1. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Κατασκευή και λειτουργία
πιλοτικής μονάδας
ρευστοποιημένης κλίνης με
ανακυκλοφορία για την
αεριοποίηση RDF
ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ
Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών
Εργαστήριο Ατμοκινητήρων & Λεβήτων
Νικολακοπούλου Μαρία
Επιβλέπων: Επικ. Καθ. Καρέλλας Σ.
13 Μαρτίου 2015
3. 1. Υπολειμματικό καύσιμο από απορρίμματα RDF
RDF: Το στερεό καύσιμο που προκύπτει από τη μηχανική ή/και βιολογική
επεξεργασία των ΑΣΑ, προς ομογενοποίηση και αναβάθμιση της ποιότητάς του.
Αστικά Στερεά Απόβλητα: Το σύνολο των οικιακών αποβλήτων
και παρεμφερών με τα οικιακά (εμπορικών και συναφών
δραστηριοτήτων).
Πλαστικό Βιοαποικοδομήσιμα
4. 2. Αεριοποίηση & Αεριοποιητές Ρευστοποιημένης Κλίνης
Αεριοποίηση: Η μετατροπή βιομάζας σε αέριο σύνθεσης υπό την παρουσία
οξειδωτικού μέσου σε υποστοιχειομετρικές συνθήκες (λ<1).
• Ατμός (αλλόθερμη)
Αέριο Σύνθεσης: CO2, CO, H2, CH4.
(syngas)
• πίσσες
• τέφρα
• εξανθράκωμα
Οξειδωτικό μέσο: • Αέρας ή Οξυγόνο (αυτόθερμη)
Ρευστοποίηση: Μετατροπή ενός στρώματος ακίνητων στερεών σε στρώμα
αιωρούμενων υπό την επενέργεια του οξειδωτικού μέσου.
• Ανάμιξη συστατικών προς
δημιουργία ομογενούς μίγματος
• Ομοιόμορφη κατανομή
θερμοκρασιών
5. 3. Βιβλιογραφική Ανασκόπηση [1]
Διεργασίες:
Αεριοποίηση Με αέρα
Με ατμό
Ρευστοποιημένη κλίνη
ανακυκλοφορίας
Αναβράζουσα
ρευστοποιημένη κλίνη
Σταθερή κλίνη καθοδικής
ροής
Σταθερή κλίνη
Περιστρεφόμενος
κλίβανος
Καύση Εσχάρα
Στροβιλίζουσα
ρευστοποιημένη κλίνη
Αποτέφρωση Παλινδρομική εσχάρα
Αναβράζουσα
ρευστοποιημένη κλίνη
Συναρτήσει:
Σύσταση του αερίου (σύνθεσης ή καυσαερίου)
Του πληρωτικού υλικού
Των αλκαλίων & των αλκαλικών ενώσεων
Άλλων προσθηκών (πχ. Ενεργού άνθρακα,
ουρίας)
Αντικείμενα υπό μελέτη:
Της σύστασης του αρχικού καυσίμου
Συγκέντρωση πισσών
Σχηματισμός διοξινών & φουρανίων
Βίαιη απώλεια ρευστοποίησης
Tων συνθηκών θερμοκρασίας και παροχής
οξειδωτικού μέσου
CCE% & CGE%
6. 3. Βιβλιογραφική Ανασκόπηση [2]
• Δημιουργία πισσών Αρωματικοί υδρογονάνθρακες
Μερική οξείδωση οργανικών ενώσεων
Πυρόλυση
Μελετήθηκαν: Θερμοκρασία
Είδος αδρανούς υλικού
7. 3. Βιβλιογραφική Ανασκόπηση [3]
Ευτηκτικές ενώσεις
& επικαθήσεις
Αλκαλικές ενώσεις τέφρας
Πυρίτιο αδρανούς υλικού
Υψηλές θερμοκρασίες:
• Σχηματισμός συσσωματωμάτων & βίαιη απώλεια ρευστοποίησης.
Μελετήθηκαν: Θερμοκρασία
Ποσοστό και είδος αλκαλίου στην τέφρα
Κοκκομετρία αδρανούς υλικού
Επιφανειακή ταχύτητα μέσου αεριοποίησης
Μείωση των επιφανειών
συναλλαγής θερμότητας
8. 3. Βιβλιογραφική Ανασκόπηση [4]
• Σχηματισμός διοξινών & φουρανίων
Οργανικές αρωματικές ενώσεις C, H, O, Cl
Μελετήθηκαν: Είδος καυσίμου
Θερμοκρασία
Χρόνος παραμονής στο θάλαμο καύσης
Λόγος αέρα/καυσίμου
Προσθήκη ουρίας
13. 5. Πειραματικές δοκιμές [1]
5.1. Ρευστοποίηση με ανακυκλοφορία ολιβίνη
Συνθήκες:
•27 κιλά ακοσκίνιστου ολιβίνη dp=214.04 μm
Umf,250=0.02 m/s
Ut,250=0.7 m/s
Umf,600=0.015 m/s
Ut,600=0.73 m/s
14. 5. Πειραματικές δοκιμές [2]
5.2. Αεριοποίηση πελλετοποιημένου
ξύλου
Παροχή αέρα: 120 lN/min
Παροχή καυσίμου: 5.5 kg/h
Αδρανές υλικό: 27 kg ολιβίνη = 299.54 μm
30 RPM
Umf,750 = 0.04 m/s
Ut,750 = 1.17 m/s
• Μικρότερες διακυμάνσεις
Ρευστοποίηση με
ανακυκλοφορία
U = 0.664 m/sec
U/Ut = 0.568
22. 9. Συμπεράσματα
Ανάγκη για κοσκίνισμα του αδρανούς υλικού, λόγω παρατήρησης διαφυγής των
λεπτόκοκκων σωματιδίων εκτός της διάταξης.
Η αναβράζουσα ρευστοποιημένη κλίνη μετατρέπεται σε ρευστοποιημένη κλίνη με
ανακυκλοφορία μετά την τροφοδοσία του καυσίμου, λόγω της αεριοποίησης.
Οι ενεργειακές απώλειες κατά την προετοιμασία της μονάδας δεν εξαρτώνται από τα επίπεδα
παροχής αέρα, παρά μόνο από τα ποσοστά λειτουργίας των αντιστάσεων.
Για την αποφυγή πρόσδοσης θερμότητας από την κλίνη προς τις αντιστάσεις, ενδείκνυται η
λειτουργία των αντιστάσεων σε υψηλότερα επίπεδα ισχύος, με ταυτόχρονη μείωση του
διαστήματος προθέρμανσης.
23. 10. Προτάσεις για μελλοντικές εργασίες
Σειρά πειραματικών δοκιμών αεριοποίησης των πρότυπων δειγμάτων
χαρτιού και πλαστικού (τεμαχισμένο).
Αξιοποίηση του παραγόμενου αερίου σύνθεσης σε αεριοστρόβιλο ή
ΜΕΚ και εκτίμηση του βαθμού απόδοσης.
