Search

Augantys švarios ir tvarios energijos poreikiai bei nacionaliniai ir europiniai energetinio nepriklausomumo siekiai skatina ieškoti naujų ir pranašesnių energijos generavimo metodų. Tarp perspektyvių energijos gamybos būdų galima rasti – biomasės dujinimo technologiją. Biomasės dujinimas yra anglies pagrindu sudaryto kuro termocheminė konversija aukštoje temperatūroje, apimanti dalinę kuro elementų oksidaciją. Šio proceso rezultatas – sintetinės (sintezės) dujos (CO2, CO, H2, CH4), kurios gali būti plačiai panaudojamos šilumos gamybos, kogeneracijos arba moderniose energijos generavimo sistemose. Siekiant pažinti biomasės dujinimo technologiją yra įvardinami naudojami ištekliai – kuras (biomasė) ir jų potenciali naudojimo plėtra, pagrindinės reakcijos (Boudouard, anglies dujinimo, vandens garų konversijos ir metano susidarymo), procesai (džiovinimas, pirolizė, oksidacija ir anglies dujinimas) bei naudojami įrenginiai ir jų charakteristikos. Projektuojant dujinimo įrangą arba analizuojant kuro išnaudojimo energijos gamyboje galimybes, atsiranda poreikis nustatyti sintezės dujų struktūrą. Šiuo tikslu, pasiremiant literatūros šaltiniais yra apibrėžiamas termodinaminės pusiausvyros matematinis modelis, kuris naudojantis biomasės elementine kuro sudėtimi, padeda nustatyti sintetines dujas sudarančių komponenčių koncentracijas. Pasinaudojant sintezės dujų skaičiavimo kodu, yra tiriama mišrios medienos skiedrų sudėtis: C – 48,77 %, H – 5,85 %, N – 0,05 %, S – 0,01 %, O – 44,52 %, A – 0,8 %. Padarytos CO2, CO, H2, N2, CH4 koncentracijų kitimo kreivės parodė, jog augant skiedų drėgmės kiekiui (nuo 0 % iki 25 %) arba dujinimo temperatūrai (nuo 700 oC iki 1100 oC) – degiųjų komponentų koncentracijos (CO, H2, CH4) daugeliu atvejų mažėja, dėl to krenta ir sintezės dujų šiluminė vertė (drėgmės kitimo atveju: nuo 4,22 MJ/Nm3 iki 3,24 MJ/Nm3; temperatūros kitimo atveju: nuo 4,67 MJ/Nm3 iki 3,38 MJ/Nm3). Trečioje darbo dalyje yra išanalizuotos biomasės dujinimo mikro–kogeneracinės jėgainės projekto ekonominės galimybės. Apskaičiuoti parametrai: vidinė grąžos norma – 21 % (diskonto norma – 6 %), grynoji dabartinė vertė – 172 210 Eur, tikrasis atsipirkimo laikas – 5,72 metų, rodo, jog nagrinėta investicija yra rentabili. O atlikta jautrumo analizė, kurios metu buvo keičiamas paramos intensyvumas (nuo 0 % iki 50 %), diskonto norma (nuo 3 % iki 9 %), elektros (nuo 70 Eur/MWh iki 140 Eur/MWh) ir biokuro (nuo 7 Eur/MWh iki 17 Eur/MWh) kainos, atskleidė, jog vienam iš parametrų, bloginant projekto ekonominį efektyvumą, daugeliu atvejų jis lieka priimtinu įgyvendinti., The growing demand for clean and sustainable energy, as well as national and European aspirations for energy independence, are encouraging the search for new and superior methods of energy generation. Among the promising ways of energy production can be found – biomass gasification technology. Biomass gasification is the thermochemical conversion of a carbon-based fuel at high temperature, involving the partial oxidation of fuel elements. The result of this process is synthetic (synthesis) gas (CO2, CO, H2, CH4), which can be widely used in heat production, cogeneration or modern energy generation systems. In order to get acquainted with biomass gasification technology, biomass and its potential use development, main reactions (Boudouard, coal gasification, water vapor conversion and methane formation), processes (drying, pyrolysis, oxidation and carbon gasification) and equipment with characteristics are defined. When designing gasification equipment or analyzing the possibilities of fuel utilization in energy production, there is a need to determine the structure of synthesis gas. For this purpose, based on literature sources, a mathematical model of thermodynamic equilibrium is defined, which, using the elemental fuel composition of biomass, helps to determine the concentrations of components forming synthetic gases. Using the synthesis gas calculation code, the composition of mixed wood chips is investigated: C – 48,77 %, H – 5,85 %, N – 0,05 %, S – 0,01 %, O – 44,52 %, A – 0,8 %. The curves of CO2, CO, H2, N2, CH4 concentrations showed that with increasing moisture content of wood chips (from 0% to 25%) or gasification temperature (from 700 oC to 1100 oC) – concentrations of flammable components (CO, H2, CH4) in most cases it decreases, which also reduces the calorific value of the synthesis gas (in case of moisture change: from 4,22 MJ/Nm3 to 3,24 MJ/Nm3; in case of temperature change: from 4,67 MJ/Nm3 to 3,38 MJ/Nm3). In the third part of the work, the economic possibilities of the biomass gasification micro–cogeneration power plant project are analyzed. The calculated parameters: internal rate of return – 21% (discount rate – 6%), net present value – 172,210 Eur, actual payback period – 5,72 years, show that the examined investment is efective. Sensitivity analysis, during which the support intensity (from 0% to 50%), discount rate (from 3 % to 9 %), electricity (from 70 Eur/MWh to 140 Eur/MWh) and biofuel (from 7 Eur/MWh to 17 Eur/MWh)) prices were changed, revealed that when one of the factors deteriorating the project's economic efficiency, in many cases it remains acceptable to implement.

