Wpływ na emisje produktów spalania procesów mieszania mechanicznego paliwa na palenisku rusztowym

http://ago.helion.pl ISSN 1733-4381, Vol. 6 (2007), p-79-96

Wpływ na emisję produktów spalania procesów mieszania

mechanicznego paliwa na palenisku rusztowym

Jaworski T. J.

Katedra Technologii i Urządzeń Zagospodarowania Odpadów, Politechnika Śląska, ul. Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

tel. +48 32 237 21 22, fax +48 32 237 11 67, e-mail:tomasz.jaworski@polsl.pl

Streszczenie

W pracy zdefiniowano parametry mieszania wzdłużnego i poprzecznego paliwa na ruszcie. Badania dla prób “na zimno” przeprowadzono dla najbardziej rozpowszechnionych w technice spalania odpadów rusztów: posuwistych i posuwisto-zwrotnych. W drugiej części pracy przeprowadzono badania i sformułowano wnioski nad wpływem jakości procesu mieszania mechanicznego paliwa (odpadów stałych) na ruszcie, na emisję do środowiska (NOx, SO2, C)podczas spalania.

Abstract

Influence of mechanical mixing processes in grid boiler on the emission of

combustion products

Research was carried out for the most commonly used stoker in waste incineration: forward moving and reciprocating stokers. The parameters of longitudinal and crosswise mixing has been defined and determined. The results are accompanied by many photos. In the second part of the paper - on the basis of carried out experiments – the influence of mechanical mixing – for various degrees of mixing on the stoker - of the fuel during combustion on the emission to the environment (NOx, SO2, CO, fly ash etc.) was discussed.

1. Wstęp

Troska o ochronę środowiska wymusza nieustanny rozwój i wdrażanie coraz nowszych technologii zagospodarowania i unieszkodliwiania odpadów. Wśród szeroko i powszechnie stosowanych metod przekształcania odpadów, które pozwalają w maksymalny sposób zabezpieczyć środowisko przed szkodliwością produktów końcowych, a jednocześnie wykorzystać energię zawartą w odpadach są metody termiczne, w tym ich spalanie. Proces spalania odpadów jest bardzo złożony ze względu na szereg zachodzących w czasie jego trwania zjawisk fizycznych i chemicznych. Optymalizacja tego procesu w celu

minimalizacji zagrożenia dla środowiska wymaga doboru odpowiedniej technologii w zależności od rodzaju spalanych odpadów oraz pełną kontrolę prowadzenia procesu. Paleniska rusztowe zdecydowanie przeważają wśród urządzeń do spalania odpadów. Ruszt powinien zapewniać intensywne mieszanie gwarantujące sprawny przebieg procesu. spalania, stąd duże zainteresowanie możliwością optymalizacji pracy poprzez lepsze poznanie wpływu procesu mieszania na inne parametry technologiczno-eksploatacyjne jak: rozkład czasu przebywania materiału na ruszcie, rozkład stopnia zmieszania materiału w funkcji długości rusztu, czy wpływ stopnia zmieszania paliwa na emisję do środowiska. 1.1 Kinetyka procesu mieszania na ruszcie

Istotnym parametrem podczas procesu mieszania jest czas potrzebny do osiągnięcia założonego stanu mieszaniny. Proces mieszania wymaga nieustannego ruchu mieszanego układu. Wzajemny ruch ziaren jest źródłem postępu procesu mieszania. Zmiany układu mieszanego materiału w czasie uwzględnia kinetyka procesu mieszania. Kinetyka procesu związana jest z mechanizmem mieszania. Wyróżniamy 5 zasadniczych mechanizmów mieszania materiałów ziarnistych mianowicie: [2]

mieszanie konwekcyjne – polega na przenoszeniu grup sąsiadujących ze sobą ziaren z jednego miejsca na drugie,

mieszanie dyfuzyjne – ruch pojedynczych ziaren po świeżo utworzonej powierzchni materiału,

mieszanie ścinające – polega na powstawaniu płaszczyzn wzajemnie się przesuwających, odnosi się do zjawisk transprtu na ruszcie,

mieszanie zderzeniowe – zachodzi wskutek sprężystych zderzeń między pojedynczymi ziarnami, również odnosi się do zjawisk transportu na ruszcie,

mieszanie przez mielenie – zachodzi obracanie i rozcieranie porcji materiału

Dla analizy jednoczesnego transportu i mieszania materiału na ruszcie zastosowanie znalazła teoria reaktorów przepływowych. Dla strumienia materiału przepływającego w sposób ciągły przez aparat tak jak ma to miejsce w komorze spalania na ruszcie wyróżnia się dwa skrajne przypadki przepływu tzw. idealne modele przepływu [1], a mianowicie przepływ tłokowy,

przepływ z idealnym wymieszaniem. Wymienione modele charakteryzują się:

- przepływ tłokowy - elementy materiału, które weszły do aparatu w tym samym momencie poruszają się w nim z jednakową prędkością po drogach równoległych i opuszczają go po identycznym czasie pobytu,

- idealne wymieszanie – właściwości materiału są jednolite w całym reaktorze i takie same dla strumienia opuszczającego reaktor.

Przepływ w reaktorach rzeczywistych, a więc także dla rusztów jest przepływem pośrednim w stosunku do wymienionych skrajnych modeli. Dla rzeczywistych warunków mieszania w reaktorach zbiornikowych nie zawsze osiąga się stan idealnego zmieszania, natomiast w przypadku reaktorów rurowych występuje w mniejszym lub większym stopniu zjawisko mieszania wzdłuż osi przepływu. Jest to tzw. zjawisko mieszania wzdłużnego bądź dyspersji

wzdłużnej uzależnione od rodzaju aparatu, własności substancji oraz charakteru przepływu.[4]

Procesy transportu masy dla modeli reaktorów ujmowane są dwoma prostopadłymi dla siebie strumieniami dyspersyjnymi – strumieniem dyspersji wzdłużnej oraz strumieniem dyspersji poprzecznej. Wymienione strumienie scharakteryzowane są odpowiednio przez współczynnik dyspersji wzdłużnej Dl, oraz współczynnik dyspersji poprzecznej Dr. Bardzo często współczynniki te określane są mianem współczynników mieszania wzdłużnego i poprzecznego, bowiem ich wartości określają intensywność mieszania w tych kierunkach.[5]

Współczynnik dyspersji wzdłużnej ujmuje zjawiska transportu masy w kierunku równoległym do głównego kierunku przepływu mieszaniny, na które składają się:

- mieszanie wzdłużne spowodowane prądami konwekcyjnymi i wirami ruchu burzliwego, - mieszanie wynikające z faktu, iż w reaktorze istnieje profil prędkości różny

od profilu płaskiego,

- mieszanie spowodowane dyfuzją molekularną, która w większości przypadków jest do pominięcia.

Współczynnik dyspersji poprzecznej (radialnej) ujmuje transport masy w kierunku prostopadłym do głównego kierunku przepływu. Transport w wymienionym kierunku powodowany jest głównie przez kłęby i wiry ruchu burzliwego.

1.2 Metody wyznaczania współczynników dyspersji

Wyznaczanie współczynników dyspersji odbywa się na drodze eksperymentalnej zazwyczaj bez reakcji chemicznej. Stosuje się odpowiednio dobrany intertny czynnik śladowy i bada się jego zachowanie w zależności od warunków przepływu i geometrii reaktora.

Dyspersja poprzeczna

Dla wyznaczenia dyspersji poprzecznej stosuje się następującą metodykę postępowania [5]. Do substancji płynącej w sposób ustalony wprowadzany jest w osi przepływu znacznik z prędkością równą prędkości przepływu substancji. Czynnik ulega radialnej dyspersji. Poniżej punktu podania znacznika mierzone jest stężenie wprowadzonego czynnika celem wyznaczenia radialnego profilu stężenia. W wyniku dopasowania rozwiązania równania ciągłości:

0

1

2 2

=













∂

∂

+

∂

∂

−

∂

∂

r

C

r

r

C

D

x

C

w

A A r A m (1)

do otrzymanych eksperymentalnie profilów stężenia wyznacza się radialny współczynnik dyspersji. Na rys.1 przedstawiono sposób prowadzenia pomiaru dla określenia intensywności dyspersji radialnej.

Rys. 1. Schemat urządzenia pomiarowego do wyznaczania współczynnika dyspersji poprzecznej. [5]

Dyspersja wzdłużna

W celu scharakteryzowania intensywności dyspersji wzdłużnej niezbędna jest znajomość funkcji określającej czasy przebywania w reaktorze poszczególnych substancji opuszczających reaktor. Jest to tzw. funkcja rozkładu rzeczywistego czasu przebywania [7] i stanowi ona podstawę do wyznaczania współczynnika dyspersji.

W celu wyznaczenia współczynnika dyspersji wzdłużnej należy dopasować rozwiązanie równania ciągłości do otrzymanej eksperymentalnie krzywej.[5]

2 2

x

C

D

x

C

w

t

C

_A l A m A

∂

∂

=

∂

∂

+

∂

∂

(2)

Znaczenie praktyczne ma umiejętność interpretacji otrzymanych krzywych i powiązanie ich z dyfuzyjną liczbą Pecleta:

l l

D

uL

Pe =

(3) gdzie: L – długość reaktora, [m], u – prędkość liniowa, [m/s],

Dl – współczynnik dyspersji wzdłużnej, [m2/s].

Liczba Pecleta a współczynnik mieszania mechanicznego na ruszcie [10]

Wyjaśnienia wymaga rozumienie istoty liczby Peceta w zjawiskach transportu masy. Liczba Peceta w swojej oryginalnej formie związana jest procesami wymiany ciepła. W postaci wykorzystanej w niniejszej pracy (zgodnej z teorią reaktorów chemicznych) jako PeL rozumiana jest jako liczba charakteryzującą transport masy przez konwekcję do wielkości dyspersji osiowej. Przyjęto zatem:

Dax/u L → jako osiową intensywność dyspersji, gdzie u-prędkość przepływu czynnika w reaktorze, L-czynnik geometryczny (w tym przypadku –długość reaktora, Dax- kinematyczny współczynnik dyfuzji .

Z definicji liczby Pecleta wynika: PeL=( Dax/u L) -1

Zastosowanie tak zdefiniowanej liczby Pecleta w przypadku transportu materiału na ruszcie z występującą dyspersją osiową i przewagą wymuszonego ruchem rusztowin, mieszania mechanicznego, oraz braku występowania zjawiska dyfuzji molekularnej, wydaje się pozbawione sensu fizycznego. Dlatego zaproponowano zmodyfikować liczbę Pecleta do postaci:

Pem = u dp/Dm (4)

Gdzie:

Dm – współczynnik mieszania na ruszcie [m2/s],

um – średnia prędkość materiału odpadów na ruszcie w przekroju poprzecznym warstwy [m/s],

dp – średnica zastępcza materiału odpadów [m].

Za pomocą analizy wymiarowej określono formułę matematyczną za pomocą której można obliczyć wartości Dm [ 10].

Przyjmuje się zależność współczynnika mieszania mechanicznego od następujących parametrów:

gdzie:

Dm- współczynnik mieszania mechanicznego na ruszcie [m2/s], dP – średnica zastępcza materiału odpadów [m],

uR – prędkość posuwu rusztowin [m/s],

BR – obciążenie masowe szerokości rusztu [kg/m s], ρn – gęstość nasypowa materiału odpadów [kg/m3],

tm – średni czas przebywania materiału odpadów na ruszcie [s].

Wartość liczby Pecleta charakteryzuje dynamikę przepływu i jest miarą intensywności mieszania zachodzącego wzdłuż osi reaktora. Od liczby Pem zależy kształt krzywych rozkładu czasu przebywania Dla wartości Pem = 0 mieszanie ma charakter doskonałego natomiast dla Pem = ∞: mieszanie nie następuje, przepływ ma charakter tłokowy. Dla takich wartości Pem współczynniki dyspersji przyjmują odpowiednio wartości Dm =∞ :oraz Dm = 0.Wraz ze wzrostem liczby Pem krzywe przyjmują coraz bardziej smukłą postać.[1]

