MOŻLIWOŚCI EKSPERYMENTALNO- TEORETYCZNEGO MODELOWANIA PROCESU SPALANIA ODPADÓW W WARSTWIE RUCHOMEJ ORAZ OPTYMALIZACJI PRACY SPALARNI ODPADÓW Realizowane głównie poprzez wskaźniki oceny ilościowej spalania:  szybkość frontu reakcji, [m/s],  szybkość zapłonu, [kg/m 2 s],  szybkość ubytku masy, [kg/m 2 s] i obciążenie mechaniczne [kg/m 2 ] i cieplne rusztu, [kW/m 2 ].

Żużel Ruszt ruchomy Odpad Spaliny Piec laboratoryjny do spalania Rzeczywista spalarnia odpadów warstwy nieruchomej z rusztem ruchomym x=const t=const t=L/w rusztu L rusztu T[K] c i [-] t[s] x[m] Przeniesienie przemian fizykochemicznych z pieca w skali laboratoryjnej na urządzenie przemysłowe o działaniu ciągłym Procesy dynamiczny i niestacjonarny Procesy ustalony i ciągły Wskaźniki oceny ilościowej

Cel pracy Zdefiniowanie, wyznaczenie i porównanie parametrów – wskaźników charakteryzujących jakościowo i ilościowo proces spalania paliw (w tym odpadów i paliw z odpadów): - szybkość frontu reakcji, - szybkość zapłonu, - szybkość ubytku masy, - obciążenie cieplne rusztu. w zależności od różnych wariantów badawczych: zmiany wilgotności składu frakcyjnego materiału, temperatury procesu i strumienia powietrza pierwotnego.

Szybkość frontu reakcji Jest to położenie frontu reakcji x FR (miejsc o najwyższej temperaturze w warstwie) po czasie t. Rozmieszczenie termopar na ruszcie

Experimentelle Untersuchungen am Festbettreaktor KLEAA Temperaturverlauf im Gutbett

Szybkość zapłonu Szybkość zapłonu określa strumień paliwa który ulega zapłonowi przypadający na jednostkę powierzchni.

Szybkość ubytku masy Szybkość ubytku masy określa ubytek masy w czasie i na jednostkę powierzchni rusztu.

Obciążenie mechaniczne i cieplne rusztu Obciążenie cieplne rusztu informuje jak dużo energii z paliwa uwolni się z jego utleniania w czasie i na określoną powierzchnię rusztu(może określać sposób chłodzenia) Obciążenie mechaniczne rusztu OMR= P/A R [kg/m 2 ] OCR= PW d /A R

BADANIA

Schemat stanowiska

Stanowisko badawcze

Model spalania paliwa w warstwie nieruchomej

Wyniki i wnioski

Zastosowanie wskaźników oceny procesu spalania Za pomocą PZ można określić parametry w rusztowych urządzeniach przemysłowych, nawet w warunkach równoczesnego spalania różnych paliw. W przypadku paliw o szybkim zapłonie należy zwiększyć jego strumień masowy przypadający na jednostkę powierzchni, po to aby utrzymać płomień reakcji. Dla paliw wolno zapalających się należy zmniejszyć strumień masowy lub podgrzewać powietrze w celu szybszego ich wysuszenia. Za pomocą PUM można obliczyć długość strefy spalania w urządzeniach w skali przemysłowej przy znanym strumieniu masowym paliwa i powierzchni rusztu. Ten wskaźnik w porównaniu z prędkością zapłonu (PZ) wnosi informacje o zależności pomiędzy zapłonem masy a uwolnionym, rzeczywistym ubytkiem masy paliwa.W przypadku paliwa, które posiada prędkośc zapłonu (PZ) o wiele większą niż wartośc prędkości ubytku masy (PUM) istnieje niebezpieczeństwo zalegania na końcu rusztu nie spalonego paliwa. OCR jest natomiast ważnym zagadnieniem z punktu widzenia eksploatacji rusztowych urządzeń do spalania odpadów. Obserwacja wskaźnika OCR pomaga w szybkiej reakcji obsługi technicznej na wszelkie przeciążenia.

Określenie badanych wskaźników oceny spalania, może być przydatne z punktu widzenia: - projektowania pieców do spalania odpadów, - optymalnego przygotowania odpadów (suszenie, ewentualnie rozdrobnienie), a także w celu porównania odpadów (paliw z odpadów) między sobą pod kątem doboru cech eksploatacyjnych i materiałowych w procesie spalania.