SUPER Uwarunkowania technologiczne budowy ukladow energetycznych zintegrowanych z termicznym zgazowaniem ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Jacek Kalina, Janusz Skorek
Zakład Termodynamiki i Energetyki Gazowej, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska
Uwarunkowania technologiczne
budowy układów energetycznych zintegrowanych
z termicznym zgazowaniem biomasy
1)
Ostatnie lata rozwoju energetyki krajowej to okres intensyw-
nego wzrostu zainteresowania odnawialnymi źródłami energii.
Liczne analizy pokazują, że najważniejszym źródłem energii
odnawialnej w Polsce jest biomasa. W najbliższych latach spo-
dziewany jest znaczny wzrost jej udziału w krajowej strukturze
zużycia paliw pierwotnych.
Biomasa to wszelkie substancje pochodzenia roślinnego lub
zwierzęcego o niskim stopniu uwęglenia i dużej zawartości lot-
nych związków organicznych, małej zawartości popiołu i sto-
sunkowo niskiej wartości opałowej w odniesieniu do jednostki
objętości. Do biomasy zalicza się więc drewno i jego odpady,
rośliny energetyczne uprawiane specjalnie i rosnące dziko, sło-
mę, odpady z produkcji zwierzęcej, gospodarki komunalnej oraz
niektórych procesów produkcyjnych (np. przemysł spożywczy,
papierniczy).
Potencjał energetyczny biomasy w Polsce jest szacowany
na ok. 407,5 PJ w skali roku, na co składa się biomasa pozyski-
wana w [8]:
rolnictwie – ok. 195 PJ,
w leśnictwie – ok. 101 PJ,
w sadownictwie – ok. 57,6 PJ,
odpady z przemysłu drzewnego – ok. 53,9 PJ.
W stosowanych obecnie w kraju technologiach wykorzystania
biomasy do celów energetycznych jest ona najczęściej bezpośred-
nio spalana w różnego rodzaju kotłach. Do innych technologii,
które mogą odegrać znaczącą rolę w zwiększeniu znaczenia
biomasy w energetyce, zaliczyć można produkcję biogazów po-
przez fermentację metanową w biogazowniach oraz zgazowanie
termiczne. W tych procesach biomasa stała podlega konwersji
do postaci gazu palnego, który może być stosowany w różnego
rodzaju urządzeniach energetycznych (silniki tłokowe, turbiny,
ogniwa paliwowe, kotły, suszarnie itd.).
W celu szerokiego rozwoju nowych (w kraju) technologii wy-
korzystania biomasy konieczne jest spełnienie szeregu warun-
ków, z których najważniejsze to odpowiedni poziom techniczny
instalacji oraz efektywność ekonomiczna inwestycji.
Ważnym aspektem w planowaniu rozwoju technologii pozy-
skiwania paliw gazowych z biomasy jest określenie rozwiązań
możliwych do realizacji w warunkach krajowego sektora rolno-
-leśnego.
Problematyka budowy i eksploatacji układów energetycz-
nych, zintegrowanych ze zgazowaniem biomasy jest bardzo
złożona.
1)
Praca wykonana w ramach projektu badawczego nr 4 T10B 022 25 finanso-
wanego ze środków Komitetu Badań Naukowych. Autorzy wyrażają podzię-
kowania za dofinansowaniebadań.
strona
537
lipiec
2006
www.e-energetyka.pl
Rys. 1. Schemat układu energetycznego zintegrowanego ze zgazowaniem biomasy
Na etapie przygotowania projektu obejmuje ona takie zagad-
nienia jak:
– wybór rodzaju wsadu oraz analiza możliwości jego podaży w
czasie,
– wybór technologii zgazowania, parametrów procesu i etapów
i parametrów procesu oczyszczania gazu,
– określenie wymagań dotyczących jakości oraz rodzaju bio-
masy,
– określenie sposobu podawania wsadu do generatora gazu,
– wybór technologii oczyszczania gazu,
– rozwiązanie problemów z zagospodarowaniem odpadów po-
procesowych,
– rozwiązanie problemów oczyszczania ścieków poproceso-
wych,
– wybór technologii wykorzystania gazu (turbina gazowa, silnik,
spalanie w kotłach) w danych warunkach zmienności obcią-
żenia cieplnego elektrociepłowni,
– dobór mocy elektrycznej i cieplnej układu,
– określenie efektów energetycznych, ekologicznych, ekono-
micznych.
Schemat typowego układu pozyskiwania i wykorzystania
paliwa gazowego z biomasy w procesie jej zgazowania przedsta-
wiono na rysunku 1. Kluczowym elementem układu jest generator
gazu, od którego zależy rodzaj, ilość i parametry pozostałych
elementów.
W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe zagad-
nienia związane z pozyskiwaniem paliw gazowych w procesach
termicznego zgazowania biomasy.
W skład gazu wchodzą gazowe składniki palne: tlenek węgla,
wodór, metan oraz gazy niepalne: dwutlenek węgla, para wodna
oraz azot. Wytwarzany gaz zawiera również węglowodory wyż-
szych rzędów, które stanowią tzw. substancje smoliste, a także
nieznaczną ilość cząstek stałych. Składniki te nie są pożądane,
a ich usuwanie z gazu stanowi jeden z głównych problemów
technologii zgazowania termicznego.
Jak pokazuje doświadczenie, najczęściej zgazowaniu pod-
dawane są następujące rodzaje substancji: drewno opałowe,
drewno odpadowe z procesów technologicznych, drewno od-
padowe z zużytych produktów drewnianych, słoma, odpady
z produkcji rolnej i leśnej, odpady z upraw roślinnych, odpady
z hodowli zwierząt, odpady komunalne, paliwa z odpadów (pele-
ty, RDF), osady ściekowe i osady z produkcji papierniczej, ścinka
z parków, pasów przydrożnych i innych, uprawy energetyczne.
W skład procesu technologicznego termicznego zgazowania
biomasy wchodzą następujące etapy: suszenie biomasy, piroliza
(odgazowanie), spalanie (utlenianie części produktów pirolizy w
celu wytworzenia ciepła dla procesu) i różna reakcje endo- oraz
egzotermiczne zachodzące w fazie gazowej w obecności węgla
związanego w fazie stałej.
Zgazowanie prowadzone jest zwykle w pojedynczym reak-
torze. Obecnie stosowanych znanych jest kilka technologii reak-
torów. Różnią się one między sobą przebiegiem i parametrami
procesu, jak również efektywnością energetyczną, składem,
zawartością zanieczyszczeń i wymaganiami co do dalszej obróbki
technologicznej wytworzonego paliwa gazowego.
Technologie zgazowania paliw stałych rozwijane są od dzie-
sięcioleci, głównie w odniesieniu do paliw węglowych. Na świecie
pracuje obecnie kilkaset reaktorów zgazowania węgla, głównie w
technologiach Shell, Texaco, Lurgi. Technologie te nie nadają się
jednak do bezpośredniego zgazowania biomasy.
Główne technologie zgazowania węgla wykorzystują reaktory
typu strumieniowego (Entreined Flow). Wymagają one przygoto-
wanego pyłu węglowego o granulacji około 0,1 mm. Pył podawany
jest palnikami pyłowymi i w pierwszej fazie spalany.
Technologie
termicznego zgazowania biomasy
Zgazowaniem termicznym nazywa się proces cieplny, w któ-
rym substancja stała zawierająca węgiel i wodór jest poddawana
konwersji do postaci gazu palnego.
strona
538
lipiec
2006
www.e-energetyka.pl
Właściwości fizykochemicznebiomasy(jaknp.większyudział
substancji lotnych, wilgoci i popiołu) powodują, że zgazowanie
biomasy w tego typu reaktorach jest trudne. Główne problemy
występują z przygotowaniem odpowiednio drobnej frakcji wsadu
[14].
Ze względu na znacznie większą niż w przypadku węgla
zawartość substancji lotnych, w procesie zgazowania biomasy
znacznie ważniejszą rolę odgrywa piroliza. Ponadto procesy fizy-
kochemiczne zachodzące w reaktorze zgazowującym biomasę
charakteryzują się większymi szybkościami. Zwykle niższa jest
również temperatura procesu.
Biomasa o dużym udziale związków alkalicznych, jak trawy,
słomy i inne odpady z produkcji rolnej może powodować po-
ważne problemy korozyjne i erozyjne, jak również pojawianie się
depozytów na powierzchniach kanałów i wymienników ciepła.
Problemy powoduje tu również niższa niż w przypadku innych
paliw temperatura mięknięcia popiołu.
Z wymienionych powodów technologie zgazowania biomasy
rozwijają się obecnie niezależną drogą w stosunku do technologii
zgazowania węgla. Występuje tu duża różnorodność rozwiązań
konstrukcyjnych reaktorów i układów. Aktualnie na świecie pra-
cuje ponad 100 instalacji zgazowania biomasy. Zastosowane tam
technologie są na różnym etapie rozwoju.
Na liście producentów zamieszczonej w serwisie www.
gasifiers.org znajduje się obecnie ponad 60 instytucji. Niektóre
z nich oferują już instalacje komercyjne. Większość technologii
zgazowania biomasy, a w szczególności odpadów znajduje się
obecnie w fazie badań i rozwoju. Wiele z nich osiągnęło na razie
poziom instalacji demonstracyjnych.
Zestawione, skrócone charakterystyki podstawowych, sto-
sowanych obecnie technologii zgazowania biomasy podano w
literaturze [2–4, 7–9, 12–13, 15].
I. Reaktory ze złożem stałym
(cechy wspólne):
– prosta konstrukcja,
– wykonywane wyłącznie jako reaktory atmosferyczne (niewiel-
ka nadwyżka ciśnienia wymuszana jest jedynie wentylatorem
podmuchowym powietrza),
– małe spadki ciśnienia gazu w złożu,
– czas przebywania wsadu (tzw. residence time) od kilku godzin
nawet do kilku dni,
– możliwość stosowania wsadu o znacznej zawartości popiołu,
– nierównomierny rozkład temperatury w reaktorze,
– możliwość pracy w zakresie 20–120% mocy znamionowej
– możliwe jedynie powolne zmiany rodzaju wsadu poddawa-
nego zgazowaniu ze względu na dużą zawartość wsadu w
reaktorze
– trudne (niemal niemożliwe) skalowanie dla uzyskiwania różnych
mocy znamionowych,
– niska wydajność jednostkowa (w odniesieniu do objętości
reaktora),
– wysokie współczynniki konwersji węgla pierwiastkowego,
– mała ilość popiołu,
– długi czas rozruchu ze stanu zimnego,
– możliwość występowania kanałów dla przepływu fazy gazowej
co pogarsza warunki wymiany ciepła i masy,
– duża liczba producentów reaktorów lecz mała liczba niezawod-
nych konstrukcji komercyjnych.
Reaktory ze złożem stałym dolnociągowe (downdraught)
współprądowe:
– faza stała i faza gazowa przemieszczają się w tym samym
kierunku, w dół reaktora,
– najniższe moce w porównaniu z innymi technologiami zgazo-
wania,
– nadaje się jedynie do wybranych rodzajów i sortymentu wsa-
du,
– wymagany równomierny sortyment wsadu w złożu,
– występowanie charakterystycznego przewężenia konstruk-
cyjnego średnicy wewnętrznej w celu wymuszenia przejścia
gazu przez strefę wysokiej temperatury (zabieg zmniejszający
zawartość substancji smolistych),
– wykazuje skłonności do szlakowania,
– długi czas procesu zgazowania,
– wymagana niska zawartość wilgoci w biomasie (ograniczone
suszenie wewnętrzne),
– stosunkowo czysty gaz (niska zawartość substancji smoli-
stych),
– wysoka temperatura gazu na wyjściu z reaktora.
Reaktory ze złożem stałym górnociągowe (updraught) prze-
ciwprądowe:
– faza stała przesuwa się w dół reaktora, faza gazowa w prze-
ciwprądzie w górę,
– moce reaktorów pomiędzy dolnociągowymi a fluidalnymi,
– możliwość stosowania wsadu o grubszym sortymencie,
– wewnętrzne suszenie wsadu; możliwość stosowania wsadu
o dużym udziale wilgoci,
– zanieczyszczony gaz z dużą zawartością substancji smoli-
stych,
– stosunkowo niska temperatura gazu na wyjściu z generatora,
– wysoka sprawność.
Reaktor ze złożem stałym dolnociągowe z otwartym rdzeniem
(open core):
– odmiana reaktora dolnociągowego,
– wsad i powietrze są podawane razem od góry reaktora,
– stała średnica wewnętrzna na całej długości reaktora (brak
przewężenia konstrukcyjnego),
– stosowane do zgazowania wsadu o małej gęstości nasypowej,
– temperatura gazu z reaktora pomiędzy typową konstrukcją
dolnociągową a górnociągową.
II. Reaktory ze złożem fluidalnym
– stosowane jedynie w zakresie dużych mocy (10 – 100 MW),
– łatwy i szybki rozruch i zatrzymanie,
– większe spadki ciśnienia gazu niż w przypadku złoża stałego,
– możliwość pracy w zakresie obciążeń 50–120% mocy zna-
mionowej,
– mała ilość wsadu w reaktorze, co zapewnia dużą elastyczność
zmian rodzaju wsadu,
– bardzo dobre warunki wymiany ciepła i masy dzięki wymiesza-
niu fazy stałej, ciekłej i gazowej,
– wyrównana temperatura w reaktorze,
– stosunkowo proste skalowanie w celu uzyskania różnych mocy
znamionowych,
strona
539
lipiec
2006
www.e-energetyka.pl
– możliwość stosowania katalizatorów w złożu w celu przyspie-
szenia reakcji,
– możliwość kontroli temperatury procesu,
– większa tolerancja na zmienną jakość (rodzaj) wsadu niż w
przypadku złóż stałych,
– znacznie większa tolerancja na nierównomierną wielkość
cząstek wsadu,
– wielość cząstek wsadu ograniczona koniecznością zapewnienia
fluidyzacjizłoża,
– większa powierzchnia kontaktu fazy gazowej i stałej,
– wysoka wydajność jednostkowa (w odniesieniu do objętości
reaktora),
– wyższe straty węgla w popiele (niższe współczynniki konwersji
wsadu),
– stosunkowo duża zawartość pyłów unoszonych w gazie.
– gaz silnie zanieczyszczony; zwykle bezpośrednio spalany
w kotłach,
– niska sprawność procesu zgazowania (50-70%),
– bardzo mała oferta rynkowa tego typu reaktorów,
– wyłącznie reaktory atmosferyczne,
– wartość opałowa gazu 4–6 MJ/m
3
,
– zawartość wilgoci we wsadzie nie powinna przekraczać
15–20%.
Spotykane są również inne typy reaktorów, jak np. reaktory
dwustrefowe z rozdzielonymi reaktorami pirolizy i zgazowania
(np. Viking), z oddzieloną pirolizą i zgazowaniem od spalania
– dwukomorowy z pośrednim nośnikiem ciepła (np. SilvaGas,
FICFB), w cylindrycznych komorach obrotowych z ogrzewaniem
zewnętrznym, cyklonowe i inne. Większość z nich reprezentuje
stosunkowo nowe rozwiązania technologiczne i jest obecnie w
fazie testów w instalacjach pilotowych (nie są jeszcze oferowane
komercyjnie). Na rynku oferowane są ciągle głównie typy reak-
torów z grup od I do IV.
