SPALANIE6

1.WSTĘP

Piroliza to proces rozkładu termicznego substancji prowadzony poprzez poddawanie ich działaniu wysokiej temperatury, ale bez kontaktu z tlenem i innymi czynnikami utleniającymi.

Zgazowanie to proces polegający na przeprowadzeniu paliwa stałego lub ciekłego o dużej zawartości węgla w paliwo gazowe w wyniku rozkładu termicznego wobec kontrolowanej czynnika zgazowującego. Czynnikami zgazowującymi najczęściej są powietrze, para wodna, O2, H2, CO2.

Z kolei odgazowanie jest procesem, który polega na usunięciu z materiału jego składników lotnych.

Węgiel od lat pozostaje najważniejszym nośnikiem energii pierwotnej, zgłasza do wytwarzania energii elektrycznej.

Spalanie pojedynczej cząstki węgla:

Cząstka znajdująca się w płomieniu nagrzewa się. Zaczynają wydzielać się z niej części lotne, które ulegają spaleniu w płomieniu gazowym. Przekazywane od płomienia ciepło przyspiesza termiczny rozkład węgla. Czas spalania części lotnych zależy od wielkości cząstki węgla, temperatury oraz udziału części lotnych w węglu. Po spaleniu części lotnej następuje zapłon pozostałości koksowej(karbonizatora). W porównaniu do spalania części lotnej, koksowa pozostałość po odgazowaniu węgla spala się powoli. Szybkość spalania pozostałości koksowej najbardziej zależy od temperatury, stężenia tlenu, porowatości cząstki, reaktywności węgla. Czas spalania karbonizatora zależy przede wszystkim od rozmiaru cząstki. W płomieniu czas spalania cząstek pozostałości koksowej sięga 1s.

W epoce przedindustrialnej to biomasa była podstawowym nośnikiem energii pierwotnej, obecnie jej znaczenie znowu wzrasta.

Drewno jako paliwo często wymaga większego nakładu pracy niż węgiel. Zwykle trzeba je najpierw pozyskać(ścinanie, zbieranie, zakup), rozdrobnić, posegregować i przechowywać w odpowiednich warunkach(pod zadaszeniem), by zmniejszyć zawartość wody w drewnie.

Piroliza biomasy to niekompletny rozkład termiczny, którego produktami są koks, kondensujące składniki ciekłe, smoła oraz gaz. Produkty ciekłe zawierają wodę, kwas octowy, kwas mrówkowy, aceton i wiele innych wysokouwęglone węglowodory.
Ilość i skład gazu, smoły i karbonizatu zależy przede wszystkim od szybkości nagrzewania, temperatury końcowej i czasu trwania pirolizy.

Zasadniczno produktem zgazowania biomasy powinna być mieszanina gazów oraz stała pozostałość: popiół(jest go znacznie mniej niż przy spalaniu węgla). Gaz zawiera jednak smołę, a w popiele zawartość pierwiastka C może dochodzić do 50%. Przy zgazowaniu powietrzem uzyskany gaz jest gorszej jakości, niskokaloryczny, zanieczyszczony. Największy udział mają w nim części niepalne, natomiast części palne to głównie H2 i CO oraz węglowodory. Zanieczyszczenia stałe w gazie to popiół lotny i smoła. W temperaturze otoczenia smoła kondensuje, natomiast jej usuwanie z gazu jest trudne i kosztowne.
Podczas spalania drewna mogą być emitowane także Cl2, HCl. Drewno nasycone niektórymi żywicami charakteryzuje się dużą emisją NOx podczas spalania.

