VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ ATEKO a.s., HRADEC KRÁLOVÉ ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY A TŘÍDĚNÉHO KOMUNÁLNÍHO ODPADU S KOGENERACÍ POMOCÍ TURBOSOUSTROJÍ Marek Baláš, Martin Lisý, Zdeněk Skála, Miloš Jelínek

Zplyňování biomasy Termochemická konverze organické hmoty na plyn fluidní v pevném loži Výhřevnost plynu závisí na použitém palivu a zplyňovacím mediu Spalitelné složky CO, H2, CxHy Nežádoucí příměsi dehet, sloučeniny S, Cl, F TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Energetické využití plynu Přímé spalování v hořácích Spalovací motor Plynová turbína Palivové články Nutnost čištění plynu Technologie Dehet Tuhé částice Sloučeniny síry Alkálie Přímé spalování bez omezení Plynová turbína 0 ppm < 1–10 ppm < 1 ppm Palivový článek <100 ppm <1 ppm Spalovací motor < 50–100 mg/m3n < 50 mg/m3n 100–200 mg/m3n – TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Projekt Zplyňování biomasy a tříděného odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí Řešitelé ATEKO Hradec Králové VŠCHT v Praze VŠB Ostrava PBS Velká Bíteš Cíl projektu výstavba jednotky zplyňující biomasu a odpady s výrobou elektrické energie pomocí mikroturbíny TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Zplyňovací komora GEMOS TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Dispoziční řešení jednotky TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Energetická bilance optimalizace 1 optimalizace 2 vstup spalin z komory mísení spalin a vzduchu výstup směsi do EKA přívod vzduchu z turbíny vstup vzd. od kompresoru výstup vzduchu na MT optimalizace 1 bilance s nejvyšší účinností ηe= 23 %, ηc= 79 %, e = 0,4, t1 = 40,3 °C optimalizace 2 s ohledem na teplotní rozdíl, cíl: zmenšit rozměry výměníku, ηe= 21 %, ηc= 81 %, e = 0,35, t2 = 70 °C 1 – výměník tepla B1, 2 – mísení spalin a vzduchu 3 – výměník tepla B2 TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Návrhy variant výměníků tepla Výměník tepla s přímými trubkami prvotní zjištění potřebné velikosti Výměník tepla s přepážkami zvýšení součinitele přestupu tepla, kolmé příčné obtékání, zmenšení velikosti Výměník tepla se šroubovitě zkroucenými trubkami (twisted tube) TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Výhody a nevýhody technologie Odpadá nutnost čištění energoplynu Umožňuje stavbu malých kogeneračních centrál na biomasu Obecně oproti parním oběhům – podstatně jednodušší technologie Spalováním plynu je lépe řiditelný proces z hlediska emisí Nevýhody: Vysoká teplota ve výměníku = materiálová náročnost TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Stavba prototypu – I. pololetí 2010 Další činnost Stavba prototypu – I. pololetí 2010 Zkušební provoz – II. pololetí 2010 Další možnosti: Zvýšení teploty vzduchu před turbínou na 900 °C Propojení tohoto cyklu s fluidním zplyňovačem TECHNICKÉ SYSTÉMY PRO ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 2009 MAREK BALÁŠ

Ing. Marek Baláš balas.m@fme.vutbr.cz www.oei.fme.vutbr.cz Děkuji za pozornost Ing. Marek Baláš balas.m@fme.vutbr.cz www.oei.fme.vutbr.cz Příspěvek vznikl za podpory projektu MPO ČR: FI-IM5/159 Zplyňování biomasy a tříděného odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí