gas, we can come to the conclusion that a max. 40-60% biogas content of biogas-natural gas mixture can be recommended for the purpose of the utilization of the chemical heat of the gas mixture. The ratio depends on the heating value of biogases. The NOx reduction is ~ 40% (compared to normal natural gas firing) such a rate of secondary gas. It is disadvantageous effect at the recommended mixture that the CO2 content of flue gas increases. We can state that at the same secondary heat flow the NOx reduction is approximately equivalent at burning of different experimental gases -natural gas. The primary air factor has a significant role in the NOx reduction at this combustion method