Przedstawione typy reaktorów można dodatkowo sklasyfiko-
wać ze względu na sposób doprowadzenia ciepła do procesu, na
ciśnienie procesu oraz na rodzaj czynnika zgazowującego.
Ze względu na sposób doprowadzenia ciepła reaktory dzieli
się na:
a) reaktory autotermiczne (z wytwarzaniem ciepła bezpośrednio
w reaktorze):
– z podawaniem powietrza atmosferycznego,
– z podawaniem powietrza wzbogaconego w tlen,
– z podawaniem tlenu technicznego,
– z podawaniem pary wodnej.
b) reaktory z pośrednim doprowadzeniem ciepła:
– z cyrkulującym materiałem inertnym jako nośnik ciepła (pia-
sek, metale),
– z ogrzewaniem wsadu przez bezpośredni kontakt z gorącą
powierzchnią.
Większość technologii z pośrednim doprowadzeniem ciepła
wymaga dodatkowego paliwa rozruchowego.
Reaktory fluidalnedzieląsięnareaktoryzezłożem:
a) stacjonarnym – zakres mocy niskich i średnich (do 25 MW),
b) cyrkulującym – zakres mocy średnich i dużych (dają ponadto
mniejszą zawartość substancji smolistych w gazie).
Właściwie jest to jedyny typ reaktorów, dla których jest dostęp-
na szeroka oferta sprawdzonych komercyjnie technologii.
III. Reaktory strumieniowe
(entreined bed):
– cząstki wsadu są unoszone przez strumień czynnika zgazo-
wującego w kierunku wylotu gazu; wszystkie reakcje zachodzą
w strumieniu unoszonych substancji,
– technologia najbardziej rozpowszechniona w zgazowaniu
węgla, lecz stosunkowo rzadko stosowana do zgazowania
biomasy,
– zwykle w reaktorach tego typu prowadzone jest wspólne zga-
zowanie biomasy i węgla,
– wysokie temperatury procesu zapewniające dużą czystość
gazu, lecz mniejsze wartości opałowe (1300 – 1500°C),
– z uwagi na wysoką temperaturę pracy reaktora następuje roz-
kład termiczny substancji smolistych,
– wysokie ciśnienie robocze (zwykle 2 do 5 MPa),
– wymagają znacznego rozdrobnienia biomasy,
– krótki czas przebywania cząstki wsadu w reaktorze (ok. 1 s),
– skomplikowane układy przygotowania i podawania biomasy,
– jedynie duże reaktory (powyżej 10 ton wsadu/h),
– znikoma zawartość substancji smolistych w gazie,
– wykazują tendencje do szlakowania,
– wysoki stopień konwersji biomasy,
– stosunkowo mały zakres rodzajów biomasy poddawanej zga-
zowaniu,
– dzielimy je na dwa typy: żużlujące i nieżużlujace,
– zwykle końcowym etapem jest gaszenie gazu i żużla wodą,
co wiąże się z dużym jej zużyciem.
Ze względu na ciśnienie procesu reaktory można podzielić na:
– reaktory atmosferyczne (pracujące przy nieznacznej nad-
wyżce ciśnienia ponad ciśnienie otoczenia, wymuszanej zwykle
przez dmuchawę powietrza)
– reaktory ciśnieniowe (gdzie proces zgazowania jest prowa-
dzony przy znacznie podwyższonym ciśnieniu).
Reaktory ciśnieniowe mają następujące zalety:
większe moce z jednostki objętości reaktora,
większe wartości opałowe gazu,
mniejsze wymiary układów oczyszczani gazu,
eliminacja sprężarki przed komorą spalania turbiny gazowej
(w przypadku spalania w turbinie gazowej).
Do wad technologii ciśnieniowych można zaliczyć:
– problemy z podawaniem biomasy do reaktora,
– problemy z układami oczyszczania gorącego gazu,
– występowanie par metali alkalicznych w gazie,
– niska sprawność w niezbyt wysokich temperaturach,
– wysokie jednostkowe nakłady inwestycyjne w przypadku
małych mocy.
IV. Reaktory krzyżowoprądowe:
– faza stała przesuwa się w dół reaktora, a faza gazowa w po-
ziomie (w prądzie krzyżowym),
– stosowane zwykle w małych zakresach mocy, tzn. do 30 kW,
– wielkość ziarna wsadu ograniczona do około 40–80 mm,
– udział popiołu we wsadzie ograniczony do około 6%,
– zwykle stosowane do zgazowania węgla drzewnego,
strona
540
lipiec
2006
www.e-energetyka.pl
Zgazowanie z wykorzystaniem powietrza jako czynnika zga-
zowującego prowadzi do wytwarzania gazu o stosunkowo niskiej
wartości opałowej (3,5–7 MJ/m
n
3
), z uwagi na dużą zawartość
balastu w postaci azotu. Jednak z uwagi na niskie nakłady inwe-
stycyjne i niskie koszty eksploatacji, zgazowanie powietrzne jest
obecnie najczęściej stosowaną technologią.
Jako czynniki zgazowujące, poza powietrzem, stosuje się
głównie:
– powietrze wzbogacone w tlen,
– parę wodną,
– tlen techniczny,
– dwutlenek węgla.
Zastosowanie wymienionych czynników zgazowujących wy-
maga instalowania dodatkowych urządzeń peryferyjnych (w któ-
rych wytwarzany jest czynnik zgazowujący), co podnosi, nawet
znacząco, nakłady inwestycyjne i koszty eksploatacji. Stąd roz-
wiązania tego typu stosuje się w układach największych mocy.
W zależności od sortymentu dostępnego materiału oraz wy-
magań generatora gazu może okazać się konieczne dodatkowe
rozdrobnienie lub brykietowanie wsadu. Często przed wprowadze-
niem do generatora biomasa jest wstępnie suszona w suszarni,
będącej częścią układu. Odpowiednia wydajność i dyspozycyj-
ność tych etapów procesu technologicznego ma również wpływ
na pracę obiektu jako całości.
Podstawowym problemem, występującym w układach zga-
zowania biomasy są substancje smoliste. Są to węglowodory
o masie drobinowej większej od benzenu C
6
H
6
(M>78 kg/kmol),
których temperatura kondesacji jest wyższa niż 150°C.
W pracy [6] przedstawiono blisko 300 węglowodorowych
związków chemicznych, które wykryto w gazie (o liczbie atomów
węgla w cząsteczce wynoszącej od 6 do 24), które stanowią
substancje smoliste o różnych właściwościach. Najważniejsze
z nich to: benzen, toluen, styren, ksylen, fenol, krezol, inden,
naftalen, metylonaftalen, dimetylonaftalen, acetylonaftalen, fe-
natren, antracen.
Ilość i skład substancji smolistych zależy od typu reaktora,
parametrów procesu (ciśnienie, temperatura, czas), właściwości
wsadu (rodzaj, wilgotność, rozdrobnienie wsadu). Najkorzystniej-
sze warunki do powstawania dużych ilości substancji smolistych
występują w reaktorach ze złożem przeciwprądowym. Średnia
zawartość substancji smolistych w tym typie reaktora to 50 g/m
3
(chociaż zdarzają się takie, gdzie udział ten mieści się w przedziale
2–10 mg/m
3
). Reaktory fluidalnemogąprodukowaćgazozawar-
tości substancji smolistych około 10 g/m
3
, a reaktory ze złożem
stałym dolnociągowe nawet na poziomie 1 g/m
3
.
Dopuszczalna zawartość substancji smolistych w gazie, w
przypadku jego zastosowania do zasilania silnika spalinowego
powinna być poniżej 50 mg/m
3
. Niektórzy producenci silników
obniżają tę granicę nawet do 30 mg/m
3
. W niektórych instala-
cjach zastosowane zostały chińskie silniki wolnoobrotowe, przera-
biane z konstrukcji morskich, w których producent dopuścił udział
substancji smolistych w gazie w przedziale 50–100 mg/m
3
.
W przypadku turbin gazowych substancje smoliste nie stano-
wią większego zagrożenia dopóki są utrzymywane w fazie gazo-
wej. W większości instalacji wymóg ten jest dotrzymywany, gdyż
gorący gaz wprowadzany jest bezpośrednio do komory spalania.
Problemem są tu raczej metale alkaliczne, jak sód i potas oraz
ich związki. Są one odpowiedzialne za powstawanie depozytów
w układzie przepływowym maszyny.
W przypadku reaktorów atmosferycznych, gdzie konieczne
jest sprężenie gazu przed turbiną, wymaga się zwykle głębokiego
schłodzenia gazu. Rosną tu wymagania odnośnie do czystości
gazu, co wynika z konieczności zabezpieczenia sprężarki gazu
przed uszkodzeniem (możliwe są ograniczenia na poziomie nawet
0,5 mg/m
n
3
).
Inne zanieczyszczenia, jakie powinny zostać usunięte z gazu
przed wprowadzeniem do silnika czy turbiny, to: cząstki stałe,
związki alkaiczne (głównie potasu i sodu), związki chloru i fluoru
(halogenki), amoniak i inne związki azotu, substancje smoliste,
związki siarki.
Dostępne obecnie generatory nie zapewniają dotrzymania
wymagań odnośnie do czystości produkowanego gazu. W związku
z tym, gdy rozważa się zastosowanie gazu w silniku lub turbinie
gazowej konieczne jest jego oczyszczanie.
Ograniczenia technologiczne
procesów zgazowania biomasy
Jednym z głównych ograniczeń technologicznych stosowa-
nia układów energetycznych zintegrowanych ze zgazowaniem
biomasy jest zapewnienie ciągłości dostaw paliwa. Biomasa,
w stosunku do innych paliw, charakteryzuje się zmiennym skła-
dem oraz niską wartością opałową przypadającą na jednostkę
objętości, co zwiększa zarówno masę jak i objętość biomasy
transportowanej do odbiorcy. Zwykle występują też trudności
w zapewnieniu stałych dostaw wsadu o jednolitym składzie, wil-
gotności i sortymencie w długim okresie (np. 15 lat). Wymagania
dotyczące transportu i składowania są tu więc duże w stosunku
do innych paliw stałych.
Realizacja projektu elektrociepłowni lub elektrowni zasilanej
biomasą wymaga stworzenia rozbudowanej infrastruktury syste-
mu pozyskania, dostaw i przygotowania paliwa. Układy takie nie
mogą powstawać w dowolnie wybranych miejscach. Ponadto
przy obecnej podaży oraz cenach paliw kopalnych, uwzględnia-
jąc jednocześnie niższą sprawność energetyczną układów na
biomasę, należy stwierdzić, że nie zawsze są one konkurencyjne
ekonomicznie.
Jak wynika z licznych źródeł literaturowych, ważnym pro-
blemem technicznym, zwykle nie podejmowanym na etapie
rozważania możliwości realizacji projektu, jest przygotowanie
i podanie wsadu do reaktora. Cechy charakterystyczne biomasy
powodują, że postać geometryczna wsadu do reaktora bywa
różna, od małych wiórów po całe drzewa. Wymaga to specjalnego
projektowania układów zasilania.
Jak pokazuje doświadczenie obecnie najwięcej problemów
eksploatacyjnych występuje właśnie w układach zasilania re-
aktorów.
Najczęstsze usterki układów zasilania to:
– zawisanie wsadu i blokowanie przepływu,
– kondensacja substancji smolistych na śluzach i zaworach,
– zbyt duża podaż wsadu,
– uszkodzenia podajników śrubowych,
– uszkodzenia taśmociągów.
strona
541
lipiec
2006
www.e-energetyka.pl
[ Pobierz całość w formacie PDF ]