Analiza rentabilnosti se osredotoča na uporabo utekočinjenega lesa v sistemih za soproizvodnjo toplote in elektrike, ki bazirajo na različnih tehnologijah. V analizi so zajeti vsi relevantni faktorji, ki vplivajo na povračilno dobo investicije v kogeneracijski sistem, ki deluje z utekočinjenim lesom. Opravljena je tudi primerjava z konvencionalnimi gorivi, ki imajo praviloma nižjo obratovalno podporo. Analiza pokriva dva razpona moči in sicer 1MW in 100kW. Pri 1MW moči, so v primerjavi vključeni plinska turbina, batni motor, ORC in parna turbina, medtem ko pri 100kW analiza vključuje le plinsko mikroturbino in batni motor zaradi nedobavljivosti ostalih sistemov v tem intervalu moči. Občutljivostna analiza nakazuje na izrazito občutljivost dobe vračanja na ceno goriva ter na električni in toplotni izkoristek sistema. V okviru sprejemljive dobe vračanja, ki v aktualnih razmerah na trgu znaša okvirno 5 let, je določena tudi mejna cena utekočinjenega lesa. To ceno je mogoče doseči z ustrezno formulacijo goriva in z ustrezno nizkimi (grosističnimi) nabavnimi cenami surovin.
F.01 Pridobitev novih praktičnih znanj, informacij in veščin
COBISS.SI-ID: 13905179V študiji je opravljena analiza hitrostnega polja utekočinjenega lesa, zmesi glicerola in dietilen glikola ter dizelskega goriva na izstopu iz dvo-tokovne šobe, namenjene za uporabo v turbinskih motorjih. Namen študije je identificirati razlike in potencialne vplive goriv na proces razprševanja ter s tem predvideti ustreznost šobe za razprševanje utekočinjenega lesa. Analiza je opravljena za različne masne tokove in temperature goriva, za atomizacijsko sredstvo je uporabljen zrak s tlakom 3,5 bara in 6,5 bara. Analiza je bila opravljena z orodjem ADMflow, ki hitrosti oblaka delcev določi s pomočjo advekcijsko-difuzijske enačbe. Rezultati nakazujejo na velik vpliv tlaka atomizacijskega zraka ter gostote goriva in zmeren vpliv masnega toka goriva. Temperatura goriva ima na hitrostno polje manjši vpliv. Razlike so opazne predvsem v koncentracijskem polju in v evoluciji hitrosti v osni smeri curka ter v porazdelitvi vrednosti hitrosti po posameznih hitrostnih razredih. Potencialni vpliv razprševalnih parametrov na zgorevalni proces v turbinskih motorjih je deljen in nakazuje potrebo po kompromisu med penetracijo curka v osni smeri, ki se povečuje z atomizacijskim tlakom ter med intenziteto mešanja curka z okoliškim zrakom, ki se z atomizacijskim tlakom prav tako povečuje. Rezultati nakazujejo, da je za optimalno nastavitev atomizacijskega tlaka potrebno upoštevati predvsem gostoto goriva, ki prav tako vpliva na evolucijo hitrosti v osni smeri ter pomembno vpliva na penetracijsko sposobnost curka v zgorevalno komoro.
F.02 Pridobitev novih znanstvenih spoznanj
COBISS.SI-ID: 13905435V prispevku je obravnavan vpliv postopka višanja pH vrednosti za posamezno formulacijo utekočinjenega lesa, na parametre zgorevanja v laboratorijski plinski turbini ter na izpuste škodljivih snovi. Najprej je z inovativnim postopkom proizvedena formulacija utekočinjenega lesa z razmerjem reaktantov (1:1,5:1,5 – les:glicerol:dietilen glikol) ob uporabi para toluensulfonske kisline za katalizator. Količina paratoluensulfonske kisline je določena po vnaprej predpisanem postopku in znaša 3% mase glikolov, kar privede do pH vrednosti končnega produkta 2,5. Delna nevtralizacija utekočinjenega lesa je izvedena z amonijevim hidroksidom po zaključenem postopku utekočinjanja. V primeru delne nevtralizacije kislega katalizatorje so zaželjene baze, ki ne vsebujejo kovin in v gorivo ne vnašajo dodatnih prekurzorjev za pepel. Utekočinjen les z višjo pH vrednostjo potencialno izkazuje večjo stabilnost med skladiščenjem ter ima predvidoma manjši vpliv na materiale pri povišani temperaturi. Karakterizacija zgorevanja nakazuje, da se termodinamski parametri in izpusti škodljivih snovi v primerjavi z osnovno formulacijo ne spremenijo bistveno, razen v primeru izpustov NOx. Ti se povečajo, kar je moč pripisati dodatno vnesenemu dušiku v gorivo. Izkoristek konverzije dušika v gorivu v NOx v izpušnih plinih je običajno visok in v primeru utekočinjenega lesa znaša okvirno 33%, kar privede do 20 ppm višjih izpustov NOx po celotnem delovnem območju. Rezultati nakazujejo, da bi bila nevtralizacija v primeru znatnih prednosti v procesu priprave goriva smiselna kljub nekoliko višjim izpustom NOx.
F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 13905947