Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Cilj diplomske naloge je obravnava procesa torefikacije odpadne biomase in karakterizacija nastalih produktov. Za predstavnike odpadne biomase so bili izbrani tri različni vzroci, in sicer miskantus, mešan les ter hmelj. Cilj naloge je proizvesti trdno biogorivo z višjo kurilno vrednostjo v primerjavi s surovo biomaso. Proces torefikacije je potekal eno uro pri treh različnih temperaturah, 250 °C, 350 °C in 450 °C. Produkte smo nato kemijsko karakterizirali. Karakterizacijo smo izvedli na trdnih in tekočih produktih torefikacije ter tudi na surovih vzorcih posameznih biomas. Ovrednotili smo masne izgube, masne izkoristke, energijsko učinkovitost, doprinos energije glede na maso, kurilne vrednosti, vsebnost hlapnih snovi, vlage in pepela. S Fourierjevo transformacijo (FTIR) je bila določena struktura vzorcev, s termogravimetrično analizo (TGA) pa termična razgradnja surove in toreficirane biomase. Z naraščanjem temperature torefikacije se kurilne vrednosti trdnih produktov višajo, nižje pa so vrednosti masnih izkoristkov, energetske učinkovitosti ter delež hlapnih komponent. FTIR analiza prikazuje razgradnjo celuloze, ki jo zaznamo z zmanjšanimi vrhovi, z eliminacijo manjših vrhov pa opazimo delno ragradnjo hemiceluloze in lignina. Zvišanje temperature je povzročilo zmanjšanje moči karboksilnih in -OH skupin. V surovi biomasi zaznamo prisotnost aromatskih spojin, simetrične alifatske skupine ter CO-C funkcionalne skupine, ki jih v primerjavi s toreficirano biomaso več ne zaznamo. TGA analiza je bila izvedena v kisikovi atmosferi pri konstantni hitrosti segrevanja v temperaturnem območju 30-900 °C. Ob višjih temperaturah je pokazala oksidacijo fiksnega ogljika, izhlapevanje težko hlapnih snovi ter razgradnjo anorganskih materialov. Glede na rezultate analiz je razvidno, da so trdni produkti primerni za uporabo kot biogorivo, medtem ko je v tekočih produktih delež vode previsok.
Ključne besede: obnovljivi viri energije, odpadna biomasa, hmelj, torefikacija, kurilna vrednost, termogravimetrična analiza, miskantus, les
Objavljeno v DKUM: 09.09.2024; Ogledov: 38; Prenosov: 28
Celotno besedilo (3,57 MB)

Opis: Skozi zgodovino se je ves svet ukvarjal s pridobivanjem energije in njeno oskrbo ter posledično razvojem goriv. Zaradi postopnega izčrpavanja zalog fosilnih goriv, tehnološkega napredka in vse večjih okoljskih vprašanj so začela prihajati v ospredje alternativna goriva, ki jih je mogoče črpati na bolj učinkovit in trajnosten način. Energija iz biomase danes predstavlja enega bolj obetavnih obnovljivih virov energije (OVE) v Sloveniji, eni najmanjših držav v Evropi. Med obstoječimi tehnologijami za izboljšanje kakovosti biomase predstavlja proces torefikacije odpadne biomase ambiciozno tehniko predhodne obdelave biomateriala, ki lahko bistveno izboljša lastnosti surove biomase tako, da dobimo ekološko in energetsko sprejemljivejši energent. Toreficirana oz. termično obdelana biomasa je hidrofobna, odporna na biorazgradnjo in primerna za skladiščenje. Pomembna prednost toreficirane biomase je tudi v tem, da ima manjšo žilavost od lesa, kar omogoča lažje mletje in aplikacijo tega biomateriala v industrijske namene. Čeprav so prednosti uporabe toreficirane biomase na svetovni ravni že raziskane in priznane, torefikacija v Sloveniji še ni poznana. V nadaljevanju doktorska disertacija obravnava proces torefikacije odpadne biomase tipične v Sloveniji z namenom proizvesti trdno biogorivo, ki ima višjo kurilno vrednost kot surova biomasa in je tudi hidrofobno: energetska rastlina miskantus (M), ostanek hmelja po žetvi (H), odpadni mešani (MWW) in hrastov les (OWW), odpadno blato iz komunalnih čistilnih naprav (SS), mešane komunalne odpadke (MSW) in njihove mešanice. Torefikacija odpadne lignocelulozne in ne-lignocelulozne biomase je potekala v temperaturnem območju med 200 °C in 300 °C, v inertni ali pol-inertni atmosferi, od nekaj minut do nekaj ur. Na surovih in termično obdelanih biomaterialih so bile izvedene standardne fizikalno-kemijske analize, s katerimi je bila raziskovana odpadna biomasa kvantitativno in kvalitativno ovrednotena (proksimativna in elementna analiza, masni in energijski izplen, faktor izboljšav kurilne vrednosti, indeks stopnje torefikacije itd.). Z infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo (FTIR) je bila določena struktura vzorcev, s termogravimetrično analizo (TGA in DTG) pa je bila določena termična razgradnja surovih in obdelanih biomaterialov. Pridobljeni podatki so bili analizirani z dvema kinetičnima modeloma: Friedman (FR) in Kissinger-Akahira-Sunose (KAS). Na koncu je bila še izračunana energetska donosnost procesa torefikacije, določene so bile emisije toplogrednih plinov (TGP) in določeni so bili plini, ki se sprostijo med procesom. Ugotovljeno je bilo naslednje: z naraščajočo temperaturo in/ali daljšanjem procesa torefikacije se masni in energetski izpleni vseh raziskovanih vzorcev nižajo, kurilne vrednosti (HHV) se višajo. Delež kisika v vzorcih se zmanjša, prav tako se zniža delež hlapljivih komponent, medtem ko se deleži ogljika in fiksnega ogljika zvišajo. Prav tako se delež lignina v lignoceluloznih vzorcih viša z višanjem temperature, deleža celuloze in hemiceluloze pa se nižata. Temperatura torefikacije ima večji vpliv na proces kot čas torefikacije, pri čemer je optimalna temperatura procesa pri približno 260 °C. To je bilo potrjeno tudi z indeksom stopnje (TSI) torefikacije in EMCI indeksom. Nadalje je FTIR analiza pokazala, da imajo tako surovi kot termično obdelani vzorci funkcionalne skupine tipične za lignocelulozne in ne-lignocelulozne vzorce. Termogravimetrična analiza je pokazala, da se večina obravnavanih vzorcev razgradi v temperaturnem območju do 550 °C. Med samo torefikacijo pa se je sprostilo največ CO2 plina. Obravnavi vzorci odpadne biomase se na podlagi dobljenih rezultatov lahko uporabijo kot možno alternativno biogorivo. Več raziskav in analiz na tem področju je še potrebnih.
Ključne besede: obnovljivi viri energije, torefikacija, odpadna biomasa, kurilna vrednost, emisije TGP
Objavljeno v DKUM: 06.05.2024; Ogledov: 246; Prenosov: 128
Celotno besedilo (35,92 MB)

Opis: Zaradi večanja števila prebivalcev se povečuje tudi količina odpadkov. Posledično so odlagališča odpadkov postala preobremenjena in okoljsko škodljiva, zato smo ljudje uvedli, določene predpise in pravila za gospodarjenje z odpadki. Ena izmed dobrih oblik gospodarjenja z odpadki je proizvodnja trdnih goriv – RDF. Po hierarhični lestvici ima proizvodnja goriva prednost pred samim odlaganjem, vendar se morajo s postopki ločevanja izločiti vsi materiali, ki so primerni za reciklažo, in materiali, ki bi lahko škodovali kakovosti končnega goriva. Zaradi tega smo izvedli analizo kakovosti vhodnih materialov, ki se največkrat pojavljajo v snovnem toku odpadkov pri proizvodnji RDF. Izmerili smo vlago, kurilno vrednost in vsebnost klora. Na podlagi zbranih rezultatov smo vzorce uvrstili v klasifikacijski razred goriva. Ugotovili smo, da je najslabši material pri proizvodnji goriva PVC, najboljša pa embalaža od kave.
