Analýza procesu zplyňování biomasy pro integrované systémy výroby elektřiny a tepla

Abstract

Hlavním cílem práce je koncepční návrh a sestavení modelu kogenerační jednotky s integrovaným zplyňováním snažící se dosáhnout co nejlepších energetických parametrů za technicky a ekonomicky přijatelných podmínek. Předmětem úvodní části práce je proto rešerše technologie zplyňování ve smyslu popisu základních principů, částí technologie zplyňování s následným využitím generátorového plynu a možnosti zvyšování účinnosti využíváním odpadního tepla. Navazující část se zaměřuje na problematiku modelování procesu zplyňování studiem termochemické rovnováhy hlavních zplyňovacích reakcí a možnými přístupy modelování. Pro modelování zplyňování se hojně využívá software Aspen Plus, proto jsou možnosti a principy jeho použití diskutovány. Stěžení částí je sestavení modelů zplyňování v Aspenu Plus, přičemž jsou pracovány dva typy modelů. Prvním typem jsou základní modely zplyňování studující okolnosti volby různých zplyňovacích médií a vstupních parametrů. Poznatky a závěry prvních modelů jsou aplikovány na druhý typ, tedy model kogenerační jednotky s integrovaným zplyňováním.

The main goal of the thesis is a conceptual design and model development of a combined heat and power unit with integrated gasification, the goal of which is to achieve the best possible energy parameters under technically and economically acceptable conditions. The subject of the introduction of the thesis is the research of gasification technology in the sense of the description of the basic principles, parts of gasification technology with the subsequent use of generator gas, and the possibility of increasing efficiency by using waste heat. The subsequent part focuses on the issue of modelling the gasification process by studying the thermochemical balance of the main gasification reactions and possible modelling approaches. Aspen Plus software is widely used for gasification modelling, therefore the possibilities and principles of its use are discussed. The main part is the development of gasification models in Aspen Plus, therefore two types of models are processed. The first are basic gasification models studying the consequences of the choice of different gasification media and input parameters. The results and conclusions of the first models were applied to the second type, i.e. a model of a combined heat and power unit with integrated gasification.