293018453

Doktoranckie Seminarium Rozliczeniowe Wydziału Mechaniczno-Energetycznego, 3-5 Lutego 2014, Szklarska Poręba-Wroclaw

KONDYCJONOWANIE GAZU GENERATOROWEGO PLAZMĄ WYSOKOCZĘSTOTLIWOŚCIOWĄ- KONCEPCJA BADAŃ I WSTĘPNE WYNIKI

CONDITIONING OF GENERATOR GAS WITH A USE OF HIGH FREQUENCY PLASMA - CONCEPTION OF RESEARCH AND PRELIMINARY RESULTS

Mateusz Wnukowski Zakład Spalania i Detonacji

Opiekun naukowy: prof dr hab. inż. Włodzimierz Kordylewski

Streszczenie

Biomasa stanowi jedno z podstawowych źródeł energii odnaw ialnej. Poza spalaniem, biomasę poddaje się również procesowa zgazowania i pirolizy. Z procesami tymi wiąże się powstawanie smól. Jest to szczególnie niepożądane w gazach generatorowy ch ze względu na powodowanie częstych awarii. W celu usuwania smól stosuje się wiele metod, takich jak: mechaniczne, termiczne, katalityczne i plazmowe. Największą skuteczność wykazują metody plazmowe i katalityczne.

W pracy doktorskiej podejmie się próbę reformingu smól przy pomocy plazmy mikrofalowej współpracującej ze złożem katalitycznym.

Plazma mikrofalowa charakteryzuje się kilkoma zaletami, które czynią z niej atrakcyjne rozwiązanie: nie wymaga użycia elektrod, wykazuje niewielkie starty ciepła, jest plazmą objętościową, a budowa jej reaktora jest kompaktowa. Dzięki tej ostatniej cesze bardzo łatwo jest połączyć metodę katalityczną z plazmową - złoże katalizatora będzie znajdować się w tej samej kwarcowej rurze, w której generowana będzie plazma.

Głównymi celem pracy doktorskiej będzie określenie: warunków stabilnej pracy reaktora, skuteczności reformingu, kinetyki reakcji reformingu, mechanizmów reakcji oraz energochłonności procesu. Cele te będą osiągane zarówno dla układu z samą plazmą jak i dla układu plazma-katalizator. Porównanie rezultatów pozwoli określić synergiczny efekt układu plazma-katalizator. W badaniach jako modelową cząsteczkę smól zastosuje się toluen. Wybór ten jest uzasadniony dużą zawartością tego zw iązku w rzeczywistych smołach.

W czasie badań, w celu określanie wpływu warunków' pracy na proces dekompozycji smól, następujące parametry będą modyfikowane: temperatura, skład w prowadzanego do reaktora gazu, obecność lub brak paty wodnej oraz stosunek pary' wodnej do toluenu. Te same modyfikacje zostaną zastosowane do układu plazma-katalizator.

Przy pomocy odpowiednich analizatorów wykonana zostanie analiza jakościowa organicznych produktów' rozkładu toluenu oraz analiza ilościow a CO. CO2, H2 i CH₄ jak i toluenu oraz produktów jego rozkładu. Wyniki te pozwolą na przewidzenie reakcji zachodzących podczas konwersji smól oraz ich mechanizmów'jak i skuteczności procesu usuwania/reformingu smól oraz kinetyki reakcji dekompozycji.

Wstępne badania przeprowadzono na instalacji, której schemat przedstaw iono na Rys. 1.