Projekt palnika do spalania peletów ze słomy

1. Projekt palnika do spalania peletów ze słomy Miklasiński Marcin Rok V gr. UO

2. Wstęp W okresie ostatnich zaledwie 200 lat ponad 50% zasobów przyrodniczych Ziemi, w tym kopaliny energetyczne, zostało wyczerpanych. Jeżeli tempo rozwoju gospodarczego świata utrzyma się na obecnym poziomie to w ciągu najbliższych 100 – 150 lat wyczerpiemy wszystko. Kopaliny energetyczne znikną z naszej Ziemi w okresie znacznie krótszym, w niektórych krajach w okresie 20 – 40 lat. Światowych złóż ropy naftowej wystarczy na przykład na około 40 lat eksploatacji, rosyjskich na 22 lata, należących do USA na 11 lat, jedynie ze złóż irackich można czerpać prawie 150 lat. Konsekwencje spalania surowców energetycznych są nam znane. Globalne zmiany klimatyczne stanowią jeden z najważniejszych międzynarodowych problemów ekologicznych. Na ich negatywne skutki, między innymi susze, gwałtowne ulewy, powodzie, zagrożenia terenów nadmorskich i inne narażony jest także nasz kraj. W Europie wzrost średniej temperatury rocznej powietrza do roku 2100 wyniesie od 2 do 6 C˚. Według zgodnych opinii naukowców z przeszło 100 krajów opracowujących ostatni „Raport Ekologiczny ONZ” - jeżeli nie uda się ograniczyć emisji szkodliwych gazów w tym dwutlenku węgla, pochodzącego m.in. ze spalania paliw kopalnych o 70%, by móc w połowie XXI wieku otworzyć w pełni „płaszcz ochronny ziemi” – to ludzkość zostanie dotknięta zmianami ekologicznymi o niewyobrażalnych dotąd rozmiarach.

3. Cel i zakres pracy • Celem pracy jest nowatorski projekt palnika do spalania zgranulowanej słomy (pelety) o mocy do 20 kW. Zakres pracy to przegląd różnych rozwiązań konstrukcyjnych związanych z palnikami na światowym rynku.

4. Pozysk biomasy Biomasa jest to substancja organiczna powstająca w wyniku procesu fotosyntezy. Przyrost biomasy roślin zależy od intensywności nasłonecznienia, biologicznie zdrowej gleby i wody. W Polsce z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie około 10 ton biomasy, co stanowi równowartość około 5 ton węgla kamiennego. W roku 1984 biomasa roślinna pokrywała 13% światowej produkcji energii, w tym Kanada pokrywała biomasą 7% potrzeb energetycznych, a USA 4% potrzeb. W roku 1990 udział biomasy w światowej produkcji energii wynosił 12%.Ogólnie z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie 10 - 20 t biomasy, czyli równowartości 5 - 10 ton węgla. Rolnictwo i leśnictwo zbierają w Polsce biomasę równoważną pod względem kalorycznym 150 mln ton węgla. Wartości opałowe produktów biomasy na tle paliw konwencjonalnych wynoszą: słoma żólta 14,3 MJ/kg, słoma szara 15,2 MJ/kg, drewno odpadowe 13 MJ/kg, etanol 25 MJ/kg, natomiast węgiel kamienny średnio około 25 MJ/kg, a gaz ziemny 48 MJ/kg.     Szczególnie cenne energetycznie są słomy rzepakowa, bobikowa i słonecznikowa , zupełnie nieprzydatne w rolnictwie. Wykorzystanie słomy w 16% daje potencjał 80 PJ energii. W Danii na przykład istnieje 12 000 małych (o mocach 110 MW) i 40 dużych kotłowni opalanych słomą. W Polsce nie ma ani jednego takiego obiektu, pilotowe kotłownie do spalania biomasy będą budowane w najbliższym czasie.   Jeśli zaś chodzi o całkowitą biomasę drzew, to jest ona dwukrotnie większa niż produkcja drewna użytkowego. Można zatem stwierdzić, że najpoważniejszym źródłem biomasy jako źródła energii odnawialnej w Polsce są słoma i odpady drzewne.

5. Podsumowanie Jak wynika z przeprowadzanych badań statystycznych, corocznie w Polsce rolnicy wypalają na polach około 10 milionów ton słomy zbożowej i rzepakowej. Do tej liczby dodać należy jeszcze około 1,5 miliona ton odpadów drzewnych. To już są ilości niebagatelne, a odpowiednio przetworzone stanowić mogą tanie źródło energii cieplnej oraz wymierny dochód dla całej społecznoœci lokalnej. Pod względem energetycznym 2 tony biomasy równoważne są 1 tonie węgla kamiennego. Także pod względem ekologicznym biomasa jest lepsza niż węgiel gdyż podczas spalania emituje mniej SO2 niż węgiel. Bilans emisji dwutlenku węgla jest zerowy ponieważ podczas spalania do atmosfery oddawane jest tyle CO2 ile wcześniej rośliny pobrały z otoczenia. Biomasa jest zatem o wiele bardziej wydajna niż węgiel, a w dodatku jest stale odnawialna w procesie fotosyntezy.

6. Paliwo PELETY- to granulki przypominające swym wyglądem suchą paszę dla zwierząt. Pelety nie zawierają w sobie żadnych chemicznych dodatków typu kleje, lakiery. Są to elementy o kształcie cylindrycznym, o średnicy 6-10 mm i długości 20-30 mm powstałe ze sprężenia rozdrobnionej słomy. Produkcja pellet opanowana została kilkadziesiąt lat temu w przemyśle spożywczym, gdzie produkuje się tzw. Paszę granulowaną. Technologia ta bez większych modyfikacji została przeniesiona do energetyki, do produkcji paliwa z biomasy. Produkcja polega na poddaniu dowolnej biomasy trzem kolejnym procesom: suszeniu, mieleniu i prasowaniu. Suszenie powinno być dostosowane do surowca. Mielenie (kruszenie) z kolei jest wszędzie bardzo podobne - w młynie kulowym dającym suchą biomasę rozmieloną na proszek. Prasowanie odbywa się w urządzeniu rotacyjnym, jakie zostało wynalezione do produkcji paszy granulowanej. Peletyzacja nazywana jest też granulacją, aglomerowaniem lub produkcją minibrykietów. Proces ten polega na zagęszczaniu, prasowaniu i wysokociśnieniowym formowaniu materiałów sypkich i włóknistych. Aglomeracja jest tu procesem łączenia pylastego materiału w kształt cylindrycznych minibrykietów o pożądanym kształcie, składzie chemicznym i strukturze. Ciśnienie elementu roboczego maszyny na materiał przyjmuje zwykle wartość 15-60 Mpa.

7. Zalety • tania, pozyskiwana w okolicy energia opałowa • wspaniałe wartości opałowe • zużywanie wyłącznie naturalnych, odnawialnych surowców • brak składników chemicznych • wysoka jakość produkcji podlegająca stałej kontroli • wprowadzenie ekologicznego obiegu surowców • przyczynienie się do oczyszczenia atmosfery • brak dodatkowej emisji CO2 • wytworzenie pełnowartościowego, naturalnego nawozu po spaleniu pellet • materiał opałowy z bilansem energetycznym znacznie korzystniejszym • niż olej opałowy lub gaz • wygodna dostawa i komfort składowania • czystość przed i po spalaniu • tendencja zniżkowa cen • ceny promocyjne w sezonie letnim

9. SPOSÓB PODAWANIA PALIWA

10. ROZWIĄZANIA KONSTRUKCYJNE

11. PALNIK THERMIA BEQUEM • Palenisko • Rura doprowadzająca powietrze • Rura detektora płomienia • Część odbierająca granulat • Łącznik z przenośnikiem ślimakowym • Dozownik granulat do ślimaka • Silnik • Komora powietrzna z dmuchawą • Rura ze ślimakiem • Zgięcie rury, kolanko • Rurka odprowadzająca wysokie ciśnienie • Część odwracająco-blokująca palnik • Wirnik • Urządzenie zasilające • Koło zębate

12. PRZEKRÓJ PALNIKA