Politechnika Wrocławska

Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów

Zakład spalania i detonacji

LABORATORIUM SPALANIA I PALIW

Temat: Piroliza paliw stałych.

Nr ćwiczenia 6

Badania wykonali:

Kamil Pastuszka

Piotr Ziętek

Krystian Krochmalny

Wydział W-9 Rok studiów II

Data 01.04.2009 Prowadzący mgr inż. J. Długosz

Data oddania sprawozdania 13.05.2009

Ocena ………………....

Podpis prowadzącego

...……………………

1. Cel ćwiczenia

- Zapoznanie się z zagadnieniem pirolizy

- Badanie zmian występujących podczas pirolizy

2. Wstęp teoretyczny

Podczas przeprowadzania doświadczenia mieliśmy do czynienia z biomasą typu trociny leśne.

Piroliza biomasy to niekompletny rozkład termiczny, którego produktami są: koks, kondensujące składniki ciekłe, smoła oraz gaz. Produkty ciekłe zawierają: wodę kwas octowy, mrówkowy, aceton, formaldehyd, acetaldehyd, fenol, toluen i inne. Do najważniejszych składników pizolitycznych zaliczamy: wodór, wodę, tlenki węgla, metan i wysoko-uwęglone węglowodory. Ilość i skład gazu, smoły i karbonizatu zależy od szybkości nagrzewania, temperatury końcowej i czasu. Duży wpływ na skład gazu oraz ilość smoły mają substancje mineralny biomasy i metale alkaiczne.

Procesem pokrewnym pirolizie jest zagazowanie. Zagazowanie drewna polega na działaniu na nie w podwyższonej temperaturze czynnikiem zgazowującym (może być tlen, woda, dwutlenek węgla i ich mieszaninami) w warunkach niedoboru tlenu. W zależności od źródła ciepła proces ten może być auto- lub alotermiczny. Czynnikiem zgazowującym biomasę najczęściej jest jednak powietrze z parą wodną, często pochodzącą z wilgoci w paliwie.

Zagazowanie biomasy jest obiecującym sposobem konwersji na paliwo gazowe, jednak duża zawartość smoły dyskwalifikuje ją w użyciu ze standardowymi paliwami jak węgiel kamienny czy brunatny stąd dla biomasy zostały specjalnie skonstruowane reaktory do zagazowania biomasy.

3. Schemat i opis stanowiska

Stanowisko do zgazowania paliw stałych

Schemat aparatury termograwimetrycznej:

1 - reaktor,

2 - układ zasilania ze sterownikiem regulowanym,

3 -koszyk,

4 - waga analityczna,

5 - układ automatycznej kompensacji i rejestracji zmian masy próbki,

6 - termopara,

7 - wielopunktowy kompensator elektroniczny.

4. Wykresy

W załączeniu.

5. Uwagi i wnioski.

W doświadczeniu ogrzewaliśmy próbkę z biomasą od około 60 do 700 stopni Celsjusza. Po 220 sekundzie pomiaru temperatura osiągnęła maksimum i na takim poziomie pozostawała do końca pomiaru. Z wykresu wynika że początkowa charakterystyka wzrostu temperatury, była zbliżona do liniowej. Dla temperatury 340 st. Celsjusza zauważyliśmy pierwszy ubytek masy, od tej temperatury wydzielanie się substancji lotnych było bardzo intensywne przez pierwsze 200 sekund, przez kolejne 200 sekund intensywność malała do momentu gdy procentowy ubytek masy osiągnął próg 77%. Wydzielające się substancje lotne były palne. Pozostałość po zgazowaniu to suchy węgiel drzewny w którym to praktycznie nie ma wilgoci.

