Ανάπτυξη Τεχνολογίας για την Παραγωγή «Καθαρών» Στερεών Καυσίµων από Λιγνίτες και Απόβλητα. Πτολεµαΐδα, Ιανουάριος 17, 2008

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ (ΕΚΕΤΑ) ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ (ΙΤΕΣΚ) Γ ΚΠΣ ΜΕΤΡΟ 4.3 Ανάπτυξη Τεχνολογίας για την Παραγωγή «Καθαρών» Στερεών Καυσίµων από Λιγνίτες και Απόβλητα Π. Μπασινάς, Γ. Σκόδρας, Π. Γραµµέλης, Σ. Σπυράκης, Μ. Καραµπίνης, Γ. Παντολέοντος, Ε. Κακαράς, Γ. Σακελλαρόπουλος Πτολεµαΐδα, Ιανουάριος 17, 28

2 Εισαγωγή Έκλυση ρυπαντών κατά την καύση (π.χ. NO x, SO x, Hg, κτλ.) Ανάπτυξη τεχνικών για τον έλεγχο των εκποµπών. Κόστος - Αποτελεσµατικότητα Προληπτική αποµάκρυνση των ρυπαντών όπως S, N, Cl και Hg πριν την καύση του άνθρακα Πυρόλυση-Κύριο στάδιο αποσύνθεσης-σηµαντική διεργασία για την παραγωγή καθαρών ανθράκων

3 Εισαγωγή OUT HOT FLUE GAS POST COMBUSTION 85 C ±5 C ORGANIC Feed PYROLYSIS C (Vacuum) PYROGAS SCRUBBER Cool Flue Gas Anthracite Clean Coal

4 Εργασίες Έργου Π.Ε. Τίτλος 1 Βιβλιογραφική Έρευνα 2 Επιλογή-Χαρακτηρισµός Πρώτων Υλών 3 Εργαστηριακές οκιµές 4 Εκτίµηση Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων 5 Έρευνα Αγοράς

5 Περιεχόµενα 1 Εισαγωγή 1.1 Λιγνίτης 1.2 Βιοµάζα 2 Μεθοδολογία 2.1 Επιλογή ειγµάτων 2.2 Μεθοδολογία Χαρακτηρισµού 2.3 Συσκευές / Μονάδες Ανάλυσης 3 Αποτελέσµατα 3.1 Χαρακτηρισµός Καυσίµων 3.2 οκιµές Θερµοζυγού 3.3 Παραγωγή «καθαρών» καυσίµων 3.4 ιάταξη Καύσης 3.5 ιάδοση Αποτελεσµάτων

6 Λιγνίτης Ποιοτικά Χαρακτηριστικά Περιοχή Υγρασία Τέφρα Κατ. Θ.. Θείο (% κ.β.) 1 (% κ.β.) 2 (kcal/kg) 1 (% κ.β.) 1 Πτολεµαΐδα - Κοζάνη Αµύνταιο Φλώρινα > 1 Κόµνηνα > 1 Μεγαλόπολης ράµα Ελασσόνα ως έχει, 2 επί ξηρού

7 Λιγνίτης Ποιότητα - Παραγωγή Ενέργειας Υψηλή Υγρασία: - Προβληµατική προ-επεξεργασία - Καθυστέρηση απελευθέρωσης πτητικών-ανάφλεξης Χαµηλή Θερµογόνος Ικανότητα: - Χρησιµοποίηση µεγαλύτερων ποσοτήτων Υψηλή Τέφρα: - Επικαθίσεις σε επιφάνειες µεταφοράς θερµότητας - Σχηµατισµός σκουριάς Υψηλό Θείο: - Προβλήµατα απόθεσης - Περιβαλλοντική σηµασία ενεργειακών µονάδων

8 Βιοµάζα Πηγές Προέλευσης Γεωργικά Υπολείµµατα: σιτηρά, ρύζι, αραβόσιτος, βαµβάκι, καπνός, ζαχαρότευτλα, ηλίανθος, ελιές, αµπέλια, ροδακινιές, πορτοκαλιές, αµυγδαλιές κ.α. Υπολείµµατα βιοµηχανικών διεργασιών:αλευροβιοµηχανίες, ορυζόµυλους, εκκοκκιστήρια βαµβακιού, βιοµηχανίες ζάχαρης, σπορελαιουργεία, µονάδες επεξεργασίας σταφίδας, βρώσιµης ελιάς, σπαστήρια αµυγδάλων, ελαιουργεία, πυρηνελαιουργεία κ.α. ασικά Υπολείµµατα: Υλοτοµία, επεξεργασία του ξύλου ή της απορριπτόµενης ξυλείας Ενεργειακές Καλλιέργειες:γλυκό και κυτταρινούχο σόργο, καλάµι, αγριαγκινάρα, µίσχανθος, ευκάλυπτος και η ψευδοακακία. - Συµβατικές Καλλιέργειες: ζαχαρότευτλα, καλαµπόκι, ηλίανθος κ.α.

9 Επιλογή ειγµάτων Λιγνίτες Πτολεµαΐδας Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Βιοµάζες ασική ξυλεία Ελαιοπυρηνόξυλο Απορριπτόµενη ξυλεία Στερεά Απόβλητα Απόβλητο 1 Απόβλητο 2 Γερµανικός (Laubag) Πολωνικός (Rostock) Πριονίδι Μελαµίνη (MDF) Ουγγαρίας

10 Μεθοδολογία Χαρακτηρισµού Συλλογή Μετατροπή- ιαχωρισµός Μέθοδος ASTM D Μέθοδος ASTM D Μέθοδος ASTM D Άµεση Ανάλυση Μέθοδος ASTM D 3172 Μέθοδος ASTM D 3173 Μέθοδος ASTM D 3174 Μέθοδος ASTM D 3175 Μέθοδος ASTM D Υγρασία Μέθοδος ASTM D Τέφρα Μέθοδος ASTM D Μέθοδος ASTM D 1755 Στοιχειακή Ανάλυση Μέθοδος ASTM D ThermoFinnigan CHNS EA 11 Analyzer Ανάλυση τέφρας Μέθοδος ASTM D Θερµογόνος Ικανότητα Μέθοδος ASTM D 3286 Υδράργυρος Μέθοδος EPA 7471Α Χλώριο Μέθοδος ASTM D Απορυκτοποίηση ιεργασία τριών σταδίων (5N HCl, 22N HF, 12N HCl)

11 Μονάδα Πυρόλυσης PI N 2 RV1 V1 RV2 PI RV3 V2 RV4 FI1 FI2 V4 3V1 PI V6 Coal feed TI V5 VENT BM FM PI : bubblemeter : Flowmeter Pressure indicator RV : Regulating valve TI C : : Temperature indicator controller V : Ball valve 3V : 3 way valve CO 2 BM V9 TIC Tars removal PI V7 V8 VENT

12 Μονάδα Θερµοζυγού TA Instruments DSC-TGA SDT Q6

13 ιάταξη καύσης 1 Ηλεκτρικός ατµοπαραγωγώς 13 Ζώνη απεµπλοκής (freeboard) 2 Προθερµαντής µέσου 14/15 Πρωτεύων / δευτερεύων κυκλώνας 3 Παροχή Αέρα 16 οχεία συλλογής τέφρας 4 Thermal Mass Flow Controller 17 Η/Υ 5 Επιλογέας µέσου ρευστοποίησης 18 Σύστηµα ψηφιακής καταγραφής 6 Προσαγωγές ιασκορπιστή 19 PID Controller 7 ιασκορπιστής 2 Ψύκτης καυσαερίων 8 Ηλεκτρικές Αντιστάσεις 21 Έξοδος Καυσαερίων 9 Αδρανές Υλικό Κλίνη 22/23 Γραµµή δειγµατοληψίας για on-line 1 Τροφοδοτικό Σιλό 24 Γραµµή δειγµατοληψίας για 11/12 Κινητήρας & Σύστηµα µετάδοσης 25 Σύστηµα καταγραφής δεδοµένων

14 Χαρακτηρισµός Ανθράκων Άµεση Ανάλυση Υγρασία: Υψηλά ποσοστά για τους Ελληνικούς λιγνίτες (55-6%κ.β.). Λιγνίτης Rostock την µικρότερη τιµή (9%κ.β.) Πτητικά: Μέσες τιµές για τους Ελληνικούς λιγνίτες (35-4%κ.β.). Μικρότερη τιµή για τον λιγνίτη Rostock (29%κ.β.) Μόνιµος Άνθρακας: ιακύµανση όλων των ανθράκων µεταξύ 1-2%κ.β. Τέφρα: Χαµηλή για όλα τα δείγµατα (15-22%κ.β.) εκτός του λιγνίτη Μεγαλόπολης (4%κ.β.)

15 Χαρακτηρισµός Ανθράκων Στοιχειακή Ανάλυση Όλα τα δείγµατα λιγνιτών είναι πλούσια σε άνθρακα και υδρογόνο µε µέσες τιµές 52 και 4.2%κ.β. αντίστοιχα. - Ο λιγνίτης Μεγαλόπολης έχει κατά 25% µικρότερες τιµές. Μικρή περιεκτικότητα σε άζωτο και οµοιοµορφία για όλα τα δείγµατα. Παρόµοια περιεκτικότητα σε θείο για όλα τα δείγµατα. Ο λιγνίτης Μεγαλόπολης 4 µε 5 φορές µεγαλύτερη. Θερµογόνος Ικανότητα µεγαλύτερη για το Rostock και µικρότερη για τον λιγνίτη Μεγαλόπολης.

16 Χαρακτηρισµός Ανθράκων Ανάλυση Τεφρών Στους Ελληνικούς λιγνίτες το πυρίτιο έχει την µεγαλύτερη συγκέντρωση ακολουθούµενο κατά φθίνουσα σειρά από τα ασβέστιο, αργίλιο και σίδηρο. Το υψηλό ποσοστό των CaO+MgO στην τέφρα του λιγνίτη Πτολεµαΐδας (3% κ.β.) δείχνει των αλκαλικό χαρακτήρα της. Αυτό διευκολύνει: α) την ταφή της β) την χρήση της στην κατακράτηση CO 2 Οι Ελληνικοί λιγνίτες παρουσιάζουν µικρές ποσότητες νατρίου πράγµα που συντελεί σε µειωµένες επικαθίσεις κατά την καύση τους. Οι συγκεντρώσεις των ιχνοστοιχείων είναι µέσα στα επιτρεπτά όρια της τέφρας των ανθράκων.

17 Χαρακτηρισµός Βιοµάζας Άµεση Ανάλυση Υγρασία: Κατά πολύ µικρότερη από αυτή των ανθράκων (6-2%κ.β.) Πτητικά: Υψηλά ποσοστά για όλα τα δείγµατα βιοµαζών (75-8%κ.β.). Η µελαµίνη παρουσιάζει τη µεγαλύτερη περιεκτικότητα. Μόνιµος Άνθρακας: Παρόµοιες περιεκτικότητες για όλα τα δείγµατα. Τέφρα: Χαµηλή για όλα τα δείγµατα (1.5% κ.β.) που έχουν σαν βάση το ξύλο και µεγαλύτερη για τα δείγµατα καρπών (3.5% κ.β.). Κατά πολύ χαµηλότερες τιµές σε σύγκριση µε τους λιγνίτες.

18 Χαρακτηρισµός Βιοµάζας Στοιχειακή Ανάλυση Παρόµοιες περιεκτικότητες σε στοιχειακό άνθρακα και υδρογόνο για όλα τα δείγµατα. Η µελαµίνη περιέχει το µεγαλύτερο ποσοστό σε άζωτο (4.6% κ.β.) σε σύγκριση µε τα υπόλοιπα δείγµατα (.3-1% κ.β.). Η µελαµίνη και τα κελύφη αµυγδάλου έχουν χαµηλότερη θερµογόνο ικανότητα από τα υπόλοιπα είδη βιοµάζας λόγω της ελαφρά µικρότερης περιεκτικότητας σε στοιχειακό άνθρακα και υδρογόνο.

19 Συµπεράσµατα Χαρακτηρισµού Ο λιγνίτης Πτολεµαΐδας παρουσιάζει καλά χαρακτηριστικά (τέφρα, άζωτο, θείο, Θ.Ι.) σε σύγκριση µε τα δείγµατα των λιγνιτών Ο λιγνίτης Μεγαλόπολης εµφανίζει µεγάλα ποσοστά τέφρας και ρυπαντών Τα δείγµατα βιοµαζών περιέχουν τους λιγότερους ρυπαντές και υψηλή απόδοση κατά την καύση Η µελαµίνη αποτελεί το καύσιµο βιοµάζας µε τους περισσότερους ρυπαντές Η µελαµίνη και το κέλυφος αµυγδάλου είναι τα λιγότερο αποδοτικά από τα είδη της βιοµάζας

20 οκιµές Θερµοζυγού Sample: Ptolemais (15-25um, dry) Size: mg Method: Pyrolysis in He Comment: 3 to 1 2 C/min; He 1 ml/min 1 9 Λιγνίτης Πτολεµαΐδας DSC-TGA 3-6 C File: C:...\Ptolemais_He 1 Operator: Mary Run Date: 18-Nov-3 17: Instrument: SDT Q6 V C Weight (%) Temperature ( C) Απώλεια βάρους (TG) και ρυθµός απώλειας βάρους (D πυρόλυση του λιγνίτη Πτολεµαΐδας (ρυθµός θέρµανση U

21 οκιµές Θερµοζυγού Λιγνίτης Πτολεµαΐδας 12 CO 2 evolution cm 3 /min*g Temperature ( o C) Ρυθµός έκλυσης CO 2 (cm 3 /min.g) κατά την πυρόλυση του λιγνίτη Πτολεµαΐδας

22 οκιµές Θερµοζυγού Λιγνίτης Πτολεµαΐδας 4 3 CO evolution (cm 3 /min*g) C ιάσπαση υδροξυλικών οµάδων ιάσπαση CO Temperature ( o C) Ρυθµός έκλυσης CO (cm 3 /min.g) κατά την πυρόλυση του λιγνίτη Πτολεµαΐδας

23 οκιµές Θερµοζυγού Σύγκριση δειγµάτων λιγνίτη είγµα Θερµοκρασία εκκίνησης της Μέγιστος ρυθµός απώλειας βάρους Θερµοκρασία µέγιστου ρυθµού απώλειας Βαθµός Μετατροπής (%) πυρόλυσης ( C) (min ) βάρους ( C) Πτολεµαΐδας Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Πολωνικός Rostock Ουγγαρίας Κύρια χαρακτηριστικά των καυσίµων άνθρακα κατά την πυρόλυση

24 Sample: Waste Wood (18-25, dry) Size: 9.36 mg Method: Pyrolysis in He Comment: 3 to C/min; He 1 ml/min 1 οκιµές Θερµοζυγού 2-5 C είγµατα βιοµάζας DSC-TGA File: C:...\WasteWood_He 1_2 Cmin Operator: Panag.M. Run Date: 6-Apr-4 11:24 Instrument: SDT Q6 V5. Build C-21.2min Weight (%) Deriv. Weight (%/min) Temperature ( C) Universal V3.7A TA Instruments Απώλεια βάρους (TG) και ρυθµός απώλειας βάρους (DTG) κατά την πυρόλυση της Απορριπτόµενης ξυλείας

25 οκιµές Θερµοζυγού 1 8 είγµατα Στερεών Αποβλήτων RDF 1a RDF 1b RDF 1c RDF 1d RDF 1e Weight (%) Temperature ( C) Der. Weight (%/min) Απώλεια βάρους (TG) και ρυθµός απώλειας βάρους (DTG) κατά την πυρόλυση των πέντε δειγµάτων στερεών αποβλήτων

26 οκιµές Θερµοζυγού Κινητική Ανάλυση,3,25,2 Experimental Hemicellulose 1 Hemicellulose 2 Cellulose Lignin Calculated,6,5,4 Experimental 1 st Reaction 2 nd Reaction 3 rd Reaction 4 th Reaction 5 th Reaction Calculated (dm/m )/dt,15 (dm/m )/dt,3,1,2,5,1,, Temperature (K) Temperature (K) Προσοµοίωση του δείγµατος δασικής ξυλείας µε χρήση τεσσάρων αντιδράσεων Προσοµοίωση του λιγνίτη Πτολεµαΐδας µε χρήση πέντε αντιδράσεων

27 Συµπεράσµατα Θερµοζυγού Η αποσύνθεση των ειδών βιοµάζας πραγµατοποιείται µε την θερµική διάσπαση των κύριων συστατικών τους (ηµικυτταρίνη, κυτταρίνη, λιγνίνη) Τα δείγµατα βιοµάζας έχουν κατά πολύ µεγαλύτερη δραστικότητα από τα δείγµατα των λιγνιτών Η αποσύνθεση των στερεών αποβλήτων πραγµατοποιείται µε την θερµική διάσπαση των κύριων συστατικών τους (βιοµάζα-πλαστικό) Τα δείγµατα του λιγνίτη προσοµοιώθηκαν µε την χρήση πέντε αντιδράσεων Τα δείγµατα βιοµάζας προσοµοιώθηκαν µε την χρήση τριών ή τεσσάρων αντιδράσεων

28 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Μελέτη της αποτελεσµατικότητας της πυρόλυσης στην αποµάκρυνση των ρυπαντών (S, N, Hg και Cl) σε τρία είδη άνθρακα και σε ένα δείγµα λάστιχου Βαθµός µετατροπής Περιεκτικότητα σε ρυπαντές Στοιχειακές µετατροπές (C, N, S, H, Hg και Cl) Χρόνος παραµονής ραστικότητα των εξανθρακωµάτων

29 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Αρχικά είγµατα Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λιγνίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Άνθρακας Απορυκτοποιηµένος Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λάστιχα Κοκκοµετρία: µm Ατµοσφαιρική Πίεση - Ήλιο Θερµοκρασίες: 2 C-9 C Χρόνοι Παραµονής: 5-12 min

30 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Βαθµός Μετατροπής (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λιγνίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο Πτητικά (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στον βαθµό µετατροπής και στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε πτητικά

31 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Μόνιµος Άνθρακας (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο Στοιχειακός Άνθρακας (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λιγνίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο 2-35% 5% Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε µόνιµο και στοιχειακό άνθρακα

32 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Στοιχειακό Υδρογόνο (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε στοιχειακό υδρογόνο

33 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Στοιχειακό Άζωτο (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο 3-4% Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε στοιχειακό άζωτο

34 Παραγωγή καθαρών καυσίµων 1 8 Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο Στοιχειακό Θείο (%) Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε στοιχειακό θείο

35 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Στοιχειακός Υδράργυρος (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο ~7% Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε στοιχειακό υδράργυρο

36 Παραγωγή καθαρών καυσίµων 1 Στοιχειακό Χλώριο (%) Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Λινγίτης Μεγαλόπολης Αυστραλιανός Απορ. Λιγν. Πτολεµ. Λάστιχο 55-65% Αυστραλιανός 4-55% Μεγαλόπολης 2-3% Πτολεµαΐδας Θερµοκρασία Πυρόλυσης ( C) Επίδραση της θερµοκρασίας πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε στοιχειακό χλώριο

37 Παραγωγή καθαρών καυσίµων 1 Βαθµός Μετατροπής (%) Χρόνος Πυρόλυσης (min) Επίδραση του χρόνου πυρόλυσης στον βαθµό µετατροπής των εξανθρακωµάτων

38 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Στοιχειακό Άζωτο (%) Στοιχειακό Θείο (%) Χρόνος Πυρόλυσης (min) Χρόνος Πυρόλυσης (min) Επίδραση του χρόνου πυρόλυσης στην περιεκτικότητα των εξανθρακωµάτων σε στοιχειακό άζωτο και θείο

39 Παραγωγή καθαρών καυσίµων 1 Στοιχειακός Υδράργυρος (%) Χρόνος Πυρόλυσης (min) Επίδραση του χρόνου πυρόλυσης στην περιεκτικότητα του εξανθρακώµατος σε στοιχειακό υδράργυρο

40 Παραγωγή καθαρών καυσίµων Καύση εξανθρακώµατος λιγνίτη Απώλεια Βάρους (%) C Πτολ. 2 C-2min Πτολ. 3 C-2min Πτολ. 4 C-2min Πτολ. 5 C-2min Ρυθµός Απώλειας Βάρους (%/min) Απώλεια Βάρους (%) C Πτολ. 6 C-2min Πτολ. 7 C-2min Πτολ. 8 C-2min Πτολ. 9 C-2min Ρυθµός Απώλειας Βάρους (%/min) 2 4 Θερµοκρασία ( C) 6 8 Απώλεια βάρους και ρυθµός απώλειας βάρους κατά την καύση των εξανθρακωµάτων λιγνίτη Πτολεµαΐδας (2-9 C-2min) 2 4 Θερµοκρασία ( C) 6 8

41 Παραγωγή καθαρών καυσίµων ραστικότητα dw dt -W g =A e -E RT W Αρχικό βάρος του εξανθρακώµατος A Παράγοντας συχνότητας ραστικότητα [ln(a )] Λιγνίτης Πτολεµαΐδας Ε Ενέργεια ενεργοποίησης (σταθερό. 13KJ/mol) 17 Τ Θερµοκρασία (K) R Παγκόσµια σταθερά (8.314 Jmol -1 K -1 ) Καύσιµα συστατικά (%) ραστικότητα των εξανθρακωµάτων σαν συνάρτηση των καύσιµων συστατικών (µόνιµος άνθρακας και πτητικά)

42 Παραγωγή καθαρών καυσίµων 25 Καύση εξανθρακώµατος βιοµάζας 1 ο Στάδιο 2 ο Στάδιο DemWo DemWo DemWo 2 Deriv. Weight (%/min) Temperature ( C) Απώλεια βάρους και ρυθµός απώλειας βάρους κατά την καύση δύο εξανθρακωµάτων απορριπτόµενης ξυλείας (35-55 C)

43 Συµπεράσµατα Πυρόλυσης Η αποµάκρυνση των ρυπαντών αυξάνεται σχεδόν γραµµικά µε την θερµοκρασία για τα περισσότερα δείγµατα των λιγνιτών Ο χρόνος της πυρόλυσης επιδρά σε πολύ µικρό ποσοστό στον βαθµό µετατροπής των εξανθρακωµάτων Ικανοποιητική αποµάκρυνση των ρυπαντών S, N, Hg και Cl από τα δείγµατα του άνθρακα επιτυγχάνεται µε ανθρακοποίηση στους 5-6 C και για 2min

44 ιάταξη Καύσης Αδρανές Υλικό: Χαλαζίας Καύσιµα: - Φυσικός λιγνίτης (καύσιµο 1) - Εξανθράκωµα λιγνίτη (35 C - 2 ώρες) (καύσιµο 2) - Εξανθράκωµα δασικών υπολειµµάτων (35 C - 2 ώρες) (καύσιµο 3) Πειραµατική διαδικασία: - Καύση των καυσίµων 1, 2 και 3 - Καύση µειγµάτων των καυσίµων 1, 2 και 3 σε διάφορες αναλογίες Έµφαση στο µείγµα εξανθράκωµα λιγνίτη βιοµάζας (8-2% κ.β.)

45 ιάταξη Καύσης Μονοξείδιο του άνθρακα (CO): Αποτελέσµατα - Το εξανθράκωµα λιγνίτη οδηγεί στον περιορισµό των εκποµπών ακαύστων - Το εξανθράκωµα βιοµάζας οδηγεί σε δραµατική αύξηση των εκποµπών ακαύστων - Μείγµα εξανθρακώµατος λιγνίτη και βιοµάζας εξασφαλίζει ιδανικές συνθήκες καύσης ιοξείδιο του θείου (SO 2 ): - Το εξανθράκωµα λιγνίτη και βιοµάζας περιορίζει τις τελικές εκποµπές - Αύξηση του ποσοστού εξανθρακώµατος βιοµάζας οδηγεί σε περαιτέρω µείωση Υποξείδιο του αζώτου (N 2 O): - Το εξανθράκωµα βιοµάζας περιορίζει τις τελικές εκποµπές

46 Συµπεράσµατα Ηαποσύνθεση των ειδών βιοµάζας πραγµατοποιείται µε την θερµική διάσπαση των κύριων συστατικών τους (ηµικυτταρίνη, κυτταρίνη, λιγνίνη) Η ανοµοιογένεια των στερεών αποβλήτων καθιστά δύσκολη την τυποποίηση της συµπεριφοράς τους κατά την καύση Ανθρακοποίηση είναι αποτελεσµατική µέθοδος για την παραγωγή καθαρών ανθράκων Ικανοποιητική αποµάκρυνση των ρυπαντών S, N, Hg και Cl από τα δείγµατα του άνθρακα επιτυγχάνεται µε ανθρακοποίηση στους 5-6 C και για 2min Η χρήση του εξανθρακώµατος βιοµάζας στις µονάδες καύσης περιορίζει τις εκποµπές σε SO 2 και N 2 O

47 ιάδοση Αποτελεσµάτων Κατά τη διάρκεια του έργου πραγµατοποιήθηκαν οι παρακάτω δηµοσιεύσεις / παρουσιάσεις: Πυρόλυση Ελληνικού Λιγνίτη για την Παραγωγή Καθαρών Στερεών Καυσίµων, η οποία παρουσιάστηκε στο «2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Εναλλακτικών Καυσίµων και Βιοκαυσίµων», στην Καρδίτσα στις Απριλίου 27. Combustion and Environmental Performance of Clean Coal End Products, ηµοσίευση στο διεθνές επιστηµονικό περιοδικό INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH ( A Comparative Study on the Thermochemical Conversion of Residue Derived Fuels, η οποία παρουσιάσθηκε στο «CEMEPE/SECOTOX - 1st International Conference on Environmental Management, Engineering, Planning and Economics», στην Σκιάθο, στις Ιουνίου 27.