MIRE JÓ A BIOMASSZA? - II. RÉSZ

Mire jó a biomassza? - 2. rész

Korábbi számunkban ismertettük hazánk hasznosítható biomassza potenciálját, most pedig a napjainkban elterjedt eljárásokat, technológiákat mutatjuk be, melyek segítségével magas hatásfokkal, környezetvédelmi szempontból is megfelelő módon alakíthatjuk hővé ezeket a tüzelőanyagokat.

Alapvetően 3 fő technológiai megoldásról beszélhetünk: fluidágyas, por- és rostélyos tüzelés.

A fluidágyas tüzelési technológia elsősorban a széntüzelésű erőművekben terjedt el, de ma már biomasszák tüzelésére is használják. Alapja a levegő és a tüzelőanyag fluidizált mozgásában rejlik. A tűztérben található, többnyire homokból készült fluidágy olyan közeget képez, mely a szennyeződések, az alacsony energiatartalom vagy a magas nedvességtartalmú alapanyag ellenére magas égési hőmérsékletet biztosít. A primer levegő mozgásban tartja a fluidágy alapanyagát, a szekunder légbevezetés pedig a kazán magasabb részeibe táplálja a levegőt, hogy megvalósulhasson a tüzelőanyag teljes kiégése. Az ágy hőmérséklete körülbelül 750-950°C között van, mely meggátolja az NOx keletkezését és az alacsony olvadáspontú hamu alkotók megolvadását. Ezek mellett csökkenthető az SO2 kibocsátás is, ha a fluidágy alapanyagát mészkővel vagy dolomittal egészítjük ki. Portüzelés esetén a tüzelőanyagot égetés előtt 1 mmnél kisebb átmérőjű szemcsékké porítják. A világon ez a legelterjedtebb villamosenergia-termelő technológia. Ennek egyik oka, hogy ezzel a technológiával csökkentett emissziós értékek érhetők el, azonban ennek megfelelően az alacsonyabb energiasűrűség miatt nagyobb mennyiségű biomasszára van szükség. A portüzelés folyamatát nehéz irányítani, valamint túlzottan magas, akár 1.200°C feletti hőmérsékletek is előfordulnak, ami növeli az NOx kibocsátást. A közvetlen együtt adagolás kivételével alkalmazható az összes adagoló eljárás.

Az ábrán látható rendszer tüzelőanyaga fapellet, mely a silóból az adagolón keresztül egy darálóba kerül, ahol kívánt nagyságúra porítják. Ezt a tüzelőanyagot pneumatikus úton juttatják a porégőhöz. Az égéshez szükséges többlet levegőt szintén ventilátor segítségével juttatjuk az égéstérbe.

Pellets silo

Rotary feeder

Mill Fuel screw

Bioswirlburner Precipitator

Fuel gas recycling fan

Rostélyos tüzelés esetén a tüzelőanyagot egy mechanikus rácson, azaz rostélyon égetik, miközben különböző eljárások segítségével vezetik át a kazánon. Ahogy az anyag előrehalad, a nedvesség elpárolog, a tüzelőanyag kiég, a keletkező hamut pedig összegyűjtik és elvezetik. A 3 tüzelési mód közül ebben az esetben a legmagasabb a fellépő salak- és pernyeéghető veszteség, amely a kazánból távozó salakban, pernyében lévő, nem teljes égés miatt elégetlen karbon fűtőértékéből adódik. A rostélyos tüzelésnek számos különböző megoldása létezik: sík, fix ferde, vándor, rezgő, forgó hengeres, mozgólépcsős.

Ezen 3 fő technológia közül a rostélyos tüzelőberendezéseket alkalmazzák szélesebb körben mind villamosenergia-termelés során, mind fűtési célokra. Ezen berendezések széles termékpalettája érhető el az európai piacon. Egy litván cégcsoport széles teljesítménytartományban (1-20 MW) kínál forróvizes kazánokat. A katalógus adatok alapján élettartamuk 25 év, hatásfokuk pedig eléri a 90%-ot is. A kazánok égéstere mozgólépcsős rostélyos kialakítású, víz hűtésű, valamint alacsony emissziós értékek jellemzik. Akár 55% nedvességtartalmú tüzelőanyag is hatékonyan hasznosítható bennük. Az ajánlott tüzelőanyagok: faapríték, fakéreg, fa- és szalmapellet, fűrészpor, napraforgóhéj és pellet.

Egy másik, német székhelyű vállalat termékkínálata 1,5-13.000 kW névleges teljesítményű biomassza-tüzelésű berendezéseket tartalmaz. A termékek különböző rostélytüzelési vagy befúvásos technológiával rendelkeznek. Előbbi esetében magasabb nedvességtartalmú tüzelőanyag is hasznosítható, míg a befúvásos berendezéseknél elsősorban száraz faliszt, faforgács a jellemző tüzelőanyag. A német gyártó berendezései is 90% feletti hatásfokkal jellemezhetők akár ipari, akár háztartási berendezésekről beszélünk. Hasonló termékek elérhetők osztrák és francia gyártók kínálatában.

Összegezve elmondható, hogy napjainkban már rendelkezésre áll számos olyan technológiai megoldás, melyeknek köszönhetően különböző összetételű, nedvességtartalmú biomassza tüzelőanyagok magas hatásfokkal hasznosíthatók akár háztartási, akár ipari szinten.

Erzsiák Bence

Képek forrása: Freepik prémium, Dr. Lezsovits Ferenc: Tüzeléstechnika, kazánok – előadás jegyzet, 2020. tavasz