2.Badania eksperymentalne procesu mieszania

podczas transportu materiału na rusztach posuwistym

i

posuwisto-zwrotnym [9]

Badania transportu materiału przeprowadzono dla dwóch konstrukcji rusztów najbardziej rozpowszechnionych w instalacjach spalania odpadów:

1. rusztu posuwistego o kącie nachylenia 130, rys. 2, 2. rusztu posuwisto-zwrotnego o kącie nachylenia 260, rys.3,

W obu przypadkach badania przeprowadzano dla prędkości posuwu rusztowin w = 3,5 mm/s . Zastosowane w badaniach stanowisko badawcze pozwalało na dokonanie analizy zjawisk fizycznych zachodzących podczas transportu materiału wzdłuż długości rusztu w temperaturze otoczenia (próby “ na zimno”).

Cel badań został zatem sformułowany jako realizacja następujących zadań:

- rozpoznanie i określenie mieszania poprzecznego na rusztach: posuwistym i posuwisto-zwrotnym,

- rozpoznanie i określenie mieszania wzdłużnego na rusztach: posuwistym i posuwisto-zwrotnym,

- wyznaczenie stopnia zmieszania materiałów na ruszcie. Charakterystyka konstrukcji badanych rusztów:

 liczba rusztowin – 14

 szerokość urządzenia i rusztowiny – 0,8 [m]  długość rusztowiny – 0,037 [m]

 długość posuwu elementu rusztowiny 1-230 [mm]  prędkość posuwu rusztowiny 0-10 [mm/s]

Rysunek 2. Ruszt posuwisty. Rysunek 3. Ruszt posuwisto-zwrotny. Dla opracowania i lepszej prezentacji wyników badań dokonano umownego podziału geometrycznego przestrzeni rusztu i warstwy materiału na nim leżącej na tzw. kaskady numerując je jak przedstawiono na rys. 4 i 5.

Rys.5. Podział rusztu posuwisto-zwrotnego na kaskady.

2.1 Badane materiały i ich własności

W badaniach zastosowano następujące materiały:  keramzyt (rys.6),

 ścinki drzewne (rys.7),  biomasa (rys.8),

 mieszanka wyżej wymienionych materiałów (rys. 9).

W tabeli nr 1 zestawiono własności fizyczne zastosowanych w badaniach materiałów.

Rodzaj materiału Gęstość nasypowa









3

m

kg

Gęstość pozorna









3

m

kg

Porowatość [-] Kąt naturalnego usypu [ °] Keramzyt 290 664 0,55 36 Ścinki drzewne 214 630 0,66 43 Biomasa 104 157 0,33 48 Mieszanka 208 549 0,62 35

Tabela 1. Własności fizyczne badanych materiałów.

Keramzyt rozdzielono na 3 frakcje przy czym poszczególnym frakcjom keramzytu nadano kolory:

 frakcja ( 10 - 13 mm )– kolor brązowy  frakcja ( 13 – 17 mm) – kolor niebieski  frakcja ( 17 – 20 mm) – kolor biały

Rys. 6. Keramzyt. Rys. 7. Ścinki drzewne.

Rys.8. Biomasa. Rys.9. Mieszanka materiałów.

2.2 Wyznaczenie stopnia zmieszania materiałów na ruszcie [9]

Materiały wprowadzano w stanie całkowitej segregacji kolejno po sobie w następującej kolejności: keramzyt, biomasa, ścinki drzewne. Masy wprowadzanych porcji materiału były ściśle określone:

 masa keramzytu mk = 2kg (1,6 kg frakcja 10-17mm, 0,4 kg frakcja 17-20 mm)

 masa biomasy mb = 1 kg

Po czasie który odpowiadał średniemu czasowi przebywania materiału na ruszcie [8] zatrzymywano ruszt celem pobrania próbek do analizy.

Metodyka pobierania próbek

Wyznaczenie stopnia zmieszania materiału na ruszcie dokonywano następująco. Każdą rusztowinę wraz z przypadająca jej porcją materiału oddzielano od pozostałych za pomocą dwóch prostopadle wprowadzonych wyprofilowanych płyt pleksji uzyskując w ten sposób tzw. kaskady . Każdą kaskadę podzielono na 5 równych części. Z każdej części kaskady wybierano materiał który w nich pozostawał i określano udziały masowe poszczególnych składników. Następnie uśredniano wyniki w całej kaskadzie.