Pagrindinis šio darbo tikslas katalitinio dervų pašalinimo tyrimas, siekiant įvertinti dviejų pasirinktų katalizatorių Lietuvoje randamo dolomito ir naudotų padangų pirolizės metu gaunamos anglies efektyvumą aukštoje temperatūroje skaidyti dervas sudarančius angliavandenilius ir nustatyti optimalias darbines sąlygas, kurių pagrindu būtų galima sukurti naujas funkcines medžiagas ir technologinius sprendimus., The main objectives of this work are investigation of catalytic tar removal from producer gas, evaluation of two selected catalysts, namely, dolomite mined in Lithuania and used tire pyrolysis derived char, for destruction efficiency of tar-containing hydrocarbons at high temperatures, and determine the optimum operating conditions as a basis for the development of new functional materials and technological solutions.

Susidarantys nuotekų dumblo kiekiai ateityje didės, kadangi šalyje panaudojant ES paramą plėtojamas vandentiekio ir nuotekų surinkimo tinklas. Nuotekų dumblas yra neišvengiamas nuotekų valymo proceso produktas, kuriame yra labai daug kenksmingų medţiagų. Dumblo perdirbimo ir panaudojimo galimybės Europoje pastaruoju metu intensyviau plėtojamos. Naujausios nuotekų dumblo panaudojimo galimybės, turinčios labai didelį mokslininkų susidomėjimą yra šios: deginimas (išgaunant energiją), drėgnas oksidavimas, pirolizė, dujinimas, deginimas kartu su kuru, kuris yra naudojamas energijai išgauti (pvz. biokuras). Darbo metu nagrinėtos dvi dumblo panaudojimo galimybės energetikoje: dumblas, kaip trąša energetinių ţeldinių plantacijose ir dumblo dujinimas maišant su medienos biomase. Pirmoje darbo dalyje atliktas prieš 19 metų pasodintos energetinių ţeldinių plantacijos tyrimas. Tyrimo metu nustatytas medienos masės prieaugis ir sunkiųjų metalų pasisavinimas. Antroje darbo dalyje nustatyti dumblo ir jo mišinių su medienos biomase pagrindiniai kuro parametrai: drėgmė, šilumingumas, CHNS-O kiekiai, peleningumas, sunkieji metalai. Atlikta termogravimetrinė dumblo ir jo mišinių su medienos biomase analizė pagal pasirinktus dujinimo parametrus, kai pastoviai keliama temperatūrą 20 ˚C /min iki 995˚C, o oro padavimas yra 5 %, 10 % ir 17,5 %. The amount of formed sewage sludge will be on the increase because of development of plumbing and wastewater accumulation network when using EU support in the country. Sewage sludge is inevitable product of the process when cleaning the wasterwater, there are a lot of harmful materials in it. The opportunities to reprocess and use sewage sludge in Europe are increasing more intensively recently. Scientists are interested in those newest opportunities to use sewage sludge: combustion (extracting energy), wet oxidation, pyrolisis, gasification, combustion with fuel, which is used to obtain energy (e. g. biofuels). During the work there were pending two opportunities how to resort sewage sludge in energetics: sewage sludge as a fertiliser in energetic plantations and the gasification of sewage sludge mixing it with biomass of wood. There was done the analysis of the 19 years old plantation of power afforests in the first part of work. During the analysis the increase of wood-pulp and the assimilation of hevy metals were found. During the second part of work there were established the main fuel parameters of sewage sludge and its compounds with wood-pulp: moisture, calorific value, amounts of CHNS-O, ash-content, heavy metals. Thermogravimetric analysis of sewage sludge and its compounds with wood-pulp was done by the selected gasification parameters, when the temperature is constantly raising to 995 ˚C every 20 ˚C /min, and the innings of air is 5 %, 10 % and 17,5 %.