3/2023
Halogenované polymery jako problematická složka při pyrolýze odpadních plastů
Studie se věnuje komplikacím spojeným s pyrolýzou polymeru uvolňujícího vysoce korozivní sloučeniny a další produkty obtížně využitelné v praxi. Jako vzorový materiál byl zvolen poly(vinylchloridvinylacetát). Uvedený kopolymer byl podroben pomalé pyrolýze do teploty 650 °C, která byla dosažena s teplotní rampou 10 °C.min‒1. Termická dekompozice probíhala ve vsádkové aparatuře v atmosféře dusíku. Vyhodnocení experimentů zahrnovalo hmotnostní bilanci využívající online záznam tvorby plynu a kondenzátu, na kterou navazovala analýza získaných produktů. Testy ukázaly velmi malou výtěžnost kondenzátu (pyrolýzního dehtu) v rozmezí 3,0 – 5,5 % v porovnání s produkcí plynu dosahující 71,1 – 72,1 % vůči navážce suroviny. V rámci diskuze byl zdůrazněn problém s produkcí nehořlavého plynu tvořeného převážně HCl v počátečních fázích pyrolýzy. Až do cca 400 °C pokračovalo za daných podmínek uvolňování kyselých plynů, v nichž byl postupně HCl nahrazován rovněž nehořlavým CO2. Za energeticky využitelné lze považovat až plyny jímané od této teploty výše a mající výhřevnost 33,5 MJ.m‒3 (20 °C / 101,32 kPa). Jako problematické pro případné využití byly hodnoceny i kondenzáty představované převážně směsí aromatických uhlovodíků, kyseliny octové a chlorbenzenu. U tuhých zbytků byly testovány možnosti fyzikální aktivace parou při teplotách 850 a 900 °C. Všechny pokusy vedly k získání produktů s velmi malými hodnotami specifického povrchu v řádu jednotek m2.g–1. Procesní ztráta v průběhu aktivace dosahovala v závislosti na teplotě a kontaktním čase s parou 25 – 33 % navážky pyrolýzního zbytku. Z těchto hodnot vyplývá, že reakce aktivačního média se vzorkem probíhala víceméně pouze na vnějším povrchu částic a nevedla k rozvoji vnitřní porézní struktury. Dosažené výsledky byly porovnány se stejně zpracovanými vzorky z odpadních pneumatik, které byly při testech prováděných v minulosti hodnoceny jako perspektivní. Kontrast mezi oběma materiály jasně hovořil v neprospěch diskutovaného kopolymeru. Výsledky experimentů lze interpretovat mimo jiné jako určité varování před pokusy o průmyslové pyrolýzní zpracování tohoto druhu plastu.
Dlouhodobé sledování vlastností palivářské dřevní štěpky
V kontextu politiky Evropské unie směřující k omezení využívání fosilních paliv k výrobě elektrické energie a tepla roste nejen v České republice zájem o hledání vhodné náhrady. Toto se týká především provozovatelů uhelných tepláren a elektráren, kteří za rok 2022 tvořili takřka 47,5 % českého energetického mixu [1]. Jednou z možných náhrad je substituce uhlí dřevní štěpkou. Parametry této dřevní štěpky značně kolísají nejen v závislosti na kvalitě vstupního materiálu. V článku jsou uvedeny výsledky analýz 403 vzorků reprezentujících dodávky dřevní štěpky o celkové hmotnosti 17 473 t po dobu dvou let. Byly sledovány podstatné parametry materiálu určeného k energetickému využití, zejména obsah veškeré vody, popela a rovněž byly stanoveny hodnoty spalného tepla a výhřevnosti.
Skladování směsi zemního plynu s vodíkem v podzemních zásobnících plynu
V souladu s dokumentem Ministerstva průmyslu a obchodu – Vodíková strategie České republiky lze očekávat, že v následujících letech bude vyvíjen tlak na vtláčení vodíku do plynárenské infrastruktury, která je v současné době využívána zejména pro zemní plyn. Vtláčení vodíku k zemnímu plynu může mít vliv nejen na přepravní a distribuční soustavu, ale i na skladování této směsi v podzemních zásobnících na našem území. Tento příspěvek si klade za cíl popsat problematiku skladování směsi vodíku a zemního plynu v podzemních zásobnících, zejména vliv na skladovací kapacitu a na celkovou integritu zásobníku, problémy s křehnutím kovových částí sond, vliv na pryžového těsnění. V příspěvku jsou tedy popsány nejen vlivy na skladování směsi vodíku a zemního plynu, ale i na zařízení, která se nacházejí na povrchových technologiích. Výsledky studií ze zahraniční literatury prokazují, že přidání 10 – 15 % obj. vodíku do zemního plynu bude mít minimální vliv na provoz podzemního zásobníku. Skladování směsi vodíku a zemního plynu v ČR je v současné době velmi diskutovaným tématem i s ohledem na zkušenosti se skladováním svítiplynu (který obsahoval vysoký podíl vodíku) v podzemním zásobníku akviferového typu Lobodice.
Porovnání sorbentů na bázi Ca(OH)2 pro odstranění HCl ze spalin
V kontextu evropské politiky ochrany klimatu a ústupu od energetického využívání fosilních paliv jsou provozovatelé uhelných tepláren a elektráren nuceni hledat náhradu za své palivo. Část z nich nachází náhradu ve spalování paliv z klasifikace biomasy. Emise ze spalování tohoto paliva jsou obecně k životnímu prostředí šetrnější, nicméně i zde jsou látky, které jsou pro provozovatele nové. Biomasa oproti uhlí obsahuje více chloru a fluoru, což jsou látky, pro které existuje nízký BAT emisní limit v podobě HF a HCl. Jedním z možných řešení pro fluidní kotle je systém DSI (Dry sorbent injection), tedy dávkování práškového sorbentu do spalinovodu. Technologie kombinuje princip fyzikální a chemické adsorpce a v kombinaci s tkaninovými filtry dosahuje vysoké účinnosti. Velkou roli ovšem hrají zvolené sorbenty, jedním z možných řešení jsou sorbenty na bázi vápenného hydrátu Ca(OH)2. Sorpční vlastnosti komerčně dodávaných látek se ovšem mohou lišit, přestože složením se jedná o identické látky. Článek se zabývá porovnáním komerčně dodávaných sorbentů v České republice na bázi Ca(OH)2, jejich laboratorním popisem a provozní zkouškou na teplárenské technologii.
Multivariate optimization of pyrolysis process parameters for biochar production
Poultry litter is an abundant agricultural waste that poses a health risk when improperly disposed. To mitigate this problem, poultry litter can be used as fuel in combustion. The objective is to develop models that can optimize pyrolysis parameters for improved biochar quality and yield. Prior, the poultry litter is demineralized to reduce inorganic elements. RSM–CCD method developed models and optimized temperature, particle size, and reaction time to determine the outputs (biochar yield, higher heating value, H/C ratio, and energy yield). The developed models were significant with a p–value < 0.05. Maximum biochar yield (59.49%) was obtained at optimum pyrolysis parameters of 300 °C, 2.47mm, and 15 min. Maximum higher heating value (22.2MJKg–1) and energy yield (70.00%) were obtained at 300 °C, 4.04mm, and 15 min. Low H/C ratio was 0.03 at 550 °C, 1.17mm, and 15 min. ANOVA analysis verified the validity and degree of fitness of the developed models. Low standard deviation (< 7.00), small coefficient of variation (< 14.00%), high R2 (> 0.80), low difference of Adjusted R2 and Predicted R2 (< 0.20) and high adequate precision (> 4.00) verified the model’s adequacy for good precision. Models’ desirability function was satisfactory (> 4) with a 5.00% deviation from experimental values.
Další možné využití koksovacích baterií odstavených z provozu
Od 80. let 20. století dochází, v důsledku snižování poptávky po koksu, ekonomických krizí a dostupnosti koksovatelného uhlí k ukončování provozů koksoven. Současně se stále zvyšuje tlak na používání obnovitelných zdrojů energie, a to včetně výroby pohonných hmot pro motorová vozidla. To je většinou řešeno přídavkem biosložek do paliv vyrobených klasickým způsobem z ropy. Objevily se proto úvahy o znovuvyužití odstavených koksoven za účelem výroby kapalných paliv obsahujících určitý podíl produktů pocházejících z obnovitelných surovin. V zařízeních laboratorní a pilotní velikosti byly pyrolyzovaný směsi biomateriálů s hnědým uhlím s cílem získání co nejvyšších výtěžků kapalných produktů. Jako biomateriály byly vybrány extrahované řepkové pokrutiny, slupky slunečnicových semen a lihovarské výpalky. Hnědé uhlí s nízkým obsahem popelovin a vysokým podílem prchavé hořlaviny pocházelo z lomu ČSA. Nejvyšší výtěžky organických fází kapalných produktů byly dosaženy u kopyrolýz uhlí a lihovarských výpalků a uhlí s řepkovými pokrutinami. Podle charakteristiky těchto fází se jako nejvýhodnější materiál pro pyrolytické zpracování jeví řepkové pokrutiny s hmotnostním podílem 35 % ve směsi s hnědým uhlím.
Obecné metody hodnocení fyzikálních vlastností paliv
Tento článek je dalším ze série článků zaměřených na představení obecných metod pro hodnocení konvenčních i alternativních paliv. V textu je uveden přehled fyzikálních vlastností stanovovaných pro kapalná a plynná paliva. Dále jsou prezentovány metody pro stanovení těchto vlastností. Diskutován je také význam jednotlivých stanovení. Důraz je kladen zejména na normované parametry a zkoušky, ale v některých případech jsou popisované i zkoušky, které příslušnými normami nejsou požadované. Hlavním cílem článku je poskytnout ucelený přehled toho, které fyzikální vlastnosti se sledují u jednotlivých paliv, proč se tyto vlastnosti sledují a jaké metody se k tomuto účelu používají.