Ključne besede: goriva iz odpadkov, trdna goriva, kurilna vrednost, vlaga, vsebnost vlage, vsebnost klora, proizvodnja goriv, klasifikacijski razredi, proizvodna tehnologija RDF
Objavljeno v DKUM: 12.10.2018; Ogledov: 1642; Prenosov: 194
Celotno besedilo (2,35 MB)

Opis: Namen raziskovalnega dela v predstavljenem članku je bil z matematičnim modelom poiskati rešitev za pripravo trdnih goriv iz nenevarnih odpadkov, ki se lahko predelajo v trdno gorivo v skladu z veljavno nacionalno zakonodajo. Nenevarni odpadki so definirani z DIREKTIVO 2008/98/ES Evropskega parlamenta in Evropskega sveta (19. 11. 2008) - Priloga III1. Z uporabo matematičnega modela in njegovim orodjem občutljivosti, vezanim na posamezne lastnosti vhodnih odpadnih materialov, smo iz razpoložljivih odpadnih materialov z znanimi parametri njihovega organskega in anorganskega dela poiskali rešitev za njihovo najbolj optimalno izrabo. Iz razpoložljivih odpadnih materialov smo v maksimalnem masnem deležu pripravili zahtevano trdno gorivo z vsemi potrebnimi kakovostnimi lastnostmi z najvišjim mogočim kakovostnim razredom in iz preostanka razpoložljivih masnih tokov ostanek trdnega goriva slabše kakovosti, ki ga pa še vedno lahko plasiramo na trgu z možnostjo sosežiga v cementarnah ali sežigalnicah odpadkov. Pri ugotavljanju kakovosti nenevarnih odpadkov in trdnega goriva je bilo pomembno njihovo pravilno vzorčenje, ki se je izražalo v stopnji homogenizacije vzorcev, ki imajo vsak zase svoje kemijske, fizikalne in energijske lastnosti. Analiza kovinskega dela nenevarnih odpadkov je bila pomembna zaradi podatkov o pričakovanih emisijskih vrednostih v dimnih plinih, letečem pepelu, pepelu in žlindri, ki nastane pri sosežigu trdnega goriva v kurilni napravi. Analiza nekovinskega dela nenevarnih odpadkov je bila pomembna z vidika energijske vrednosti trdnega goriva in tehnoloških ter okoljskih posledic. Rezultati raziskovalnega dela so pokazali, da je mogoče iz razpoložljivih nenevarnih odpadkov doseči sorazmerno majhen masni delež visokokakovostnega trdnega goriva iz odpadkov glede na celotno razpoložljivo maso odpadkov, ki je sedaj v Sloveniji.
Ključne besede: nenevarni odpadki, trdno gorivo, kurilna vrednost, matematični model, razred trdnega goriva
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 1741; Prenosov: 186
Celotno besedilo (218,76 KB)
Gradivo ima več datotek! Več...

Ključne besede: ustanovitev podjetja, gospodarska družba, družbenik, čistilna naprava, odpadne vode, sanitarne vode, fekalije, meteorne vode, varstvo okolja, ekologija, kanalizacijsko omrežje, investicija, gnilišče, plinohran, dehidrator blata, črpališče, usedalnik, biokemična potreba po kisiku, kurilna vrednost, kemijska potreba po kisiku, priključne enote, gniliščni plin, aeracija, aerobna stabilizacija blata, prečiščene odpadne vode, prag rentabilnosti
Objavljeno v DKUM: 26.07.2007; Ogledov: 3557; Prenosov: 0