Algorytm obliczeniowy stopnia zmieszania

Analizowany układ mieszaniny materiałów został zdefiniowany jako wieloskładnikowy i niejednorodny [2]. Stopień zmieszania określony został w odniesieniu do składnika kluczowego. Składnik kluczowy to składnik, którego udział decyduje o jakości mieszaniny. Pozostałe składniki są rozpatrywane wspólnie jako -„drugi składnik”. Założono, że oczekiwana mieszanina powinna odpowiadać warunkowi, gdzie po zmieszaniu udziały masowe poszczególnych składników będą odpowiadały stosunkowi, w jakim je wprowadzono w stanie segregacji. W przeprowadzonych badaniach wartości stopnia zmieszania obliczono dla 3 wariantów składników kluczowych – odpowiednio:

1. składnik kluczowy - ścinki drzewne – wartość oczekiwana p = 0,4, 2. składnik kluczowy – keramzyt – wartość oczekiwana p = 0,4, 3. składnik kluczowy – biomasa – wartość oczekiwana p =0,2.

Wartość stopnia zmieszania na poszczególnych rusztowinach obliczon za pomocą wzoru (6) Rose’a [2], [3]: 0

1

σ

σ

−

=

M

(6)

Odchylenie standardowe w stanie segregacji pierwotnej obliczamy z równania (7):

2 0 0

0

=

[

p

(

1

−

p

)]

σ

₍₇₎

Odchylenie standardowe prób wyrażamy wzorem (8):

n

p

x

n i i

∑

=

−

=

1 2

)

(

σ

₍₈₎

xi- udział masowy składnika kluczowego w pobranej próbce p- wartość oczekiwana składnika kluczowego,

n- ilość pobranych próbek (n=5 dla każdej kaskady).

Otrzymane wartości stopnia zmieszania M [9] dla wybranych wariantów składnika kluczowego przedstawiono na rysunkach 10 i 11.

Rys.11. Wykres wartości stopni zmieszania składników dla rusztu posuwisto-zwrotnego.

2.3. Określenie mieszania poprzecznego na ruszcie

Określenie wielkości mieszania poprzecznego przeprowadzono zgodnie z metodologią przedstawioną w rozdziale 1.2. W osi rusztów na wysokości wsypu materiału wprowadzono znacznik o masie m = 250g. Znacznikiem w przeprowadzonych próbach była zabarwiona na czerwono porcja materiału odpowiadająca rodzajowi transportowanego materiału na ruszcie. Wraz z transportem znacznika wzdłuż długości rusztu mierzono zmianę jego koncentracji w poprzek rusztu. Jako przykład, na kolejnych rysunkach 12, 13 i 14 przedstawiono wielkość dyspersji poprzecznej w funkcji czasu przebywania substancji na ruszcie.

Rys. 12. Rozkład wprowadzonej masy znacznika w wybranych kierunkach dla konstrukcji rusztu posuwistego. Materiał o różnym wymiarze ziaren i gęstości =const. Czas od wprowadzenia znacznika τττ_{τ=6 min.}

Rys. 13. Rozkład wprowadzonej masy znacznika w wybranych kierunkach dla konstrukcji rusztu posuwistego. Materiał o różnym wymiarze ziaren i gęstości =const. Czas od wprowadzenia znacznika τττ_{τ=12 min.}

Rys. 14. Rozkład wprowadzonej masy znacznika w wybranych kierunkach dla konstrukcji rusztu posuwistego. Materiał o różnym wymiarze ziaren i gęstości =const. Czas od wprowadzenia znacznika ττ_{τ=18 min.} τ

3. Badania eksperymentalne wpływu mieszania odpadów na ruszcie podczas

spalania na emisję do środowiska.

Próby przeprowadzono na stanowisku badawczym - piecu elektrycznym do badania procesu spalania odpadów w warstwie (rys.15).[6], [7]

W badaniach wykorzystano wcześniej transportowaną na rusztach mieszankę składników: ścinek drzewnych, biomasy i keramzytu.

