4/2025

V poslední době jsou hledány možnosti částečného využití oxidu uhličitého, který je produkován spalováním fosilních paliv, biomasy, odpadů a dalších paliv. Jednu z cest představuje technologie Power-to-Gas (P2G), ve které je zachycený CO₂ přeměňován na methan s použitím vodíku vyrobeného s nefosilních zdrojů, jako je kupříkladu elektrolýza vody s využitím přebytků el. energie v distribučních sítích. Přebytky energie však v průběhu dne i kalendářního roku silně kolísají, což negativně ovlivňuje i efektivitu a finanční návratnost P2G. Článek se věnuje vývoji testovací jednotky umožňující v témže reaktoru zachycovat CO2 ze spalin a in-situ jej konvertovat na methan, pokud je k dispozici odpovídající množství vodíku. Naopak v případě jeho nedostatku systém produkuje koncentrovaný CO₂ vhodný ke kompresi a např. geologickému ukládání. Příspěvek obsahuje podrobný popis testovací jednotky vlastní konstrukce, který velmi dobře simuluje podmínky v uvažovaném reálném provozním zařízení (na úrovni TRL 5) a zároveň je dostatečně kompaktní, aby byla jako jeden modul snadno přepravitelná k průmyslovému zdroji spalin. Byly připraveny dva adsorbenty/katalyzátory na bázi niklem modifikovaných nosičů gama–Al₂O₃ a Envisorb B+. Po předběžných laboratorních testech zahrnujících měření adsorpčních kapacit, strukturální stability, optimalizace dávkování pracovních médií atd. byl systém převezen do závodu Ško-Energo, s.r.o. Po instalaci a oživení jednotky a všech periferií probíhají v době publikování příspěvku intenzivní testy, které verifikují laboratorní výsledky a umožní v rámci navazujícího vývoje zvýšit úroveň technologické připravenosti na hodnotu TRL6. Již první fáze testování poskytla cenné údaje o zařízení i navržených sorbentech/katalyzátorech. Jednotka se ukázala plně funkční ve smyslu kombinace adsorpce CO₂ a jeho následné reakce na methan v rámci jednoho reaktoru. Sorbent/katalyzátor na bázi gama–Al2O3 vykazoval slibnou konverzi v průměrné výši 72 %. Naproti tomu materiál připravený z komerčního adsorbentu Envisorb B+ se s konverzí 2,8 % ukázal pro daný účel nevhodným. V rámci dalších testů bude řešeno zlepšení dosud nízké adsorpční kapacity (hmotnostně cca 0,5 %) přechodem na vyšší tlakovou hladinu.

Thermal hydrolysis (THP) is an established pretreatment method to enhance sludge biodegradability and dewaterability, yet the specific impact of mixing during THP on its efficiency remains unclear. This study systematically compared THP of waste activated sludge with and without mechanical mixing under identical thermal conditions (160 °C, 30 min) to evaluate sludge solubilization (dissolved solids and soluble COD release), disintegration degree, extracellular polymeric substance (EPS) degradation, sludge rheology, and dewaterability. The results showed that mixing enhanced thermal disruption, increasing soluble COD by ~60% and disintegration degree from 12.4% to 20.0%. Combined mixing and heating reduced viscosity and particle size, indicating enhanced floc fragmentation and improved fluidity. Surprisingly,  however, this enhanced fragmentation did not translate into improved dewaterability. The centrifuged cake solids content was 12.7% for mixing and heating, which was slightly lower than the 13.7% for the heating-only treatment. These results demonstrate that mechanical shear synergistically enhances sludge disintegration during THP, yet mixing may hinder solid–liquid separation in the downstream treatment. Further evaluation under realistic THP operating conditions (≈16 % solids, including flash phase) is recommended to identify the optimal balance between disintegration and dewaterability. 

An increase in global energy demand results in coal dependance which contributes to greenhouse gas emissions. Poultry litter is a potential substitute, but its poor physicochemical and combustion properties reduce its combustion efficiency; hence, demineralization and pyrolysis to biochar value-adds. The study analyzed the characterization of biochar derived from demineralized PL and selected the best-suited combustion technology. The PL was mechanically fractioned (4 mm) and leached in deionized water and pyrolyzed (300 ℃; 15 min). The biochar physicochemical properties improved the higher heating value (22.31 MJ kg^-1) and reduced the Ash Content (18.63 %) compared with undemineralized biochar. Increase in TGA/DTG heating rate shifted the reaction region to high temperature (58.57–548.93 ℃) reducing the ease of ignition and combustion. The biochar has high fouling and slag tendency, and the fluidized bed combustion chamber was the preferred chamber technology. Mass of air at 7.83 kg kg^-1 fuel is required to combust the biochar and produce 3.26 kg kg^-1 fuel of flue gas. Flue gas produced with 25 % excess air produced a higher enthalpy than stoichiometric conditions, attaining a thermal efficiency of 86.20 %. Demineralized PL biochar exhibits excellent physicochemical and combustion properties making it an ideal fuel candidacy.