![Page 1: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/1.jpg)
PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY
prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc.doc. Ing. Ľudovít Jelemenský, PhD,Ing. Lukáš Gašparovi č
21. januára 2010 1
Ing. Lukáš Gašparovi č
Ústav chemického a environmentálneho inžinierstvaFakulta chemickej a potravinárskej technológie STURadlinského 9, Bratislava, [email protected]
Biomasa rastlinného pôvodu
Táto práca bola financovaná z projektu Norwegian – S lovakia project (SK0023) Establishment of a Slovak Centre of Excellence for Utilisation of Renewable
Energy Resources, (2008-2010).
![Page 2: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/2.jpg)
OXID UHLIČITÝ, CO2
FOTOSYNTÉZA
2 2 2UVCO H O organické látky O+ → +
ROZKLAD ORG. LÁTOKDÝCHANIE
dnes v atmosfére cca 0,04%
v dávnej minulosti ?????
21. januára 2010 2
FOSÍLNE PALIVÁ
uväznená organika ktorá sa nerozložilaresp. skarbonizovala
2 2 2organické látky O CO H O+ → +
Ak sa pochová ve ľa takéhotouhlíka, v atmosfére ubúdaCO2 a pribúda kyslík(vznik dnešnej atmosféry)
![Page 3: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/3.jpg)
POCHOVÁVANIE AKO CaCO3
OCEÁNOceánske Mikroorganizmy
2CO2O
21. januára 2010 3
2 23 3Ca CO CaCO+ −+ → ↓
2 2 2UVCO H O organické látky O+ → +
![Page 4: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/4.jpg)
Satelitný snímokAtlantický oceán pri brehoch severného Škótska
21. januára 2010 4
Severné Škótsko
Emiliania huxleyi
![Page 5: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/5.jpg)
PRIEMYSELNÁ ČINNOSŤ A ČINNOSŤ ĹUDSTVA AKO TAKÁ
FOSÍLNE PALIVÁ + O 2 ���� CO2 +...... + ENERGIA
VZNIK BIOMASY
CO2 pozitívny proces
21. januára 2010 5
VZNIK BIOMASY
2 2 2UVCO H O biomasa O+ → +
ENERGETICKÉ VYUŽITIE BIOMASY
2 2 2biomasa O CO H O+ → +
CO2 neutrálny proces
+ ENERGIA
![Page 6: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/6.jpg)
pyrolysis 1 300 000 odkazovpyrolysis of biomas 209 000 odkazovgasification 1 450 000 odkazov
21. januára 2010 6
![Page 7: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/7.jpg)
21. januára 2010 7
![Page 8: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/8.jpg)
21. januára 2010 8
![Page 9: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/9.jpg)
Najstarší ľuďmi využívaný proces pyrolýzy a splyňovania biomasy–horenie dreva za účelom získania tepla
HISTÓRIA SPRACOVANIA BIOMASY ČLOVEKOM
21. januára 2010 9
Foto: Dobová snímka z vykopávok v jaskyni Horná Dolná,rok cca 500 000 pnl ± 200 000
![Page 10: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/10.jpg)
Splyňovanie za účelom získania dechtových zložiek – údenie potravín(odhaduje sa že cca 20 000 rokov stará technológia)
Výroba dreveného uhlia
Karbonizácia biomasy za účelomzískania dreveného uhlia
21. januára 2010 10
získania dreveného uhlia(cca 10 000 rokov)
ATĎ, ATĎ ......
![Page 11: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/11.jpg)
BIOMASA RASTLINNÉHO A ŽIVO ČÍŠNEHO PÔVODU
odpad z poľnohosp. výroby
odpad z drevosprac. priemyslu
odpad z potravinárskeho
ZDROJE BIOMASY
4,643 6,019 2,368 0,021C H O NBiomasa=
Mäkké drevo
Slama
ZLOŽENIE BIOMASY
21. januára 2010 11
odpad z potravinárskehoprieyslu
triedený komunálny odpad
cielene pestovaná biomasa
kaly z ČOV
5,397 6,920 1,673 0,104C H O NBiomasa=
Slama
4,705 7,277 2,158 0,117C H O NBiomasa=
Triedený komunálny odpad
![Page 12: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/12.jpg)
Spaľovanie
Výroba pary
Teplo
Elektrina a teplo
ZÁKLADNÉ PROCESY TERMICKÉHOSPRACOVANIA BIOMASY
21. januára 2010 12
Biomasa Pyrolýza
Splyňovanie
ČO SA DEJE PRI HORENÍ BIOMASY ?
![Page 13: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/13.jpg)
SPAĽOVANIEexterný zdroj tepla
1.
vzdušný kyslíkvzdušný kyslík
prvotný rozklad zložiek biomasyuvo ľňovanie prchavých zložiek mimobiomasu
21. januára 2010 13
zdroj teplahorenie
zdroj te
plazdroj teplahorenie
zdroj te
pla
2.zapálenie prchavých zložieknový zdroj tepla-sála do okolia-rozkladá (pyrolyzuje) zložky biomasy-horenie pyrolýznych zložiek v plynnej fáze
![Page 14: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/14.jpg)
zdroj tepla do okolia
horenie produktovpyrolýzy
zdroj tepla do okolia
horenie produktovpyrolýzy
3.
zdroj tepla do okoliazdroj tepla do okolia
horenie v plynnej fázekarbonizácia tuhej fázy
21. januára 2010 14
zdroj tepla do okolia
kyslík
zdroj tepla do okolia
kyslík4.
difúzia kyslíka do tuhej fázyvyhorievanie uhlíka
-120,5 111kJ molC O CO+ → −
-12 20,5 283 kJ molCO O CO+ → −
horenie CO
![Page 15: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/15.jpg)
PYROLÝZA
zdroj tepla
kyslík
zdroj tepla
kyslík
zdroj teplazdroj tepla
SILNE ENDOTERMICKÝ PROCES
TEPLO Z EXTERNÉHO ZDROJATEPLO SPÁLENÍM ČASTI BIOMASY
CHEMICKÉ REAKCIE
ŠTIEPNE REAKCIE VÄZIEB
C C C H C O− − −
21. januára 2010 15
kyslíkkyslík
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....
tvorba koksu
kyslík
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....
tvorba koksu
kyslík
2( ) 2 2 2 2m n m n m m n nC H C H C H+ + + ++�
kondenzačné reakcie
alkylácie
cyklizácie
vznik aromátov
vznik koksu
![Page 16: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/16.jpg)
zdroj tepla
kyslík
zdroj tepla
kyslík
zdroj teplazdroj tepla
PYROLÝZAZÁKLADNÉ PRODUKTY PYROLÝZY
PYROLÝZNY PLYN
21. januára 2010 16
kyslíkkyslík
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....
tvorba koksu
kyslík
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....
tvorba koksu
kyslík
DECHTY (BIO OLEJ)
PYROLÝZNY KOKS
![Page 17: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/17.jpg)
ZÁKLADNÉ PRODUKTY PYROLÝZY
PYROLÝZNY PLYN
DECHTY (BIO OLEJ)
PYROLÝZNY KOKS
%
pôvod a zloženie biomasy
obsah vlhkosti
veľkos ť častíc
prítomnos ť inertného plynu
teplota
zdržná doby pyrolýzneho plynu v reaktore
21. januára 2010 17
plynu v reaktore
rýchlos ť ochladenia plynova dechtov po opustení reaktora
použitý tuhý inertný materiál
katalyzátory
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....
tvorba koksu
kyslík
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....
tvorba koksu
kyslík
![Page 18: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/18.jpg)
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....kyslík
zdroj teplatvorba dechtovvodná paraCO, CH4, CO2,C2H6, .....kyslík
TEPLOTA 400 – 500°C
dlhá zdržná doba párv reaktore
TEPLOTA 500 – 600°C
veľmi krátka zdržná doba pár
KARBONIZÁCIA(tvorba koksu)
DECHTY
plyn 35%dechty 30%koks 35%
21. januára 2010 18
tvorba koksutvorba koksu
veľmi krátka zdržná doba párv reaktore(fast pyrolysis)
TEPLOTA 800 – 1000°C
dlhá zdržná doba párv reaktorekatalyzátory
DECHTY(bio oil)
PYROLÝZNY PLYN
plyn 85%dechty 5%koks 10%
plyn 13%dechty 75%koks 12%
![Page 19: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/19.jpg)
SPLYŇOVANIE BIOMASY
HLAVNÝ CIEĽOVÝ PRODUKT = PROCESNÝ PLYN
ZDROJ TEPLA
EXTERNÝ
SPÁLENIE ČASTI BIOMASYprídavkom vzduchu/kyslíka 20,5C O CO+ →
(napr. spálením koksu a dechtov)
21. januára 2010 19
prídavkom vzduchu/kyslíka
PRIDANÍM VODNEJ PARY
sply ňovanie koksuzvyšuje sa podiel vodíka
POUŽITIE KATALYZÁTOROV: KATALYTICKÁ PYROLÝZA DECHT OV
2 2C H O CO H+ +�
2
![Page 20: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/20.jpg)
2 22n m
mC H nH O nCO n H
+ + +
� (R9)
2 222n m
mC H nCO nCO H+ +� (R10)
20,5C O CO+ → (R1) -1111kJ mol−
2 20,5CO O CO+ → (R2) -1283 kJ mol−
2 2 20,5H O H O+ → (R4) -1242 kJ mol−
Pyrolýza org. makromolekúl
21. januára 2010 20
2 2C CO CO+ � (R3) -1172 kJ mol+
2 2C H O CO H+ +� (R5) -1131 kJ mol+
2 42C H CH+ � (R6) -175 kJ mol−
2 2 2CO H O CO H+ +� (R7) -141 kJ mol−
4 2 23CH H O CO H+ +� (R8) -1206 kJ mol+
![Page 21: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/21.jpg)
2 4 2
2 2
1,0Biomasa+7,607vzduch 2,407CO+2,079 H +0,181CH +1,3CO
+6,078N +0,158H O+0,064Koks+0,0547Decht
→
4,643 6,019 2,368 0,021C H O NBiomasa=
6,750 1,97 1,042 0,023C H O NKoks=5,600 6,930 1,608 0,005C H O NDecht=
Rao et al., 2004:
Drevné štiepky (mäkké drevo)
52,1%C28,1%C3,9%C9,3%C6,6%C
COCO2CH4C (koks)dechty
21. januára 2010 21
6,6%C dechty
Sójová slama (suchá)
2 4 2
2 2
1.0Biomasa+9,738vzduch=3,496CO+2,425H +0,381CH +1,061CO +
+7,743N +0,199H O
5,397 6,920 1,673 0,104C H O NBiomasa=žiaden dechtžiaden koks
![Page 22: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/22.jpg)
ZÁKLADNÉ TYPY REAKTOROV
plyn
reaktor
c)
VSÁDZKOVÝ PYROLYZÉR
21. januára 2010 22
recirkulované plynyinertmožnosť spaľovania
![Page 23: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/23.jpg)
21. januára 2010 23
![Page 24: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/24.jpg)
biomasa, inertnýtuhý materiál, katalyzátor
procesnýplyn
externý zdroj tepla
exte
rný
zdro
j tep
la
PRESTUP TEPLA
PYROLYZÉR S POHYBLIVÝM LÔŽKOM TUHEJ FÁZY
21. januára 2010 24
rošt, šnek,.... tuhý zvyšok
externý zdroj tepla
exte
rný
zdro
j tep
la
inertný plyn
![Page 25: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/25.jpg)
Biomasa Plyn
sušiaca zóna
vyparovanie prchavýchzložiek
splynovacia zóna(málo/žiaden kyslík)
Biomasa Plyn
sušiaca zóna
vyparovanie prchavýchzložiek
splynovacia zóna(málo/žiaden kyslík)
SPLYŇOVAČ S POHYBLIVÝM LÔŽKOM TUHEJ FÁZY
INTERNÝ ZDROJ TEPLA
spaľovanie časti biomasykyslíkom
Čistý kyslík: cenaVzduch: riedenie procesného plynu
dusíkom (cca 50%obj)
21. januára 2010 25
popol vodná para+ vzduch (kyslík)
(málo/žiaden kyslík)
zóna horenia(vela kyslíka)
popol vodná para+ vzduch (kyslík)
(málo/žiaden kyslík)
zóna horenia(vela kyslíka)
dusíkom (cca 50%obj)
V každom prípade riedenie procesného plynu oxidom uhli čitým (cca 10%obj)
Výhrevnos ť procesného plynus použitím:
kyslík: 10 – 18 MJ/m 3
vzduch: 4 – 7 MJ/m 3 !
