Spalování tuhých paliv v rotační peci a vliv jejich složení na tvorbu znečišťujících látek
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce je zaměřená na studium vlivu složení tuhého paliva na tvorbu znečišťujících látek při spalování v rotační peci. Jedná se o vysoce aktuální téma spojené s potřebou zvyšování podílu alternativních paliv jako náhrady těch fosilních. Autor navazuje na již provedený výzkum v dané oblasti, na základě souhrnu současného stavu poznání definuje základní charakteristiky studovaného problému a formuluje hypotézy. Hlavní hypotézou je („Složení směsi tuhého paliva lze zvolit tak, aby došlo ke snížení tvorby znečišťujících látek.“) Pro ověření této hypotézy autor volí experimentální ověření v rámci spalovacích zkoušek na poloprovozním experimentálním zařízení. Pro spalovací zkoušky bylo navrženo rozšíření tohoto zařízení o aparáty, díky nimž je možné vyhodnocovat míru zanášení teplosměnných ploch a míru tvorby tuhých znečišťujících látek TZL. Toto zařízení bylo úspěšně použito pro spalovací zkoušky 6 vybraných alternativních paliv (tuhá alternativní paliva TAP, čistírenské kaly a lesní odpad). Na základě provedených spalovacích zkoušek s těmito dílčími palivy bylo sestaveno 6 palivových směsí s vysokým potenciálem pro průmyslové použití. I tyto směsi byly spalovány v rotační peci. Na základě dosažených výsledků byla hlavní hypotéza práce potvrzena a jako nejvhodnější alternativa fosilních paliv byla označena palivová směs, která se skládá ze 70 hm. % lesního odpadu, z 20 hm. % TAP a z 10 hm. % čistírenského kalu (v práci označena jako MIX 6). Tato směs nevykazovala žádné provozní problémy a při jejím spalování bylo dosaženo nejlepších výsledků při tvorbě plynných znečišťujících látek i TZL. Výsledky práce jsou zásadním bodem při hledání metodiky specifikace vhodných směsí alternativních paliv za účelem jejich spalování v energetickém i zpracovatelském průmyslu.
The work is focused on the study of the influence of solid fuel composition on the formation of pollutants during combustion in a rotary kiln. This is a highly topical issue related to the need to increase the share of alternative fuels as a substitute for fossil ones. The author builds on the research already carried out in this area, defines the basic characteristics of the problem under study and formulates hypotheses based on the summary of the current state of knowledge. The main hypothesis is ("The composition of the solid fuel mixture can be chosen in such a way as to reduce the generation of pollutants.") To verify this hypothesis, the author chooses experimental verification in combustion tests on a semi-operational experimental device. For the combustion tests, it was proposed to extend this equipment with apparatus that allows the evaluation of the fouling rate of heat transfer surfaces and the formation rate of particulate matter pollutants. This equipment was successfully used for combustion tests of 6 selected alternative fuels (refuse-derived fuel RDF, sewage sludge, and forest waste). Based on the combustion tests conducted with these sub-fuels, 6 fuel mixtures with high potential for industrial applications were defined. These mixtures were also burned in a rotary kiln. Based on the results obtained, the main hypothesis of the work was confirmed and the fuel mixture consisting of 70 wt.% forest waste, 20 wt.% RDF and 10 wt.% sewage sludge (MIX 6 in the work) was identified as the most suitable alternative to fossil fuels. This mixture did not show any operational problems and the best results were obtained in the formation of gaseous pollutants and particulate matter. The results of this work are a crucial point in the search for a methodology for the specification of suitable alternative fuel blends for combustion in the energy and manufacturing industries.
The work is focused on the study of the influence of solid fuel composition on the formation of pollutants during combustion in a rotary kiln. This is a highly topical issue related to the need to increase the share of alternative fuels as a substitute for fossil ones. The author builds on the research already carried out in this area, defines the basic characteristics of the problem under study and formulates hypotheses based on the summary of the current state of knowledge. The main hypothesis is ("The composition of the solid fuel mixture can be chosen in such a way as to reduce the generation of pollutants.") To verify this hypothesis, the author chooses experimental verification in combustion tests on a semi-operational experimental device. For the combustion tests, it was proposed to extend this equipment with apparatus that allows the evaluation of the fouling rate of heat transfer surfaces and the formation rate of particulate matter pollutants. This equipment was successfully used for combustion tests of 6 selected alternative fuels (refuse-derived fuel RDF, sewage sludge, and forest waste). Based on the combustion tests conducted with these sub-fuels, 6 fuel mixtures with high potential for industrial applications were defined. These mixtures were also burned in a rotary kiln. Based on the results obtained, the main hypothesis of the work was confirmed and the fuel mixture consisting of 70 wt.% forest waste, 20 wt.% RDF and 10 wt.% sewage sludge (MIX 6 in the work) was identified as the most suitable alternative to fossil fuels. This mixture did not show any operational problems and the best results were obtained in the formation of gaseous pollutants and particulate matter. The results of this work are a crucial point in the search for a methodology for the specification of suitable alternative fuel blends for combustion in the energy and manufacturing industries.
Description
Citation
BOJANOVSKÝ, J. Spalování tuhých paliv v rotační peci a vliv jejich složení na tvorbu znečišťujících látek [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
Ing. Radim Puchýř, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Karol Jelemenský, PhD. (člen)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Buzík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Horsák, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-09-29
Defence
Práce přináší praktické zkušenosti s termickým využitím alternativních paliv a palivových mixů. Práce popisuje konkrétní zkoušky jednotlivých paliv a jejich dopad na provozní a technologické parametry.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení