háztartási szilárd biomassza-tüzelési módok vizsgálata...
TRANSCRIPT
Háztartási szilárd biomassza-tüzelési módok vizsgálata
környezeti szempontok alapján
Kovács Boldizsár
ELTE TTK környezettan BSc
Témavezető:
Sáfián Fanni
PhD hallgató, ELTE TTK
Földtudományi Doktori Iskola
2015.06.18.
Szakdolgozat védés
Tartalom
• Bevezetés
• A biomassza jellemzése
• A biomassza égetés környezeti hatásai
• A tüzelőanyag tulajdonságai
• A biomassza égése
• Tüzelőberendezések
• Összegzés
Bevezetés
• Kiindulás – Probléma: Globális klímaváltozás – Oka: Fosszilis tüzelőanyagok égetése – Teendő: Fosszilis tüzelőanyagok kiváltása megújuló
energiaforrásokra – A globális energiafelhasználás 50%-a hőtermelésre
fordítódik! – Biomassza alapú fűtés jelentősége a háztartások
fűtésében!
• Kérdés: – Hogyan lehet a biomasszát háztartások fűtése
céljából elsősorban levegőminőségi szempontból környezetbarát módon felhasználni?
A biomassza
• Mi a biomassza?
– Biológiai eredetű szervesanyag-tömeg, amely lehet
• élő vagy nemrég elhalt szervezetek testtömege
• biotechnológiai iparok terméke
• valamilyen transzformáló (állat, feldolgozó ipar) terméke, hulladéka
• Primer, megújuló energiaforrás
• Kimeríthető feltételesen megújuló
A biomassza égetés környezeti hatásai
Üvegházhatás Aeroszol
szennyezés
Savas ülepedés Troposzférikus
ózonképződés
Fő antropogén
okai
Üvegházhatású
gázok, főként
CO2, CH4 és N2O
emissziója
Mechanikai
eljárások, égetési
eljárások, SOx,
NOx és VOC
emissziója
SO2 és NOx
emissziója
Főként NOx, CO
és VOC emissziója
Biomassza
égetésből
származó okai
Főként CO2, CO
és CH4 emisziója
A biomassza N-
és K-tartalma,
tökéletlen
égésből emittált
VOC
Főként NOx
emissziója
Leginkább NOx és
CO emissziója
A tüzelőanyag legfontosabb paraméterei
– Elemi összetétel
– Vegyi összetétel
– Nedvességtartalom
– Fűtőérték
– Hamutartalom
Legjobb fafajcsoportok: tölgyfa, bükkfa, nyárfa
Rosszabb fafajcsoportok: akác, fenyők
Legjobb melléktermékek: fűrészpor pellet, kukoricacsutka
Roszabb melléktermékek: kukoricaszár, búzaszalma
A biomassza égési folyamata
• szárítás – a nedvességtartalom távozása
• termikus bomlás – égésgázok keletkezése
• szenesedés – a gyorsan távozó gázok miatt
• lánggal égés és izzás egyszerre – gáz fázisú oxidáció és a visszamaradó szénváz égése
A tüzelőanyagból akkor nyerhető ki a legtöbb
energia, ha a tüzelőanyag teljes oxidációja megtörténik !
Levegő szakaszos bevezetése primer és szekunder levegőként
A vizsgált tüzelőberendezés típusok
• Egyszerű kályhák, kandallók
• Cserépkályha
• Tömegkályha
• Kazánok
• Elgázosító kazánok
• Aprítéktüzelők
• Bálatüzelők
(Barden és Hyytiäinen 1993)
(Czupy és Vágvölgyi 2011)
Hogyan lehet a biomasszát háztartások fűtése céljából
elsősorban levegőminőségi szempontból
környezetbarát módon felhasználni?
• A háztartási szilárd biomassza-tüzelés környezeti hatásait meghatározzák: – A tüzelőanyag tulajdonságai – Az alkalmazott tüzeléstechnika jellemzői
• Mit és miben érdemes tüzelni? • Mindezek alapján:
– Környezetbarát fűtésre leginkább alkalmas tüzelőanyag: tölgyfa, fűrészpor pellet
– Tüzelőberendezések közül: hatékony és tiszta a tömegkályha, kazánoknál előny az automatikus üzemmód és a puffertároló alkalmazása
Köszönöm a figyelmet!
Mit és miben érdemes tüzelni?
Fa/biomassza fajta
Kémiai összetétel [m%] Hamutartalo
m [m%]
Fűtőérték
[MJ/kg] C H N S O
Vörösfenyő 53,5 5,9 0,1 0 40,3 0,2 21
Erdeifenyő 50,1 6,1 0,2 0 43,4 0,2 19,5
Bükkfa 51,6 6,3 0 0 41,5 0,6 20,3
Nyárfa 51,6 6,3 0 0 41,5 0,6 20,3
Tölgyfa 53,7 5,4 0 0 40,3 0,6 21,2
Akác 49,5 5,9 0,4 0 43,3 0,9 17,7
Búzaszalma 45 6 0,6 0,1 43 5,3 17,3
Kukoricaszár 44 5,8 1,3 0,1 40 8,8 17,5
Kukoricacsutka 45,6 5,9 0,4 0 45,4 1,4 17,5
Fűrészpor pellet 47,2 6,5 0 0 45,4 1 20,5
Faszén 80,3 3,1 0,2 0 11,4 4,1 31 (adatok: Reed és Das 1988, Kitani 1999)