20,5C O CO+ →
2 2C H O CO H+ +�
![Page 26: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/26.jpg)
vzduch (kyslík)para
horenie, sušenie
pyrolýza tuhej fázya horenie
Biomasa(katalyzátor)
Pomocný horák
SPLYŇOVAČ S POHYBLIVÝM LÔŽKOM TUHEJ FÁZY
21. januára 2010 26
popol,kayalyzátor
procesný plyn
pyrolýzasplyňovanie koksu(málo alebo žiadny
kyslík)
pyrolýza dechtovsplyňovanie koksu
![Page 27: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/27.jpg)
reaktor
plyn
cyklón
biomasa
b)
spaliny
uhlík + piesok
spaľ. reak
FLUIDNÝ PYROLYZÉR
21. januára 2010 27
nosné / inertné médium
piesok
vzduch
reakteplo
možnosť spaľovania
recirkulované plyny
![Page 28: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/28.jpg)
biomasa
reaktor
plyn
cyklón
spalinyspa
c)FLUIDNÝ SPLYŇOVAČ
21. januára 2010 28vzduch/O2/vodná para
spaľovacíreaktorteplo
piesok, katalyzátor
vzduch
popol
![Page 29: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/29.jpg)
PYROLÝZNY PLYN
DECHTY (BIO OLEJ)
PRODUKTY PYROLÝZY A SPLY ŇOVANIA BIOMASY
BIOMASA
21. januára 2010 29
PYROLÝZNY KOKS
![Page 30: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/30.jpg)
PYROLÝZNY KOKS
drevné uhlie
aktívne uhlie – priemyselná adsorpcia
SPLYŇOVANIE 20,5C O CO+ →OBOHATENIE
21. januára 2010 30
SPLYŇOVANIE 20,5C O CO+ →
2 2C H O CO H+ +�
OBOHATENIEPROCESNÉHO PLYNU
o CO a H2
biomasa
reaktor
plyn
cyklón
vzduch/O2/vodná para
spaliny
spaľova
círeakto
rteplopiesok, katalyzátor
vzduch
popol
c)
SPÁLENIE 20,5C O CO+ →
2 2C O CO+ →
2 20,5CO O CO+ →
ZDROJ TEPLAPRE PYROLÝZU/SPLYŇOVANIE
![Page 31: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/31.jpg)
DECHTY (bio oil)
ZLOŽENIE
od pôvodu biomasy
od typu procesu(teplota, zdržná doba,katalyzátor)
21. januára 2010 31
katalyzátor)
od rýchlosti ochladeniana výstupe z reaktora
![Page 32: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/32.jpg)
POUŽITIE DECHTOV:
IZOLÁCIA ČISTÝCH CHEMIKÁLIÍ1
ZMES MNOŽSTVA LÁTOKVEĽMI NÍZKE KONCENTRÁCIE
21. januára 2010 32
MENŠIA CHEMICKÁ FABRIKA
extrakcie, rektifikácie, adsorpcie,absorpcie, chrom. separácie, iónová výmena, kryštalizácia...
![Page 33: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/33.jpg)
výhrevnos ť = 50%klasických motorových palív
kyslíkaté zlú č. = nízka termická stabilita
POUŽITIE DECHTOV:
IZOLÁCIA ČISTÝCH CHEMIKÁLIÍ1
Pridáva ť (mieša ť) s klasickými motorovými palivami
2
21. januára 2010 33
kyslíkaté zlú č. = nízka termická stabilita
nemiešate ľné s klasickými motorovými palivami
NEVYHNUTNOSŤ RAFINÁCIE DECHTOV
katalytické krakovaniehydrogenácia...... zdroj vodíka
![Page 34: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/34.jpg)
POUŽITIE DECHTOV:
IZOLÁCIA ČISTÝCH CHEMIKÁLIÍ1
Miešať s klasickými motorovými palivami2
3Spáli ť a použi ť ako externýzdroj tepla pre pyrolýzu/sply ňovanie biomasy
21. januára 2010 34
sply ňovanie biomasy
![Page 35: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/35.jpg)
POUŽITIE DECHTOV:
IZOLÁCIA ČISTÝCH CHEMIKÁLIÍ1
Miešať s klasickými motorovými palivami2
3Spáli ť a použi ť ako externýzdroj tepla pre pyrolýzu/sply ňovanie biomasy
21. januára 2010 35
4Spáli ť v spa ľovacej turbíneresp. motore a priamo vyrába ť
el. energiu
Splodiny horenia sú korozívne, Prítomnos ť tuhých častíc spôsobuje tvorbu usadenín
![Page 36: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/36.jpg)
POUŽITIE DECHTOV:
IZOLÁCIA ČISTÝCH CHEMIKÁLIÍ1
Miešať s klasickými motorovými palivami2
3Spáli ť a použi ť ako externýzdroj tepla pre pyrolýzu/sply ňovanie biomasy
4Spáli ť v spa ľovacej turbíneresp. motore a priamo vyrába ť
el. energiu
21. januára 2010 36
5 Katalyticky krakova ť na procesný plyn
AK JE CIEĽOM ZÍSKANIEPROCESNÉHO PLYNU
![Page 37: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/37.jpg)
pyrolýznyreaktor
biomasy
biomasa
vzduchvodná para
katalytickýrozklad dechtov
PROCESNÝ PLYN
2 4 2 2
2 4
, , , , ,...CO H CH CO H O
C C−
5 Katalyticky krakova ť na procesný plyn
21. januára 2010 37
vodná para
ZDROJ TEPLApopolKOKS katalyzátor
![Page 38: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/38.jpg)
POUŽITIE
IZOLÁCIA ČISTÝCH CHEMIKÁLIÍ1
Miešať s klasickými motorovými palivami2
3Spáli ť a použi ť ako externýzdroj tepla pre pyrolýzu/sply ňovanie biomasy
Σ
21. januára 2010 38
POUŽITIE DECHTOV:
4Spáli ť v spa ľovacej turbíneresp. motore a priamo vyrába ť
el. energiu
5 Katalyticky krakova ť na procesný plyn
![Page 39: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/39.jpg)
PROCESNÝ PLYN
Spaľovacímotor
Spaľovacia turbína
1
2
Elektrina a teplo
2 4 2 2 2 4, , , , ,CO H CH CO H O C C− + nečistoty
21. januára 2010 39
Syntézny plynFisher-Tropshovasyntéza - PHM
Metanol
3
náro čné na vedenie procesučistenie procesného plynuúprava pomeru CO : H 2
2:CO H
![Page 40: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/40.jpg)
Syntézny plyn3
náro čné na vedenie procesučistenie procesného plynu: CO 2, sulfán, metylsulfán...úprava pomeru CO : H 2odstránenie metánu
2:CO H
2 2 2CO H O CO H+ +�
4 2 23CH H O CO H+ +�
ENERGETICKYNÁROČNÉ
21. januára 2010 40
Fisher-Tropshovasyntéza - PHM
Metanol
2 2 22CO H CH H O+ → − − +-1165kJ molr H∆ =
2 32CO H CH OH+ →
2 2 3 23CO H CH OH H O+ → +
3 3 3 22CH OH CH O CH H O→ − − +
CHEMICKÁ FABRIKA?
