1 / 22

Možnosti čištění dřevního plynu

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Fakulta technologie ochrany prostředí. Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší. Možnosti čištění dřevního plynu. Siarhei Skoblia, Zdenek Be ňo, Jiři Malecha, Petr Buryan.

washi
Télécharger la présentation

Možnosti čištění dřevního plynu

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta technologie ochrany prostředí Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší Možnosti čištění dřevního plynu Siarhei Skoblia, Zdenek Beňo, Jiři Malecha, Petr Buryan odborný seminářTechnické systémy pro energetické zplyňováníElektřina s vůní dřevaHotel Annahof 9.12.2008 Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  2. biomasa+O2 +(H2O) plyn + nečistoty Zplyňování biomasy • nečistoty: • jejich obsah je značně závislé na typu reaktoru a provozních podmínkách (dehet, prach, alkalicke kový.. ) • jejich obsah závisi hlavně na složení paliva a je málo závisly na typu reaktoru a provozních podmínkach (N, S, Cl ..) ? naroky na čistotu plynu stoupaji nákladý spojene s čištěnim stoupaji Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  3. Složení plynů při zplyňování biomasy různými médii Vliv zplyňovacího media a typu paliva Zplyňováni vzduchem Výchozim bodem pro odhad obsahu nečistot v plynu elementarni složeni S  H2S N NH3 Cl HCl prchava hořlavina ≈ dehet 1 závisí na typu reaktoru 2 závisí na obsahu v palivu 3COS je méně než 5 % H2S 4 HCN je méně než 5% NH3 Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  4. Vliv zařízeni na vlastnosti plynu a) sušici pasmo b)pyrolýzní pasmo c)redukčni pasmo d) oxidační pasmo Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  5. Požadavky na kvalitu plynu pro spalovací motory (nečistoty v plynu ) Požadavký na kvalitu plynu * nižší údaje pocházejí z publikace před rokem 1995 a souvisejí s odlišnou definicí složení dehtu a metodou jeho stanovení ** vyjádřeno ve formě kyseliny octové *** hodnoty platné pro spalování zemního plynu o energetickém obsahu 10 kWh.m-3 (36 MJ.m-3), při použití nízkovýhřevných plynů uvedené hodnoty platí pro objem plynu s energetickým obsahem zemního plynu, pro plyn s výhřevností 6 MJ.m-3 budou tyto hodnoty 6krát menší **** zvyšuje emise NOx 14Beenackers A.A.C.M., Maniatis K., Gasification Technologies for Heat and Power from Biomass for energy and environmental, Proc. 9th Eur. Bioen. Conf., Vol. 2, s. 1399 (1996) 67Hasler P., Nussbaumer T., Gas cleaning for IC engine applications from fixed bed biomass gasification, Biomass and Bioenergy, Vol. 16, (6) s. 385 (1999) 87Jenbacher AB, Kvalita pohonného plynu, Technický návod č. 1000-0300 121Milne T.A., Abatzoglou N., Evans R.J., Biomass Gasifier „Tars“: Their Nature, Formation and Conversation. National Renewable Energy Laboratory – Colorado, 1998 …. Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  6. GC-TCD/ analyzátory GC-TCD/FID (2-3 kanaly) dehet dle „Tar protocol“ dehet k. roztok GC-MS GC-FID Složeni plynu a dehtu Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  7. Dehet a stanoveni jeho obsahu v plynu primární dehet (100-200 g/m3) sekundární dehet (10-100 g/m3) terciární dehet (1-10g/m3) • Stanovení složení dehtu a jeho obsahu • (absorpce „dehtu“ v absorčním roztoku (acetonu, i-propylalkoholu, toluenu) • Gravimetrické stanoveni (Wtarg) suma dehtu, naftalen a výševroucí sloučeniny (ztráty: T, X, EB, inden, až 80% naftalenu) • Chromatografické stanovení (WtarGC) suma jednotlivých složek dehtu toluen (Mr=92) až koronen (Mr=300) Wtarg < WtarGC Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  8. Primární opatření • (probihajicí přimo při vzniku plynu v generátoru) • dvou a vice stupňove procesy s pevným ložem kombinujici pyrolýzu, parciali oxodaci, a zpyňovani/spalovani pevného zbytku • použiti katalyzátoru/adsorbentu v generatorech s fluidni vrstvou (parni reforming, parcialni oxidace, chemisorbce H2S, konverze NH3) Čištění plynu • 2. Sekundární opatřeni • (probihajici za generátorem) • vysokoteplotni (suché) • filtrace, adsorbce H2S, katalytické štěpeni dehtu, NH3 • nizkoteplotní (mokré) • kondenzace a vypraní kapalným mediem-voda, organické prací kapaliny Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  9. Teplotní rozmezi procesu Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  10. Cyklony K jejim hlavním výhodám patří jednoduchá konstrukce, nízká tlaková ztráta a použitelnost při vysokých teplotách. Účinnost odstraňování částic prachu je úměrná rychlosti vstupujícího plynu a nepřímo úměrná průměru cyklonu, pro vyšší míru odstranění prachu se v praxi používá spojení více cyklonů menšího průměru usazovací rychlost Odstraňování prachových částic uu usazovací rychlost a velikost částic 1 hustota častíce vr obvodová rychlost r poloměr zakřivené dráhy Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  11. tl. plyn el. solenoid RUKAV Barjerové filtry Podstatou funkce bariérového filtru je separace prachových částic z plynu na porézní podložce prostupné pro plyn. Velikost zachycených částic a účinnost filtrace závisí u bariérových filtrů na velikosti pórů, která se obvykle pohybuje v rozmezí 0,5 až 100 m nevyhodou je použiti pouze pro odstraňováni suchých a nelepivých častíc Odstraňování prachových částic Rukavové filtry tvorené různými tkaninami min tepl. rosný bod H2O, dehtu nad 100°C max. odolnosti materiálu vůči teplotě <250°C Keramické filtry (max. 650°C koroze alkalickymi kovy ) Sintrované metalické filtry (dražší a odolnejší vůči teplotě, korozivnimu prostředí ) Filtry tvořené vrstvou zrnitého materiálu panelové filtry sesuvné filtry Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  12. zachycování prachových částic probíhá na loži zrnitého materiálu (např. písku) • nedostatky filtrů s pevnou porézní membránou jsou minimalizovány • maximální pracovní teplota je limitována pouze vlastnostmi zrnitého materiálu Filtrace na/v loži zrnitého materiálu filtrace v loži filtrace na „zarostlém“ loži filtrace na povrchu filtru Sesuvný filtr Panelový filtr Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  13. Plyn prochází filtrační plochou, na níž postupně vzniká filtrační koláč. Pro zkrácení první méně účinné fáze filtrace v ložese jako náplň filtru používají jemnější částice písku (0,2-0,6 mm). Druhápojistná sekce je permanentně naplněna pískem o větší velikosti částic (0,8-1,0 mm). Filtrace na loži zrnitého materiálu - Panelový filtr Jakmile tlaková ztráta na filtru překročí nastavenou hodnotu, dojde k regeneracifiltračního povrchu. Tlakový rázodstraní nejen filtrační koláč, ale i část filtračního lože znečištěného prachem. filtrace Regenerace lamely 1 a 2 náplň filtru: pisek 0,3-0,4 mm, celková účinnosti: > 99,5%. Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  14. Filtr s protiproudým uspořádáním je tvořen vrstvou zrnitého materiálu posouvaného směrem dolů. Aby nedocházelo k tvorbě filtračního koláče a nárůstu tlakové ztráty na rozhraní styku pevného a plynného média, mají částice filtračního lože větší průměr (2-5 mm). Větší prahová rychlost fluidace umožňuje provoz za vyšších filtračních rychlostí, která však snižuje účinnost filtrace a způsobuje úlet jemných částic lože. Filtrace v loži zrnitého materiálu – Sesuvný filtr Srovnáni vlastnosti sesuvného (MBF) a panelového (PBF) filtru Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  15. Zplyňování biomasy, průtok plynu 20 m3.h-1, obsah filtru: 140 kg dolomitu(2-5 mm) tok lože 2 kg.h-1 Filtrace v loži zrnitého materiálu – Sesuvný filtr Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  16. B A A: 450 °C, 100 % biomasa, 2,54 g.m-3, B: 525 °C, 75 % biomasa + 25 % PET, 3,70 g.m-3 A B 0,5-0,89 mm 200x B náplň filtu: pisek 0,3až 0,8 mm plocha filtru: 202 cm2 objem 150ml max. teplota 600°C Vysokoteplotní odstraňování prachu Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  17. Katalytické odstraňování dehtu CO + 3H2 CH4 + H2O CO + H2O  CO2 + H2 Vhodné katalyzátory Dolomit (MgCO3.CaCO3), vápenec T=750°C, konverze 80% T>850°C, 95-98% Niklové katalyzátory vysoká aktivita a rychlost deaktivace při nizkých H2O/C,teplotach (<650°C), citlive k otravě kat. jedy (H2S) metatizace250 °C <T<350 °C pre-reforming 350 °C <T<550 °C parní(suchí) reforming 550 °C <T<750 °C T > 750 °C Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  18. Mikroreaktor: 0,3 g. Kat.+0,3 g. kř. skla naftalen: 1,6 g.m-3, 112 ml.min-1, SV=9700 h-1, 8,9 % H2, 21,0 % CO2, 70,1 % N2, 24,6 g.m-3 H2O Odstraňování dehtu za modelových podmínek Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  19. Konverze uhlovodíků a dehtu na dolomitu v závislosti na teplotě palivo: 75 % dřevěné hobliny+25 % drť PET lahví, dolomit: 0,5 l, plyn: 0,5 m3.h-1, SV=1000 h-1 Odstraňování dehtu/ učínnost dolomitu Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  20. Modelový panelový filtr (NTNU) ID= 85mm, 57cm2, 530°C, 1,0 mn3.h-1, SV=4700 250ml olivínový písek 0,35mm +250ml G56A 1-2 mm Dehet<1,0 g.mn-3, příd. H2O 132 g. h-1.mn-3 Štěpení dehtu produkovaného souproudým generátorem Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  21. Výsokoteplotní čištěni plynu Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

  22. Děkuji za pozornost Skoblia S. Možnosti čištění dřevního plynu Elektřina s vůní dřeva/ 9.12.2008

More Related