Protokół pomiarowy

05 63 .350 13.281 -1.154

10 64.933 13.263 -1.016

15 68.097 13.275 -1.108

21 73.792 13.281 -1.154

26 81.387 13.299 -1.291

31 90.879 13.305 -1.337

37 102.587 13.263 -1.016

42 116.194 13.269 -1.062

48 131.066 13.299 -1.291

53 147.203 13.299 -1.291

58 163.974 13.269 -1.062

64 182.643 13.245 -0.878

69 200.363 13.275 -1.108

74 219.032 13.226 -0.740

80 238.334 13.239 -0.832

85 257.636 13.202 -0.556

91 276.938 13.178 -0.372

96 295.607 13.178 -0.372

101 313.960 13.130 -0.005

107 332.313 13.124 0.041

112 350.665 13.082 0.363

118 369.335 13.039 0.685

123 386.422 13.021 0.823

128 405.091 12.949 1.374

133 424.076 12.925 1.558

139 442.429 12.828 2.293

144 459.832 12.732 3.029

149 476.287 12.629 3.810

155 492.741 12.496 4.821

160 508.246 12.339 6.016

166 523.434 12.189 7.165

171 538.306 11.965 8.866

176 552.229 11.736 10.612

182 565.519 11.525 12.221

187 579.442 11.277 14.105

193 593.681 11.012 16.127

198 606.338 10.771 17.966

203 618.678 10.541 19.712

209 631.019 10.258 21.872

214 642.727 10.040 23.527

219 654.435 9.799 25.365

224 664.877 9.612 26.790

230 676.268 9.328 28.950

235 687.343 9.093 30.743

241 698.418 8.876 32.397

246 706.328 8.574 34.695

251 706.328 8.417 35.890

257 703.797 8.194 37.591

262 698.734 8.043 38.740

267 698.734 7.856 40.165

273 702.531 7.711 41.268

278 702.848 7.512 42.784

284 700.000 7.391 43.703

289 698.418 7.247 44.807

294 702.848 7.078 46.093

300 702.848 6.927 47.242

305 700.316 6.794 48.254

311 698.734 6.716 48.851

316 703.797 6.510 50.414

321 703.481 6.414 51.149

327 700.633 6.239 52.482

332 697.469 6.197 52.804

337 701.266 6.010 54.228

342 703.797 5.937 54.780

348 702.215 5.768 56.067

353 698.101 5.720 56.434

359 700.316 5.563 57.629

364 704.113 5.448 58.503

369 704.430 5.291 59.698

375 701.266 5.213 60.295

380 698.734 5.104 61.122

386 703.164 5.020 61.766

391 704.430 4.875 62.869

396 703.164 4.791 63.512

402 700.000 4.694 64.248

407 700.316 4.604 64.937

412 702.531 4.483 65.856

418 701.582 4.416 66.362

423 698.734 4.320 67.097

429 699.051 4.266 67.511

434 703.481 4.115 68.660

439 705.063 4.073 68.982

444 703.164 3.940 69.993

450 700.000 3.934 70.039

455 700.316 3.819 70.912

460 703.164 3.747 71.463

466 702.531 3.656 72.153

471 700.633 3.560 72.888

477 698.418 3.523 73.164

482 702.848 3.457 73.669

487 705.696 3.379 74.267

493 704.430 3.312 74.772

498 702.215 3.264 75.140

504 699.051 3.210 75.554

509 701.898 3.222 75.462

514 705.379 3.143 76.059

520 705.696 3.089 76.473

525 703.797 3.113 76.289

530 701.266 3.101 76.381

536 698.418 3.101 76.381

541 700.316 3.101 76.381

546 705.379 3.077 76.565

552 706.012 3.095 76.427

557 704.430 3.059 76.703

562 701.898 3.059 76.703

568 698.734 3.113 76.289

573 702.848 3.029 76.933

579 706.012 3.017 77.025

584 706.012 3.047 76.795

589 703.797 3.053 76.749

595 700.949 2.986 77.254

600 698.418 3.065 76.657

605 701.582 3.010 77.071

611 706.012 3.041 76.841

616 706.328 3.023 76.979

622 704.430 3.053 76.749

627 701.266 3.059 76.703

632 698.101 3.089 76.473

638 701.266 3.083 76.519

643 705.379 3.029 76.933

648 706.012 3.023 76.979

653 704.746 3.053 76.749

659 701.898 3.035 76.887

664 699.367 3.035 76.887

670 702.848 3.029 76.933

675 703.797 3.077 76.565

680 702.531 3.047 76.795

686 700.316 3.010 77.071

691 700.000 3.071 76.611

697 703.481 2.968 77.392

702 703.797 3.065 76.657

707 701.898 3.077 76.565

713 699.683 3.047 76.795

718 699.683 3.065 76.657

723 705.063 3.137 76.105

729 706.645 2.980 77.300

734 706.012 3.041 76.841

740 704.113 3.071 76.611

745 700.316 3.065 76.657

750 699.683 3.119 76.243

755 702.848 3.071 76.611

761 703.164 2.968 77.392

766 701.582 3.017 77.025

772 698.734 3.023 76.979

777 700.316 2.944 77.576

782 703.481 3.029 76.933

788 703.481 2.962 77.438

793 701.266 3.053 76.749

798 698.734 3.119 76.243

804 702.215 2.896 77.944

809 703.797 3.017 77.025

815 702.848 3.041 76.841

820 700.633 3.017 77.025

825 699.367 3.143 76.059

831 702.848 3.089 76.473

836 703.797 3.155 75.967

842 702.215 3.101 76.381

847 700.000 3.095 76.427

852 701.266 3.143 76.059

857 701.582 3.198 75.646

863 699.683 3.300 74.864

868 700.000 3.348 74.497

873 703.797 3.342 74.543

---