1 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 ].

2 Żużel Ruszt ruchomy Odpad Spaliny 1 2 3 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

3 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.

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

5 Experimentelle Untersuchungen am Festbettreaktor KLEAA Temperaturverlauf im Gutbett

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

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

8 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

9 BADANIA

10 Schemat stanowiska

11 Stanowisko badawcze

12 Model spalania paliwa w warstwie nieruchomej

13 Wyniki i wnioski

14 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.

15 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.