Investigation of combustion characteristics of indigenous lignite in a 150 kWt circulating fluidized bed combustor
150 kWt dolaşımlı akışkan yataklı yakıcıda yerli linyitin yanma özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 177304
- Danışmanlar: PROF. DR. NEVİN SELÇUK, YRD. DOÇ. DR. GÖRKEM KÜLAH
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Kimya Mühendisliği, Energy, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 218
Özet
Kömür, bugün en yüksek rezervlere sahip fosil yakıttır. Giderek katılaşan çevresel mevzuatlardan dolayı, kömür yakıtlı yakma sistemlerinde temiz kömür yakma teknolojileri kullanılmalıdır. Kömür kaynaklarından temiz ve verimli enerji eldesi için en uygun teknoloji ?Akışkan Yataklı Yakma? teknolojisidir. Bu kaynağın değerlendirilmesinde dolaşımlı akışkan yataklı (DAY) yakıcı teknolojisinin uygulamaları son on yılda hem kapasite hem de sayı olarak sürekli artmaktadır. Bu ünitelerin tasarımı, DAY şartlarında yakıt ve kireçtaşının yanma ve desülfürizasyon özelliklerinin belirlenmesi için pilot ölçekli tesislerde gerçekleştirilen yakma testlerine dayandırılmıştır. Ancak, yüksek uçucu madde, kükürt ve kül içeriği ile Türk linyitlerinin DAY kazanlarında değerlendirilmesi, DAY yakma teknolojisinin bu yakıtlara adapte edilmesini gerektirmektedir. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı yerli bir linyit kaynağının dolaşımlı akışkan yataklı yakıcıda yanma özelliklerinin belirlenmesi olmuştur.Bu çalışmada, mevcut 0,3 MWt Kabarcıklı Atmosferik Akışkan Yataklı Yakıcı (AAYY) Test Ünitesi'nde elde edilen kapsamlı deneyimlere dayanarak bir adet 150 kWt Dolaşımlı Akışkan Yataklı Yakıcı Test Ünitesi tasarlanmış ve Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü'nde kurulmuştur. Devreye alma testlerini takiben, Çan linyitinin DAY şartlarında yanma özelliklerini incelemek ve test ünitesinin tasarım verilerini deneysel bulgularla karşılaştırmak için yakma testleri gerçekleştirilmiştir.Yakma testlerinin yatışkın durum sonuçları, Çan linyitinin yüksek yanma verimliliği ile yakıldığını göstermektedir. Soğutma sisteminin iyi idare edilmesi sayesinde yakıcı boyunca sıcaklık profilinin neredeyse sabit olması sağlanmıştır. Seyrek bölgedeki düşük katı derişimi sebebiyle bu bölgedeki basınç düşümünün kayda değer olmadığı bulunmuştur. Kabarcıklı AAYY test ünitesinde aynı linyit yakılırken edinilen tecrübelerle karşılaştırıldığında, baca gazındaki CO ve NO derişimleri oldukça düşük, N2O derişimi ise yüksektir. Yatak altı külü ve dolaşan külün boyut dağılımlarındaki değişimler, deneyler arasındaki kolon hızı farkıyla iyi bir uyum içindedir. Basınç denkliği modelinin geçerliliği ve öngörü doğruluğunu test etmek amacıyla, test çalışmalarının sonuçlarına dayanan düzeltilmiş girdi verileri kullanılarak model test ünitesine tekrar uygulanmıştır. Model öngörülerinin deneysel sonuçlarla karşılaştırılması, öngörülerin ölçümlerle kabul edilebilir bir uyum içinde olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, 150 kWt DAYY Test Ünitesinin başarımı, yerli linyit kaynaklarının dolaşımlı akışkan yataklı yakıcılardaki yanma ve kükürt giderme özellikleri üzerine yapılacak uzun dönemli araştırma çalışmalarında kullanım için tatmin edici bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Coal is today the fossil fuel which offers the greatest proven reserves. Due to increasingly stringent environmental legislation, coal fired combustion systems should be based on clean coal combustion technologies. For clean and efficient energy generation from coal reserves, the most suitable technology known to date is the `Fluidized Bed Combustion? technology. Applications of circulating fluidized bed combustion (CFB) technology have been steadily increasing in both capacity and number over the past decade for the utilization of this resource. Designs of these units have been based on the combustion tests carried out in pilot scale facilities to determine the combustion and desulfurization characteristics of the coals and limestones in CFB conditions. However, utilization of Turkish lignites with high ash, volatile matter and sulfur contents in CFB boilers necessitates adaptation of CFB combustion technology to these resources. Therefore, it has been the objective of this study to investigate combustion characteristics of an indigenous lignite in a circulating fluidized bed combustor.In this study, a 150 kWt Circulating Fluidized Bed (CFB) Combustor Test Unit was designed and constructed in Chemical Engineering Department of Middle East Technical University, based on the extensive experience acquired at the existing 0.3 MWt Bubbling Atmospheric Fluidized Bed Combustor (AFBC) Test Rig. Following the commissioning tests, combustion tests were carried out for investigation of combustion characteristics of Çan lignite in CFB conditions and for comparison of the design of the test unit with experimental findings.The steady state results of the combustion tests reveal that Çan lignite is fired with high combustion efficiency. Temperature profile along the riser is achieved to be almost uniform by good control of cooling system. Pressure drop through the dilute zone is found to be negligible because of low solid hold up in this zone. CO and NO concentrations within the flue gas are fairly lower, whereas N2O concentration is higher compared to the ones obtained in the bubbling AFBC test rig firing the same lignite. The deviation of particle size distributions of bottom ash and circulating ash among the tests are in line with the deviation of superficial velocity. In order to assess the validity and predictive accuracy of the pressure balance model, it was reapplied to the test unit utilyzing the revised input data based on the results of the combustion tests. Comparison of the model predictions with experimental results revealed that the predictions have acceptable agreement with the measurements. In conclusion, the performance of 150 kW CFBC Test Unit was found to be satisfactory to be utilized for the long term research studies on combustion and desulfurization characteristics of indigenous lignite reserves in circulating fluidized bed combustors.
Benzer Tezler
- Investigation of SO2 removal characteristics with limestone under oxycombustion conditions
Oksiyanma koşullarında kireçtaşı ile SO2 giderme karakteristiklerinin incelenmesi
SEVİL AVŞAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİKA DİLEK SANİN
PROF. DR. AYSEL ATİMTAY
- Geliştirilen bir yakıcıda kömür gazlarının yanma karakteristiklerinin deneysel ve sayısal olarak araştırılması
Experimental and numerical investigations of combustion characteristics of coal gases in a developed combustor
SERHAT KARYEYEN
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA İLBAŞ
- Investigation of combustion characteristics of biomass and coal mixtures in a circulating fluidized bed combustor
Biyokütle-kömür karışımlarının dolaşımlı akışkan yataklı kazanlarda yanma karakteristiklerinin incelenmesi
MURAT VAROL
Doktora
İngilizce
2013
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. AYSEL ATİMTAY
- Pamuğun çeşitli çevre şartlarında yanma karakteristiğinin incelenmesi
Investigation of combustion characteristics of cotton in various environmental conditions
MERVE KIRGIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ALTUNDAĞ
- Bazı Türk linyitlerinin akışkan yatakta yanma özellikleri ve aglomerasyonlarının incelenmesi
Investigation of combustion characteristics and agglomeration of some Turkish lignites in a fluidised bed combustor
BİLGİN HİLMİOĞLU