Bruke Forbrenningsvarme Til Energi

sluttresultatet av forbrenning er nyttig energi-typisk i form av varme, kraft eller både varme og kraft. Dette kan brukes til å gi romoppvarming til bygninger, prosessoppvarming for industrielle behov, elektrisitet til bruk på stedet eller salg til nettet, eller samtidig generering av varme og elektrisitet (såkalt “kombinert varme og kraft” eller CHP). Vanligvis blir forbrenningsvarmen fanget i form av varmt vann, varm luft eller damp.

de fleste gårdene har ikke betydelige behov for forbrenningsvarme, med unntak av gårdsoppvarming om vinteren i kaldt klima. Imidlertid bør gårder vurdere potensialet for å levere forbrenningsbrensel til bolig -, kommersielle eller industrielle kunder.

Forbrenningsutstyr

Forbrenningsutstyr er tilgjengelig i en rekke størrelser og konfigurasjoner, selv om utvalget har en tendens til å være mindre enn for forbrenning av fossilt brensel. Det er vanligvis dyrere enn olje-eller naturgassfyrte enheter, men biomassebrensel er vanligvis billigere – noe som resulterer i langsiktige besparelser for brukeren. Det er mange eksempler på biomasse forbrenningssystemer som brukes til å varme drivhus på gårder.

de to hovedkategorier av biomasse forbrenningsutstyr er boligsystemer og kommersielle / industrielle systemer.

Boligforbrenningsutstyr

en peis er den vanligste formen for boligforbrenningsutstyr – men det pleier også å være svært ineffektivt (det meste av varmen går tapt opp i skorsteinen). Mange andre typer ovner og ovner er tilgjengelige som gir en høyere effektivitetsmetode for bruk av forbrenningsvarme i hjemmet. Vanligvis er utstyret kun egnet for en type biomassebrensel, så det er viktig å velge riktig komfyr for drivstoffet du ønsker å brenne.

Vedovner er et mer effektivt middel for å brenne tre – de kontrollerer luftstrømmen og maksimerer utvinning av varme fra brennstoffet. Imidlertid er disse enhetene generelt kun egnet for brenning av cordwood.

Peisinnsatser er egentlig bare vedovner som er installert i åpningen av en eksisterende peis. De utfører mye som en vedovn og har lignende effektivitet karakterer.

Pelletsovner er designet for å forbrenne spesialproduserte trepellets. Disse pellets er produsert nøye spesifikasjoner, som gjør at ovner å operere mer effektivt og brenne renere enn typiske vedovner. Noen pelletsovner kan automatisk mate drivstoff inn i ovnen, noe som gjør dem litt enklere å bruke.

Biomasse Ovner er utformet for å brenne drivstoff pellets laget av andre materialer enn tre, som hvete halm, mais stover, eller gress. Sørg for å vite hvilken type drivstoff som en ovn er i stand til å forbrenne, som andre drivstofftyper kan skade ovnen eller føre til en usikker driftstilstand.

Maiskolber-i enkelte deler av landet er det populært å brenne avskallede korn som forbrenningsbrensel. På noen måter er kornkjerner en naturlig produsert drivstoffpellet. Mais brenner overraskende bra, men produserer ganske høye mengder aske som er mer utsatt for “slagging” (danner harde biter) enn treaske. I motsetning til de fleste andre biomassebrensler inneholder mais målbare mengder svovel (~0,1%, som fortsatt er mye lavere enn kull, for eksempel). Derfor er trepelletovner generelt ikke egnet for mais, og spesialbygde maisovner må brukes i stedet. Noen rapporter har antydet at mais ovner også fungere godt for biomasse, men sjekk med ovnen produsenten for å være sikker.

Kommersielt / Industrielt Forbrenningsutstyr

Kommersiell forbrenning utstyr er større og mer komplisert enn bolig enheter. Vanligvis blir levering av mat til forbrenningsovnen automatisert ved bruk av transportbånd og/eller skruer. Strømmen av drivstoff og luft styres nøye, og forholdene i forbrenningen justeres automatisk for å sikre maksimal effektivitet. Avanserte forurensningskontrollenheter (vanligvis en syklonisk separator som minimum) brukes til å holde partikkelutslipp innenfor regulerte grenser for stort utstyr.

disse systemene er vanligvis spesialbygde, basert på varmebehov og tilgjengelig drivstoff. Mens de fleste boligsystemer produserer oppvarmet luft, er kommersiell skala utstyr vanligvis designet for å produsere varmt vann eller damp.

