CENTRUM ENET Energetické jednotky pro využití netradičních zdrojů energie.

Prezentace na téma: "CENTRUM ENET Energetické jednotky pro využití netradičních zdrojů energie."— Transkript prezentace:

1 CENTRUM ENET Energetické jednotky pro využití netradičních zdrojů energie

2 Technologické centrum Ostrava

3 TECHNOLOGICKÉ CENTRUM OSTRAVA Komplexní systém pro zpracování organického materiálu s kombinovanou výrobou elektrické energie a tepla.

4 Co děláme…  Výzkum a vývoj v oblasti zplyňování a pyrolýzy  Vysokoteplotní úprava železných rud  Vodíkové hospodářství  KVET  Fotovoltaika  Akreditované měření emisí  Diagnostika v energetice LABORATOŘ TERMICKÝCH PROCESŮ

5 ZAMĚŘENÍ Laboratoř se zabývá poskytování služeb a výzkumem v oblasti termického zpracování odpadních materiálů a alternativních paliv se zaměřením na maximální efektivitu celého procesu. Cílem výzkumu termického zpracování odpadních materiálů je vývoj nových jednotek určených pro energetické a materiálové využití široké škály odpadů. Laboratoř se dále věnuje problematice produkce energie z malých zdrojů a technologiím „Waste-to-energy“.

6 VÝZKUMNÉ ZAMĚŘENÍ Pyrolýza Zplyňování Torefikace (biouhel) Úprava a čištění procesních plynů Akumulace a hospodaření se energiemi Alternativní druhy paliv Využití netradičních sorbentů Matematické modelování termických procesů

7 ZÁKLADNÍ VYBAVENÍ experimentální pyrolýzní jednotka s kapacitou 500kg/h poloprovozní pyrolýzní jednotka Pyromatic 250 s kapacitou až 250kg/h Stirlingův motor – Mikrokogenerační jednotka PCU35- GAS Kogenerační jednotka KE – MNG 100 Stratifikační výměník WFC SC20 – 70kW zařízení pro analýzu procesních plynů – procesní analyzátory Siemens FIDEMAT 6, CALOMAT 6, ULTRAMAT 6 a plynový chromatograf Master GC

8 TECHNOLOGICKÉ ŘEŠENÍ Technologie pro zpracování odpadních materiálů - Vstup a doprava materiálu - Dávkování materiálu a samotný proces pyrolýzy - Separace tří hlavních fází – tuhá, plynná, kapalná - Zaměření na plynnou fázi – čištění plynu - Uskladnění v zásobnících, nebo přímé použití po míšení - Výroba elektrické a tepelné energie - Využití el. energie a tepla k vytápění/chlazení

9 Materiál je možné dopravit k technologii pomocí klasické nákladní automobilové dopravy. Po naskladnění do hlubinných zásobníků je jeho doprava řešena přes redlerové a trubkové dopravníky z venkovní části objektu do některého ze zásobníků situovaných uvnitř haly. Materiál je možné zpětně vydávkovat ven z vnitřních zásobníků v případě změny plánovaného paliva. Každý zásobník je navržen pro specifický materiál. Jeden zásobník je vyhřívaný. DOPRAVA MATERIÁLU

10 PYROMATIC 250 VŠB, spol. Ostravská LTS a.s. 3. generace, rok počátku realizace 2011/2012 Poloprovozní jednotka s kapacitou do 250 kg/h Náhřev 2 hořáky (celkem 640 kW) na zemní plyn Teplota procesu 500 – 800°C Vývoj jednotky pro možné budoucí komerční využití, testování široké škály vstupního materiálu, komerční služby Součástí je i malá laboratorní jednotka určená pro testování vhodnosti použití vstupních materiálů.

11 Pyrolýzní technologie Zařízení využívající 8 metrů dlouhého válcového reaktoru se šnekovým dopravníkem. Pec je vyhřívána spalinami zemního plynu pomocí plynových hořáků o výkonu 600kW a 40kW. Maximální množství vstupní materiálu je 250kg/h. Maximální množství vyrobeného plynu je 130m 3 /hod.

