1.Podstawy teoretyczne
Biomasa to wytwarzana w organizmach roślinnych oraz żywych materia organiczna o zróżnicowanym składzie chemicznym, właściwościach i stanie skupienia. Biomasę można otrzymać z wielu surowców :
- drewno i odpady drzewne (leśne i inne)
- odpady z produkcji i przetwarzania roślin (agro: słoma, siano, łuski, skorupy ...)
- rośliny hodowane do celów energetycznych
- oleje roślinne i alkohole
- obornik i gnojowica
- tłuszcze i mączka kostna
W celu zagęszczenia biomasy stosuje się: prasowanie, granulowanie i brykietowanie.
Schemat powstawania i spalania biomasy
schemat pochodzi z wykładu prof. Kordylewskiego
2.Schemat stanowiska pomiarowego
Kocioł retortowy
Zasobnik paliwa
Podajnik ślimakowy
Wodna nagrzewnica pary
Przewód spalinowy
3.Tabele pomiarowe i przykłady obliczeń
| Nr pomiaru | Strumień obj. wody | Temperatura [⁰C] | Skład spalin | współczynnik nadmiaru |
|---|---|---|---|---|
| - | [m3/h] | wody | spalin | O2 |
| tw1 | tw2 | tspalin | ||
| 1 | 0,533 | 80 | 60 | 235 |
| 2 | 0,526 | 84 | 62 | 323 |
| 3 | 0,539 | 84 | 62 | 319 |
| 4 | 0,541 | 84 | 62 | 325 |
| 5 | 0,534 | 83 | 62 | 324 |
| 6 | 0,538 | 83 | 62 | 328 |
| 7 | 0,529 | 84 | 62 | 316 |
| Średnia: | 0,534 | 83,1 | 61,7 |
| Qpaliwa | 13,5 | MJ/kg |
|---|---|---|
| B - strumień masy paliwa | 0,0015 | kg/s |
| Cw dla 70⁰C | 4187 | J/kgK |
| Gęstość wody dla 70⁰C | 977,8 | kg/m3 |
| Strumień masy wody | 0,15 | kg/s |
| Sprawność kotła | 0,63 |
$\eta = \frac{4187 \bullet 0,158(83,1 - 61,7)}{0,0015 \bullet 13,5 \bullet 10^{6}} = 0,63$
$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{CO}^{10\%} = 6190 \bullet \frac{21 - 10}{21 - 10,5} = 6485\ ppm$
$$\text{NO}^{10\%} = 91 \bullet \frac{21 - 10}{21 - 10,5} = 95\ ppm$$
4.Wykresy
5.Wnioski
Celem ćwiczenia było wyznaczenie charakterystyk udziału tlenku węgla i azotu dla stałej zawartości tlenu (10%) oraz temperatury spalin w zależności od współczynnika nadmiaru powietrza i wyznaczenie sprawności kotła.
Sprawność kotła, jaka została wyznaczona z obliczeń jest równa 63%. Sprawność kotłów retortowych, podawana przez producentów, wynosi około 80%. Uzyskanie naszego wyniku może być spowodowane wieloma czynnikami np. strat powstałych w wyniku wstawienie szybki w drzwiach, strata kominowa, warstwa osadu w kotle.
Wraz ze wzrostem współczynnika nadmiaru powietrza ilość tlenku węgla w spalinach spada, a ilość tlenku azotu nieznacznie wzrasta.
Skład spalin znacząco odbiega od dozwolonych w normach. Wartość CO w spalinach sięgała wartości 6190ppm co odpowiada 7088mg/m3, przy czym normy dla spalarni o wydajności mniejszej od 6t/h, wynoszą 50mg/m3. Wartość NOx w spalinach sięga 150ppm przy czym dozwolone jest 128ppm.
W kotle spalany był pellet powstały z różnych gatunków słomy o wartości opałowej wynoszącej 13,5 MJ/kg.
Wyszukiwarka