ENERGETICKYNÁROČNÉ
![Page 41: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/41.jpg)
Spaľovanie
Výroba pary
Teplo
Koks
Elektrina a teplo
Aktívne uhlie
Spaľovacímotor
PRODUKTY PYROLÝZY A SPLY ŇOVANIA BIOMASY
21. januára 2010 41
Biomasa Pyrolýza
Splyňovanie
Dechty(bio-olej)
Procesnýplyn
motor
Spaľovacia turbína
Syntézny plyn
Fisher-Tropshovasyntéza - PHM
Metanol
Rafinácia –PHM
Čisté chemikálie
![Page 42: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/42.jpg)
LOGISTIKA TEPELNÉHO SPRACOVANIA BIOMASY
21. januára 2010 42
![Page 43: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/43.jpg)
elektrina
elektrina
elektrina
LOKÁLNE SPRACOVANIE
21. januára 2010 43
zdroj biomasyspracovanie biomasytransport biomasy
elektrina
elektrina
PLYN SPÁLIŤ (turbína, motor)DECHTY – rozbi ť na plyn
spáli ť – energia na sply ňovaniaKOKS – zdroj tepla na sply ňovanie
Odpadá doprava biomasy na väčšie vzdialenosti –spotreba energie
![Page 44: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/44.jpg)
CENTRÁLNE SPRACOVANIE
21. januára 2010 44
zdroj biomasyspracovanie biomasytransport biomasy
doprava biomasy naveľké vzdialenosti
chemické spracovaniedechtov, syntézny plyn
![Page 45: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/45.jpg)
1
decht
elektrina1 1elektrina
elektrina
KOMBINOVANÉ SPRACOVANIE
21. januára 2010 45
zdroj biomasy
1primárne spracovanie biomasy
transport biomasy
2decht
1 elektrina
separácia čistých látoksyntézny plyn – Fischer Tropsh
2 spracovanie dechtov
![Page 46: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/46.jpg)
VZNIK BIOMASY
2 2 2UVCO H O biomasa O+ → +
ZÁDRHEL
+ organické zložky z pôdy + minerálne zložky z pôdy
ENERGETICKÉ VYUŽITIE BIOMASY2 2 2biomasa O CO H O+ → +
PRIRODZENÝ ROZKLAD BIOMASY(baktérie, huby a i.)
21. januára 2010 46
do pôdy sa nevracia ni č!
2 2 2biomasa O CO H O+ → +2 2 2
organické zložkyminerálne zložky
NÁVRAT DOPÔDY
DEVASTÁCIA PÔDNEHO FONDUVÝROBA HNOJÍV, PESTICÍDOV,...
![Page 47: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/47.jpg)
CENA PRODUKTOV
Pri výrobe motorovej nafty z biomasycez jej splynenie na syntézny plyn anásledná výroba nafty Fisher Tropshovou syntézou cena jedného GJ takejto energie je 16 až 19 US$, pri výrobe z fosílnych palív je to okolo 4 US$.
Výhrevnos ť dechtov: 50% klasických palívz ropy
21. januára 2010 47
Výhrevnos ť procesného plynupri sply ňovaní s:
kyslíkom: 10 – 18 MJ/m 3
vzduchom: 4 – 7 MJ/m 3 !zemný plyn: do 40 MJ/m 3
Jedlé po ľnohospodárskeplodiny vs. technické plodinyna biopalivá
![Page 48: PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY - …kchbi.chtf.stuba.sk/cevoze/doc/pod6/Pyrolyza_a_spalovanie 1.pdf · PYROLÝZA A SPLY ŇOVANIE BIOMASY prof. Ing. Jozef Markoš, DrSc. doc. Ing](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022013015/5b492bc77f8b9af5078d2b58/html5/thumbnails/48.jpg)
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ
Bio nafta
21. januára 2010 48
Táto práca bola financovaná z projektu Norwegian – Sl ovakia project (SK0023) Establishment of a Slovak Centre of Excellence for Utilisation of Renewable
Energy Resources, (2008-2010).
ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