12 Schéma pyrolýzy

13 POZNATKY O PROCESNÍM PLYNU  Testované materiály pro zpracování: biomasa (pelety, štěpka), n.e. hnědé uhlí, pneumatiky, odpadní materiály  Teploty procesu během experimentů: 500, 550, 600 a 650 °C  Režim provozu systému: kontinuální (testy 30kg/hod, 45min.)  Složení výstupního pyrolýzního plynu bylo za provozu jednotky kontinuálně měřeno analyzátory, které určují koncentrace H 2, CH 4, CO 2, CO a TOC  Zastoupení jednotlivých uhlovodíků v TOC bylo následně v laboratoři stanoveno metodou plynové chromatografie

14 ZASTOUPENÍ DŮLEŽITÝCH SLOŽEK V PLYNU 500 °C550 °C 600 °C 650 °C

15 KVALITA A KVANTITA PLYNU  Míra konverze materiálu v plyn je silně závislá na procesní teplotě.  Produkce plynu je velmi ovlivněna obsahem popela a prchavé hořlaviny.  Plyn z pneumatik – vysoké zastoupení uhlovodíků – nejvyšší výhřevnost.  Nejkvalitnější plyn vzniká většinou za teploty procesu 600 °C.  P. plyn z pelet – málo výhřevný (ČSN 38 5502).  P. plyn z uhlí a pneumatik – velmi výhřevný. (ČSN 38 5502).

16 Čištění pyrolyzního plynu Zajišťuje odpovídající kvalitu z hlediska TZL, organokřemičitých látek, aerosolů dehtů a dalších příměsí (HCl, HF, H 2 S, NH 3 ), které poškozují vnitřní ústrojí spalovacího motoru a tím zvyšují jeho životnost. Kvalita je docílena pomocí dvou sprchových kolon a tkaninového filtru.

17 Podzemní zásobníky Vyprodukovaný plyn je stlačován do prvního podzemního zásobníku s tlakem 25kPa (Nízkotlaká část). A následně stlačován do druhého zásobníku na tlak 160kPa (Středotlaká část) Druhý stupeň byl přidán z důvodů kapacitních pro dlouhodobé testování IC motoru. Objem jednoho zásobníku je 15m 3.

18 Bezpečnostní fléra Bezpečnost je zajištěna pomocí bezpečnostní fléry, která je spuštěna v případě úniku plynu či jiné události. Únik plynu je hlídán detektory od firmy DEGA pro CH4, CO, O2, H2 a zvýšená koncentrace je hlášena v technologickém velínu.

19 Stirlingův motor KVET Spaluje vyčištěný pyrolýzní plyn a využívá tepelnou energii k vykonání práce na uzavřené soustavě, v níž je použito inertního plynu - Helia. Zařízení je schopné vyrobit až 10kW elektrické energie a 25kW tepelné energie. Je možné využít jak pyrolýzní plyn, tak zemní plyn, případně jiný …

20 Pístový motor KVET Vyčištěný pyrolýzní plyn je nutné před použitím naředit pomocí zemního plynu či dusíku. Zařízení je umístěno ve venkovní části v odhlučněném kontejneru spolu s generátorem dusíku a směšovací stanicí, které jsou taktéž umístěny v kontejnerech. Maximální el. výkon 100kW je zajišťován 6 válcovým motorem MAN s možností regulace na 50% výkonu. Vstupní tlak musí kolísat v rozsahu 3-5kPa.

21 Stratifikační zásobník Slouží pro uskladnění tepelné energie získané z elektrických zařízení (měniče, střídače, palivové články – 83kW) a tepla získaného chlazením pyrolýzního plynu(127kW). Každý zdroj má rozdílný tepelný výkon a proto je horká voda přiváděna do odpovídajících výškových úrovní dle teplot. Horká voda je využita k vytápění v zimních měsících, v letních měsících pro chlazení v adsorbčním výměníku. Objem tlakové nádoby je 14m 3.

22 Zplyňovač Slouží pro rozklad pyrolýzního plynu, kapaliny a uhlíku za přítomnosti kyslíko-parní směsi k výrobě syntézního plynu. Jedná se o mezikrok pro produkci především vodíku pro energetické účely. Zařízení vyžaduje pomocné periferie – generátor páry a kyslíku, zemní plyn je použit pro zahřátí uhlíkové vrstvy.

23 NABÍDKA SLUŽEB Provedení kompletních testů na pyrolýzních jednotkách Spolupráce na vývoji zplyňovacích technologií Měření a analýzy pyrolýzních a zplyňovacích jednotek u zákazníka Analýzy vstupních materiálů Komplexní analýzy produktů Vývoj technologií pro energetické využití biomasy a odpadů dle požadavku zákazníka Konstrukční a projekční činnost v oblasti energetiky Konzultace v oblasti termického zpracování odpadních látek a alternativních paliv, projektová spolupráce

24 Technologické centrum Ostrava Kontakty: Technologické centrum Ostrava ul. Pohraniční 1435/86 Moravská Ostrava, 70300 Kontaktní osoba: Jaroslav Frantík Tel: +420 597 325 722 e-mail: Jaroslav.frantik@vsb.cz

25 Děkuji za pozornost