Forbrenningseffektivitet

effektiviteten til forbrenningsutstyr er lik mengden nyttig varme som produseres dividert med den totale mengden varme som er tilgjengelig i drivstoffet.

effektiviteten til en enhet avhenger av kvaliteten på utstyret og måten den drives på. De fleste forbrenningsutstyr har høyest effektivitet når det kjøres med full effekt-effektiviteten faller av når varmebelastningen senkes. Typiske full-last forbrenningseffektivitet av ulike typer utstyr er vist i tabellen nedenfor.

Utstyr	Typisk Effektivitet (%)
Bolig Peis	-10 til 20	mye varm luft “lekker” ut skorsteinen
Bolig Innendørs Vedovn	40-70	Nyere modeller har en tendens til å ha mye høyere effektivitet enn vintage ovner. Tørt drivstoff og høy varme som trengs for maksimal effektivitet.
Bolig Pelletskamin	70-80	Konsekvent drivstoffkvalitet gir høy total effektivitet
Utendørs Tre Brenner	40-70	Effektiviteten er lavere under oppstart og tanking
Kommersiell Wood Chip Combustor	70-90	datastyrt-fungerer godt med en rekke drivstoff og fuktighet innhold

disse effektivitetsverdiene er basert på drivstoffets “høyere oppvarmingsverdi”. Vær også oppmerksom på at effektiviteten til disse enhetene faller hvis varmeeffekten er lav-de er designet for å fungere best ved topp eller nær-topp varmeeffekt.

Forurensning Og Luftkvalitetsproblemer

Biomasse Er et relativt rent drivstoff, når det gjelder luftforurensning, HVIS det brennes effektivt. Dette kan virke overraskende for folk som er vant til røykfylte branner eller trebrennere. Røyken fra disse ineffektive systemene inneholder imidlertid store mengder uforbrent drivstoff, noe som er et tegn på lav effektivitet. Høy effektivitet utstyr har generelt ingen synlige røykutslipp og ingen påviselig lukt.

det er fire hovedtyper av luftforurensning som kan produseres ved å forbrenne biomasse: 1) normale forbrenningsprodukter (karbondioksid og vann), 2) “ekstra” kjemiske forbindelser dannet under forbrenning, som svoveldioksider (SOx) og nitrogenforbindelser (NOx), 3) ikke-forbrente biomassemolekyler, som sot, og 4) askepartikler som er små nok til å flyte i luften (flyveaske og partikler).

Karbondioksid Og Vann

Karbondioksid og vanndamp er de to primære gassene som slippes ut fra en forbrenner. Typisk biomasseforbrenning produserer ca. 1,8 kg CO2 og 0,5 kg vanndamp per tørre kg drivstoff.

Karbondioksid og vanndamp har tradisjonelt ikke vært tenkt som forurensende stoffer. Økte bekymringer om global oppvarming har imidlertid ført til statlige bekymringer om utslipp av karbondioksid. Noen regjeringer har innført CO2 – utslippsgrenser for forbrenningsanlegg. Imidlertid anses biomasseforbrenning vanligvis for å være “karbonnøytral”, noe som betyr at karbondioksidet som avgis ved forbrenning av biomasse, absorberes av de voksende avlingene som senere skal brukes til drivstoff. På grunn av dette er karbondioksidutslipp fra biomasseforbrenning generelt ikke begrenset.

Biomasse forbrenning “smokestacks” har ofte skyer av hvit, bølgende sky stiger fra sine topper. Dette er vanndampen i forbrenningseksosen som kondenserer til vanndråper når den avkjøles. Noen mennesker tror feilaktig at skyen over en biomasseforbrenner er et tegn på forurensning; i virkeligheten er gassene fra forbrenningen ofte veldig rene.

NOx Og SOx

mens moderne biomasseforbrennere generelt har lave utslipp sammenlignet med mange andre drivstoff, er det noen forurensende stoffer fra biomasseforbrenning som er av interesse.

de viktigste miljøgiftene å være bekymret for når du forbrenner biomasse er oksider av nitrogen-NO2 og NO3. De er vanligvis referert til som “NOx” – utslipp, og de dannes når nitrogen i luften kjemisk kombinerer med oksygen i løpet av forbrenningen. NOx i atmosfæren kan kombineres med vanndamp for å danne salpetersyre, og har blitt identifisert som en betydelig kilde til surt regn. Varmere forbrenning produserer mer NOx, mens kjøligere forhold produserer mindre. Nox-utslipp fra en biomasseforbrenner er typisk lik de fra en kullfyrt forbrenner eller et annet fossilt brenselsystem, og er generelt mer avhengig av utformingen av forbrenningsutstyret enn typen drivstoff.

Svoveloksidforbindelser (“SOx”) er et annet forbrenningsprodukt som antas å være en kilde til surt regn – molekylene kombinerer med vann for å danne svovelsyre. SOx-forbindelser dannes når svovel i drivstoffet kombinerer med oksygen under forbrenningsprosessen. Kull har vanligvis høye nivåer av svovel, mens de fleste biomasse har svært lite.

Sot Og Kreosot

” Sot ” er en fellesbetegnelse for ikke-forbrente eller delvis forbrente partikler i eksosgass. “Kreosot”, derimot, refererer til en tarry væske som kondenserer etter ufullstendig forbrenning av biomasse (kull kan også produsere kreosot). Mens bolig peiser og vedovner har lenge vært kilder til disse forurensende stoffer, produserer høy effektivitet forbrenning utstyr lite eller ingen av disse materialene.

Partikler (aske)

mest aske fra forbrenning forblir i forbrenningsovnen. Imidlertid blåses små mengder av den fineste aske (kalt “flyaske”) ut av brenneren med eksosgassen. Kommersiell forbrenning utstyr bruker aske-fangst enheter som “syklon separatorer” og “bag hus” for å fjerne det meste av denne asken før den slippes ut i atmosfæren.

Luftkvalitetsforskrifter

luftutslipp fra meget stort forbrenningsutstyr (dvs. kraftverk) er regulert av føderal lov. Mindre utstyr er regulert av statlige og lokale regler. Disse forskriftene krever generelt forhåndstillatelse og regelmessig testing av stakkgasser for å sikre complicance med reglene. Ofte er det minste forbrenningsutstyret (dvs. boligutstyr) er ikke regulert på denne måten. I stedet kan produsenter av små enheter bli pålagt å bekrefte at utstyret oppfyller visse minimumskrav.

For Ytterligere Informasjon

Forbrenning: Intro | Råstoff | Prosessering | Utnyttelse

• Ressurser Fra Wood2Energy, University Of Tennessee:
  • En Tilstand Av Vitenskap og Teknologi. Dyptgående publikasjon om forbrenningsteknologier. 2010.
  • Database For Biomasse-Brukere i Usa og Canada. Database av tre til energi næringer, produsenter og brukere, søk-stand av flere egenskaper. 2010.

• Ressurser FRA BERC, Biomasse Energy Research Center:
  • Community-Skala Teknologi Oversikt.
  • Fordelene ved å bruke biomasse energi for skoler og lokalsamfunn. Informasjonsark.
  • Biomasse energi og karbondioksid. Informasjonsark.
  • Biomasse forbrenningsutslipp faktaark. Informasjonsark.
  • 50 + case-studier av best-i-klassen biomasse energisystemer over hele verden.
  • Flisvarmeveiledning for kommersielle og institusjonelle innstillinger.
  • Nasjonal database av biomasse energi prosjekter

• Ressurser Fra Penn State Cooperative Extension:
  • Kommersiell Skala Biomasse Oppvarming Utstyr.
  • Co-Avfyring Biomasse Med Kull.
• Ressurser Fra Cornell Cooperative Extension, Oppvarming Med Tre:
  • Sammenligning Av Forbrenningsutstyr
  • Vedovnssikkerhet
  • Riktig Vedlikehold
  • Beste Brennpraksis
  • Kjøpe Ved
• Pellet Fuels Institute: Industristandarder og tilgjengelighet.
• Forbrenningsforurensende Stoffer. Utah State Universitys Offisielle Nettsted

Andre artikler i Denne Forbrenningsserien:

• Biomasse Råstoff For Forbrenning
• Hvor Mye Varme Har Biodrivstoff?
• Introduksjon Til Biomasseforbrenning
• Behandling Av Biomasse For Forbrenning
• Shell Mais Som Drivstoff For Drivhusvarme
• Ved Hjelp Av Forbrenningsvarme For Energi
• Trevarme For Drivhus

Bidragsytere Til Denne Artikkelen

Forfatter

• daniel Ciolkosz, Forlengelsesassistent, Penn State

Fagfellevurderte