Badania przeprowadzono w 3-ech próbach dla różnych wariantów prowadzenia procesu spalania:

- próba 1-wejściowe materiały w stanie segregacji ( warstwa na warstwie w kolejności: keramzyt, ścinki drzewne, biomasa) – brak mieszania podczas spalania,

- próba 2 - wejściowe materiały wymieszane, brak mieszania podczas spalania,

- próba 3 - wejściowy materiał wymieszany, podczas spalania poddany ciągłemu mieszaniu mechanicznemu (ruszt pieca został zmodernizowany poprzez wprowadzenie do spalanej warstwy dwóch mieszadeł obracających się wokół własnej osi wykonujących jednocześnie ruch posuwisto zwrotny, mieszadła obracano z prędkością obrotową ϖ = 1 obr/min. Ruchy posuwisto-zwrotne o prędkości posuwu w = 3,5mm/s.)

Rys. 15. Piec komorowy.

W celu spełnienia zasady powtarzalności i porównywalności warunków prowadzenia procesu spalania we wszystkich trzech próbach pomiarowych, badania prowadzono w: stałej temperaturze procesu 900 oC, dla tego samego czasu procesu któremu przyporządkowany został określony strumień powietrza do spalania (λ= 1,65). W trakcie procesu spalania każdej próby dokonywano pomiaru koncentracji O2, CO2, CO, NO2, oraz NO. Analizator rejestrował zmiany stężenia co 1 sekundę. Równolegle prowadzono pomiar zmiany temperatury spalin co 30 sekund. Wyniki pomiarów zarejestrowanej emisji spalin (dla składnika NO jako przykładu ) przedstawiono na:rysunku 16 .

Rys. 16. Wykres zmiany stężenia NO.

4. Dyskusja wyników

4.1 Mieszanie mechaniczne

Na podstawie przeprowadzonych badań i stosownych obliczeń dla procesu mieszania mechanicznego wybranych konstrukcji rusztów: posuwistego i posuwisto-zwrotnego zaobserwowano:

Dla mieszania poprzecznego:

Mieszanie materiału w poprzek do głównego kierunku przepływu materiału na ruszcie następuje głównie wskutek kłębów i tworzących się, towarzyszącym głównemu kierunkowi przepływu wirów. W konsekwencji w poprzek rusztu następuje niewielka dyspersja (rozproszenie) materiału, przy czym jest ona większa dla rusztu posuwisto-zwrotnego. Rozproszenie od osi wprowadzenia znacznika dla konstrukcji rusztu posuwisto-zwrotnego wynosiło do 0,09 m i obejmowało do 0,16 udziałów masy znacznika natomiast dla rusztu

posuwistego nie przekraczało 0,04 m i obejmowało do 0,1 masy wprowadzonego znacznika.

Dla mieszania wzdłużnego:[7],[8],[10]

Na podstawie otrzymanych wartości liczb Pecleta charakteryzujących charakter przepływu i intensywność mieszania stwierdzono:

-konstrukcja rusztu posuwistego zapewnia duże mieszanie wzdłużne w przypadku materiału o różnym wymiarze ziaren i stałej gęstości (Pem=56). Dla mieszanki materiałów o różnym wymiarze ziaren i różnej gęstości mieszanie wzdłużne jest małe(Pem=302).

-konstrukcja rusztu posuwisto-zwrotnego zapewnia duże mieszanie wzdłużne zarówno dla materiału o różnym wymiarze ziaren i stałej gęstości (Pem=8), jak i dla mieszanki materiałów o różnym wymiarze ziaren i różnej gęstości (Pem=40). Uzyskanie dużej intensywności mieszania dla materiału o różnym wymiarze ziaren i różnej gęstości dla tej konstrukcji rusztu w porównaniu z rusztem posuwistym było możliwe dzięki ruchowi wstecznemu materiału występującym dla tej konstrukcji rusztu. Na ruszcie posuwistym mieszanie wsteczne jest małe.

Stopień zmieszania:

Dla rusztu posuwistego wartości stopnia zmieszania M w poszczególnych kaskadach są do siebie zbliżone i osiągają wysokie wartości.

