Nemgömbi geometriájú tüzelőanyagszemcsék fluidizációs karakterisztikára gyakorolt hatása
A fluidágyas kazánok népszerűsége a 21. században folyamatosan növekvő tendenciát mutat, legfőképpen Kínában . Ennek oka, hogy előnyös tüzeléstechnikai tulajdonságainak köszönhetően a tüzelőanyagok széles skáláján alkalmazható [1]. A rossz minőségű széntől, az alacsony fűtőértékű ipari, mezőgazdasági és lakossági hulladékokig szinte bármilyen tüzelőanyagot jó hatásfok és relatív alacsony kibocsátás mellett képes hasznosítani. Sokszínűsége azonban azt is jelenti, hogy rengeteg különböző méretű, geometriájú, sűrűségű és állagú tüzelőanyag felhasználására is alkalmasnak kell lennie, ami az üzemeltetés szempontjából folyton megújuló kihívásokat jelent [2].
Jelen dolgozatban első felében szakirodalmi feldolgozás segítségével bemutatom a technológiára jellemző tüzelőanyagokat és azok szemcse tulajdonságait, illetve azok hatását a fluidizációs tulajdonságokra. Kitérek az olyan tanulmányokra is melyek a szilárd szemcsék áramlási tulajdonságait empirikus módszerekkel és azokból kialakított összefüggésekkel vizsgálják és határozzák meg.
A szakirodalomból szerzett tapasztalatok [3] és tudás segítségével a dolgozatom második felében önálló labormérésemet és annak eredményeit mutatom be. A mérések során lakossági hulladékból előállított, szabványosított másodlagos tüzelőanyag, úgy nevezet SRF szemcsék fluidizálhatósági tulajdonságait vizsgáltam hideg fluidizációs berendezés segítségével. Az SRF mellet kvarchomokot alkalmaztam ágyanyagként, majd a két meglehetősen eltérő szemcse geometriájú anyag különböző keverési arányai mellett mérés útján határoztam meg a hozzátartozó minimális fluidizációs gázsebességet.
Az SFR tüzelőanyagot lakossági hulladék szabvány szerinti válogatása és megfelelő mértékű aprítása után kapjuk. Ennek ellenére az így kapott termék se anyagminőségi, se szemcse geometriai értelemben nem homogén. Bármely két szemcsét kiválasztva nagy mértékű eltérést tapasztalnánk, mind a szemcsék méretében, mind azok alakjában. Ezért a dolgozatomban egy olyan MATLAB kódot alkalmaztam, mely fénykép alapján képes felismerni az egyes szemcséket, majd meghatározza azok méretének eloszlását egyenérték átmérők megadásával.
A két mérés eredményét együttesen kiértékelve célom egy a szakirodalmakban bemutatott empirikus összefüggésekhez hasonló összefüggés meghatározása az SRF tüzelőanyag fluidizációs tulajdonságainak leírására.
Források:
[1] P. Basu, “Combustion and gasification in fluidized beds,” p. 473, 2006.
[2] P. Szentannai and B. Szücs, “Vertical arrangement of SRF particles in a stationary fluidized bed,” Powder Technol., vol. 325, pp. 209–217, Feb. 2018.
[3] B. Paudel and Z.-G. Feng, “Prediction of minimum fluidization velocity for binary mixtures of biomass and inert particles,” Powder Technol., vol. 237, pp. 134–140, Mar. 2013.
szerző
-
Takács Péter
Energetikai mérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Szücs Botond
egyetemi adjunktus, Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék
