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
Instructions for the author
Authors
Date
2008
Department
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, PekkaThesis advisor
Simell, PekkaKeywords
biomass gasification, biomassan kaasutusprosessi, hot filter blinding, kuumasuodattimen tukkeutumisilmiö, tars, tervat, ceramic filter candle, keraaminen kynttiläsuodatin, tar model compound, malliaine, coke formation, koksaantuminen