Kuumasuodattimen tukkeutumisilmiön simulointi laboratorio-oloissa

No Thumbnail Available

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Date

2008

Major/Subject

Energiatalous ja voimalaitostekniikka

Mcode

Ene-59

Degree programme

Language

fi

Pages

76

Series

Abstract

Työn kirjallisuusosassa esitetään kaasutusprosesseja. Työssä kuvataan biomassan kaasutuksesså muodostuvien tervojen aikaansaama kuumasuodattimen tukkeutumisilmiö, joka on yksi suurimmista kehittyneiden kaasutusprosessien kaupallistamisen esteistä. Lisäksi esitettiin lyhyt katsaus uusimmista kaasutuskaasun kuumasuodatuksen kehityssuunnista. Kokeellisessa osassa simuloitiin suodatinjärjestelmän tukkeutumista tervan malliaineen läsnä ollessa korkeassa lämpötilassa. Suodatinjärjestelmä koostui keraamisesta kynttiläsuodattimesta, jonka pintaan syötettiin lentotuhkaa pneumaattisesti avustetulla ruuvisyöttimellä. Tervan malliaine, joka koostui tolueenista, naftaleenista ja fenantreenista, syötettiin esilämmitettyyn typpivirtaan nestekromatografiapumpulla. Höyrystyneen tervamalliaineen ja typen seos johdettiin reaktoriin, jonka lämpötilaa voitiin säätää. Reaktorissa tervan malliaineen ja kantokaasun seos johdettiin suodatinjärjestelmän läpi otsapintanopeudella 4 cm/s. Tässä työssä onnistuttiin todentamaan kuumasuodattimen tukkeutumisilmiö laboratorio-oloissa ja selvittämään tukkeutumiseen liittyviä tekijöitä. Lämpötilan, mutta ei malliaineen pitoisuuden, havaittiin vaikuttavan eksponentiaalisesti kuumasuodattimen tukkeutumisnopeuteen. Tukkeutumisen voitiin osoittaa johtuvan tervan malliaineen koksaantumisesta suodatinkakkuun. Koksin muodostuminen suodatinkakussa voitiin havaita kemiallisten analyysien lisäksi visuaalisesti. Visuaalisella tukkeutumisen havainnointimenetelmällä olisi suuri arvo kaupallisissa kaasutusprosesseissa. Tukkeutumisilmiö havaittiin vasta yli 725 °C:n lämpötiloissa, eli huomattavasti korkeammassa lämpötilassa kuin kaasutusprosesseissa on havaittu. Tässä työssä käytettiin kaasutuskaasun ja korkean paineen sijaan typpeä ja ilmanpaineista laitteistoa, mikä voi selittää eron tukkeutumislämpötiloissa prosessin ja koejärjestelyn välillä. Tukkeutumisilmiöön viittaavaa paine-eron nousua havaittiin myös ilman suodatinkakkua, joskin huomattavasti hitaampana kuin suodatinkakun kanssa. Tällä voi olla merkitystä kaasutusprosessissa, jossa keraaminen suodatin altistuu elinkaarensa aikana lukuisia kertoja tervoille ilman suojaavaa suodatinkakkua.

Description

Supervisor

Pirilä, Pekka

Thesis advisor

Simell, Pekka

Keywords

biomass gasification, biomassan kaasutusprosessi, hot filter blinding, kuumasuodattimen tukkeutumisilmiö, tars, tervat, ceramic filter candle, keraaminen kynttiläsuodatin, tar model compound, malliaine, coke formation, koksaantuminen

Other note

Citation