2. UKŁAD POMIAROWY

1.Komputer z kartą pomiarową i oprogramowaniem analizującym
2.Zasilacz pieca z regulatorem temperatury
3. Wlot gazu tworzącego atmosferę w piecu
4.Czujnik atmosfery
5. Koszyczek z badaną próbką
6. Piec do wygrzewania próbki
7. Waga mierząca masę próbki

Przyrządy pomiarowe:

3. DANE POMIAROWE

Lp. Czas Temperatura Masa Utrata masy -
s oC g %
1 5 43,099 15,04 0,368

Suszenie

2 23 46,263 15,065 0,203
3 41 56,389 15,059 0,244
4 47 61,452 15,047 0,327
5 71 78,855 15,034 0,41
6 89 87,399 15,015 0,534
7 115 96,575 14,966 0,865
8 128 101,322 14,953 0,947
9 147 106,701 14,959 0,906
10 175 109,865 14,916 1,196
11 208 110,814 14,847 1,651
12 287 109,232 14,759 2,23
13 607 117,776 14,347 4,96

Piroliza

14 612 119,674 14,322 5,126
15 640 148,469 14,297 5,291
16 665 175,682 14,216 5,829
17 701 231,056 14,11 6,532
18 742 287,697 13,754 8,89
19 784 336,11 12,474 17,371
20 807 359,525 11,106 26,43
21 867 422,494 7,428 50,796
22 908 466,477 5,005 66,847
23 969 518,055 3,063 79,713
24 1027 550,33 2,863 81,037
25 1033 549,697 2,863 81,037

Dopalanie karbonizatu

26 1069 549,697 2,825 81,285
27 1117 549,697 2,788 81,533
28 1198 550,963 2,75 81,781
29 1244 549,697 2,719 81,988
30 1301 549,697 2,694 82,154
31 1346 549,697 2,65 82,443
32 1397 603,49 2,482 83,56
33 1470 591,466 2,101 86,084
34 1531 569,316 1,857 87,697
35 1582 555,077 1,664 88,979
36 1656 551,912 1,401 90,717

4.OBLICZENIA

m0 − masa pierwotna,     ms − masa sucha,  mpp − masa po pirolizie

6.WNIOSKI

Ćwiczenie polegało na poddaniu pirolizie biomasy- wiórek cedrowych.

Na początku ogrzewaliśmy wiórki w temperaturze 105oC, by usunąć z nich resztki wody. Ubytek wilgoci(masy) rósł powoli i przed właściwym procesem pirolizy wyniósł 4,81% masy początkowej.

Przy temperaturze 300oC zaczyna się proces pirolizy(Należy zaznaczyć, że na początku pirolizy nadal dochodzi do dosuszania próbki.)Szybko maleje masa próbki- z naszego paliwa wydzielają się części lotne. Po procesie pirolizy zawartość części lotnych wyniosła około 84,69% masy suchej.

Po procesie pirolizy(549oC) temperatura próbki natychmiast wzrosła- doprowadzono tlen spalenia karbonizatu. Karbonizat (pozostałość koksowa) spala się bezpłomieniowo. Nie mogliśmy jednak określić zawartości popiołu w paliwie, ponieważ nie doprowadziliśmy dopalania do końca- nasza próbka po zakończeniu ćwiczenia oprócz popiołu nadal zawierała węgiel.

Na początku ćwiczenia naczynie w 1/3 było wypełnione wiórkami, po wykonaniu ćwiczenia w naczyniu w porównaniu do stanu początkowego było bardzo mało popiołu i węgla. Z tego wynika, że biomasa ma dużo części lotnych, co też potwierdzają obliczenia.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
9 Odpady i ich spalanie
LAMBDA termochemia spalania paliwa
Cw. 1 (gazowe) Badanie procesu spalania gazu ziemnego, PODRĘCZNIKI, POMOCE, SLAJDY, SUROWCE I PALIWA
Zależności, SGSP, SGSP, cz.1, fizykochemia splania, Fizykochemia spalania
10 KONTROLA SPALANIA
Spalanie w silnikach ZI, ZS Doładowanie silników
spalanie25&
spalanie biomasy
moscicki,spalanie i paliwa, pyt Nieznany
Budowa pojazdów samochodowych -Proces spalania w silniku o zapłonie samoczynnym semestr 1, Motoryzac
Korekcja wskazań komputera pokładowego(spalanie) 6
temperatury zapłonu tworzyw sztucznych2, SGSP, SGSP, cz.1, fizykochemia splania, Fizykochemia spalan
SPALANIE I PALIWA II ME
zagadnienia na spalanie
spr spalanie i paliwa nr5
spalanie biomasy 3
mościcki,spalanie i paliwa, piroliza

więcej podobnych podstron