Dla rusztu posuwisto-zwrotnego wartości stopnia zmieszania zmieniają się w szerokim zakresie. Wysokie wartości otrzymujemy dla materiału transportowanego przebywającego w połowie długości rusztu. Na początku i na końcu rusztu wartości stopnia mieszania są niskie wskutek towarzyszącej transportowi materiału segregacji składników. W górę rusztu wynoszone są cząstki mniejsze, natomiast cząstki większe wykazują tendencje do szybszego transportu . Wielkość cząstek decyduje bardziej o szybszym transporcie niż różnica ich gęstości.

4.2 Wpływ mieszania mechanicznego paliwa podczas procesu spalania na emisję do środowiska

Mieszanie mechaniczne paliwa podczas procesu spalania wpływa korzystnie na przebieg tego procesu. Rozpulchnienie warstwy spalanego materiału sprzyja napowietrzeniu spalanej warstwy, wskutek czego:

-proces przebiega zdecydowanie szybciej,

-mieszanie mechaniczne wpływa korzystnie na zmniejszenie emisji szkodliwych NOx -mieszanie mechaniczne poprzez zapewnienie właściwego napowietrzenia spalanej warstwy ogranicza powstawanie produktu niezupełnego spalania CO w spalinach

4.3 Wnioski ogólne

Zastosowane metody znacznikowe dają możliwość poznania struktury przepływających przez ruszty strumieni materiałowych. Materiały użyte w badaniach były w dużym stopniu zbliżone właściwościami do materiałów występujących na ruszcie poddanych przeobrażeniom fizyko-chemicznym procesu spalania. Metody te można wykorzystać dla innych konstrukcji rusztów. Otrzymane dane mogą być cennym narzędziem na etapie projektowania palenisk rusztowych, wspomagać ich eksploatację lub posłużyć w opracowaniu matematycznych modeli opisujących proces spalania.

Literatura

[1] Levenspiel O.: „Chemical Reaction Engineering.” John Wiley & Sons Verlag, 3 Auflage 1999.

[2] Boss J.: „Mieszanie materiałów ziarnistych”. Państwowe Wydawnictwo Naukowe.Warszawa;1987.

[3] Stręk F.: „Mieszanie i mieszalniki”. Wydawnictwa

Naukowo-Techniczne.Warszawa;1982.

[4] Szarawara J., Skrzypek J., Gawdzik A.: „Podstawy inżynierii reaktorów chemicznych.” Wydawnictwa Naukowo-Techniczne.Warszawa;1991.

[5] Burghardt A., Bartelmus G.: „Inżynieria reaktorów chemicznych.” Tom I „ Reaktory dla układów homogenicznych” Wydawnictwo Naukowe PWN.Warszawa, 2001. [6] Jaworski T. „Abfallschicht und der Festofftransport auf Rostsystemen” VDI-Berichte

Nr.1924 Dusseldorf: Mai 2006.

[7] Jaworski T.: “Badania znacznikowe transportu masy w urządzeniach termicznego przekształcania odpadów” Materiały konferencyjne „Paliwa z odpadów. Tom V.” Wydawnictwo Helion Gliwice, 2005.

[8] Soboń J. Czas przebywania materiałów odpadowych na ruszcie”. Praca dyplomowa Politechnika Śląska Gliwice 2002 Promotor: dr inż. T.Jaworski.

[9] Wieczorek Ł.:Badanie wpływu mieszania mechanicznego paliwa (odpadów stałych) w warstwie na ruszcie, podczas spalania, na emisję do środowiska”, Praca dyplomowa. Politechnika Śl. Gliwice 2006r. Promotor: dr inż. T.Jaworski..

[10] Jaworski T., Wandrasz J.W., Kolb T., Gehrmann H.J., “Charakterystyka rozkładu czasu przebywania materiału odpadów w urządzeniu do spalania w skali półtechnicznej”. Termiczne Unieszkodliwianie Odpadów-Restruktutyzacja procesów termicznych. Praca zbiorowa pod redakcja Prof Janusza W.Wandrasza. Wydawca Futura, G.Łuczak. Poznań 2007.