Projekt UPS-PLUS

Tytuł projektu

Optymalizacja procesu spalania i waloryzacja ubocznych produktów spalania dla wypełnienia założeń gospodarki o obiegu zamkniętym, UPS-Plus
Kierownik projektu 
Sylwester Kalisz
Dr hab. inż. Prof. PŚ
Nazwa instytucji/firmy
Politechnika Śląska w Gliwicach, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
Źródło dofinansowania
Fundacja na rzecz Nauki Polskiej
Program
TEAM-TECH Core Facility

 

1/2

Głównym celem projektu jest stworzenie dedykowanego zespołu i portfela usług z wykorzystaniem stanowiska badawczego Core Combustion Facility dla realizacji koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym poprzez optymalizację procesu spalania i uzyskanie produktów ubocznych spalania, które mogą zostać zawrócone do gospodarki.

Optymalizacja procesu spalania paliw stałych niskiej jakości (np. biomasa rolna lub paliwo odpadowe) polegać będzie na ulepszaniu właściwości paliwa za pomocą dodatków ukierunkowanych na obniżenie niekorzystnych procesów żużlowania, zanieczyszczania i korozji wysokotemperaturowej palenisk oraz redukcję emisji NOx, Hg, HCl, HF i NH3. Ostatecznym celem optymalizacji jest wytworzenie określonych produktów ubocznych spalania, które mogą zostać poddane funkcjonalizacji termicznej i chemicznej dla uzyskania przydatnych materiałów wtórnych zawracanych do gospodarki, np. geomat, izolacji lub materiałów sorpcyjnych. 

W projekcie waloryzacja paliw oraz optymalizacja procesu spalania wykonana zastanie przy wykorzystaniu haloizytu - glinokrzemianu o specyficznych i unikalnych własnościach fizykochemicznych. Wykorzystanie innowacyjnych addytywów na bazie haloizytu może wyraźnie złagodzić powyższe negatywne zjawiska eksploatacyjne oraz zmniejszyć nadmierne obciążenie środowiska gdyż addytywy na bazie glinokrzemianów absorbują metale lekkie tworząc związki o pożądanej wysokiej temperaturze topliwości, a także metale ciężkie, np. rtęć.

Core Combustion Facility (CCF)

 

1 - Moduł rusztu wibracyjnego 

2 - Komora paleniskowa

3 - Radiacyjna część testowa

- Podgrzewana radiacyjna część testowa

- Kanał poziomy

6,7 - Konwekcyjna część testowa

- Kołnierze montażowe sondy osadczej oraz korozyjnej

- Lej zasypowy

10 - Zawory bezpieczeństwa

11 – Kanał pionowy

12 - Wentylator powietrza

13 - Zawory do regulacji ilości powietrza chłodzącego

14 - Przepływomierz

15 - Nagrzewnica powietrza

16 - Rozdzielacz powietrza chłodzącego

17 - Układ chłodzenia spalin

18 - Układ oczyszczania spalin

1/1
1/1

STRUKTURA PRAC PROJEKTU

 

  • WP 1 - OPTYMALIZACJA PROCESU SPALANIA

 

W ramach zadania 1 proces spalania paliw o niskiej jakości zostanie zoptymalizowany, biorąc pod uwagę nie tylko fizyczne parametry procesu, ale także i własności spalanych paliw. Zakres zadania obejmuje:

 

- badania wpływu modyfikacji składu spalanej mieszanki poprzez dodatek różnego rodzaju addytywów (np. minerałów z grupy glinokrzemianów) wraz z determinacją ich wpływu na intensywność zjawiska zanieczyszczania powierzchni ogrzewalnych kotła oraz ich korozji, ze szczególnym naciskiem na korozję wysokotemperaturową

 

- optymalizację samych parametrów procesu spalania w kierunku redukcji ilości emitowanych szkodliwych związków, zarówno gazowych, jak stałych, między innymi: Hg, NOx, HCl, NH3 czy też HF

 

T1.1 – Dodatki paliwowe i paleniskowe

T1.2 – Zjawisko zanieczyszczania powierzchni ogrzewalnych kotła

T1.3 - Zjawisko korozji podczas spalania niskojakościowych paliw

T1.4 - Emisja gazowych i stałych substancji szkodliwych

 

  • WP2 - WALORYZACJA UBOCZNYCH PRODUKTÓW SPALANIA

 

Optymalizacja warunków spalania niskojakościowych paliw ma na celu otrzymanie ubocznych produktów spalania (UPS) o określonych parametrach tak, aby rezultatem ich termicznej i/lub chemicznej funkcjonalizacji było wytworzenie produktu możliwego do dalszego wykorzystania gospodarczego, między innymi przez producentów geomat, materiałów izolacyjnych lub sorpcyjnych.

 

W ramach zadania 2 przeprowadzona zostanie wnikliwa analiza możliwości kaskadowego wykorzystania UPS przy zastosowaniu metodologii opartej między innymi o badania materiałowe dotyczące wytwarzania i/lub przetwarzania materiałów nanostrukturalnych, kompozytowych i polimerowych. Nacisk położony zostanie również na metodach usuwania NH3 z powstałego podczas spalania popiołu lotnego oraz możliwości kontrolowania emisji Hg poprzez jej mobilizację w strukturze popiołu dennego.

 

T2.1 - Termiczna i chemiczna funkcjonalizacja produktów ubocznych spalania

T2.2 - Usuwanie amoniaku z popiołu lotnego przy wykorzystaniu czynnika utleniającego

T2.3 - Przechwytywanie i kontrola rtęci

  • WP3 - PROOF OF CONCEPT

 

W ramach zadania 3 zostaną wykonane badania potwierdzające słuszność koncepcji (proof of concept) polegające na predykcji własności regranulatów na bazie polietylenu i polipropylenu wytwarzanych z niehomogenicznego strumienia surowców poużytkowych modyfikowanych ubocznymi produktami spalania (UPS) w oparciu o model na bazie sztucznych sieci neuronowych (SSN) i badania w skali technicznej.

Efektem zadania będzie technologia pozwalająca na produkcje kilku kwalifikowanych regranulatów z materiałów poużytkowych z dodatkami napełniaczy na bazie UPS-ów oraz materiałów poużytkowych na bazie UPS-ów modyfikowanych materiałami nanostrukturalnymi takimi jak haloizyt.

 

 

 

UŻYTECZNOŚĆ ODPADÓW

Propozycja waloryzacji ubocznych produktów spalania

Zapraszamy do przeczytania artykułu dotyczącego projektu UPS-Plus.

Artykul.jpg
kmiue.png
politechnika_sl_logo_pion_pl_rgb.jpg

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI