Peletizace popílku z regeneračního kotle produkovaného při výrobě buničiny

Bc. Jan Spudil

Master's thesis

Pelletization of fly ash from a recovery boiler produced during pulp production

Abstract:

Diplomová práce se věnuje stanovení vlivu výrobních parametrů popílku z regeneračního kotle na vlastnosti pelet. Popílek vzniká spalováním černého louhu ze sulfátového procesu výroby buničiny. Hodnocenými faktory byly vybrané parametry procesu peletování. V testu sítové analýzy byla hodnocena odolnost pelet proti drolení. Druhým testem byla zkoumána absolutní vlhkost pelet při zvyšující se relativní vlhkosti vzduchu. Třetí byl test hustoty a ověřoval souvislost mezi výrobními parametry a hustotou pelet. Čtvrtý test hodnotil rychlost rozpouštění jednotlivých variant pelet oproti nepeletovanému popílku a dalším práškovým chemikáliím, u nichž se předpokládá možné nahrazení popílkem. Nejvyšší odolnost proti drolení prokázaly pelety vystavené během výroby parnímu nárazu (varianta C) a pelety vystavené působení vyšší vzdušné vlhkosti a teplotě (varianta B). Všechny varianty pelet dosáhly absolutní vlhkosti maximálně 4 % při klimatizování do 80 % relativní vzdušné vlhkosti. Nejvyšší hustota byla naměřena u pelet vyrobených při vyšší vlhkosti a teplotě. Naopak nejrychleji se rozpouštěly pelety vyrobené při nižší vlhkosti a teplotě (varianta A). Z pohledu technologických a technických požadavků a s přihlédnutím k ekonomickým aspektům lze ze tří hodnocených variant peletování považovat za nejvhodnější klimatizační podmínky popílku teplotu 35 °C a relativní vlhkost vzduchu 80 %. Pelety vyrobené za těchto podmínek (varianta B) obstojně odolávají drolení, vykazují nejnižší sorpci vodní páry, ve vodě se dostatečně rychle rozpouští a mají vysokou hustotu, díky které lze ušetřit značné množství skladových a přepravních kapacit. Výsledky diplomové práce přináší pohled na některé důležité vlastnosti pelet v závislosti na výrobních parametrech a mohou tak být užitečné pro další zkoumání řešené problematiky i pro další využití poznatků v praxi.

Abstract:

The diploma thesis is devoted to the determination of the influence of production parameters of fly ash from the recovery boiler on the characteristics of pellets. Fly ash is produced by the combustion of black liquor, from the sulphate pulping process. The factors evaluated were selected parameters of the pelleting process. The resistance of the pellets to crumbling was evaluated in a sieve analysis test. The second test investigated the absolute moisture content of the pellets at increasing relative humidity. The third density test verified the relationship between production parameters and pellet density. The fourth test evaluated the dissolution rate of different pellet variants compared to non‑pelletised fly ash and other powdered chemicals, which are assumed to be possibly replaced by fly ash. Pellets exposed to steam impact during production (Option C) and pellets exposed to higher humidity and temperature (Option B) showed the highest resistance to crumbling. All pellet variants achieved a maximum absolute moisture content of 4 % when conditioned to 80 % relative humidity. The highest density was measured for pellets produced at higher humidity and temperature. On the other hand, pellets produced at lower humidity and temperature (variant A) dissolved the fastest. From the point of view of technological and technical requirements and taking into account the economic aspects, the most suitable air conditioning conditions for the ash from the three pelleting variants evaluated were 35 °C and 80 % relative humidity. The pellets produced under these conditions (Option B) have good resistance to crumbling, the lowest water vapour sorption, dissolve sufficiently quickly in water and have a high density which saves a considerable amount of storage and transport capacity. The results of the diploma thesis provide an insight into some important properties of pellets depending on the production parameters and can thus be useful for further investigation of the problem addressed, as well as for further application of the findings in practice.

Keywords

odpadní surovina, dřevo, materiálové využití, výroba papíru

Keywords

waste raw material, wood, material recovery, paper production

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 3. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 23. 5. 2023
• Supervisor: Ing. Ing. Štěpán Hýsek, Ph.D.
• Reader: Tomáš Pipíška, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Forestry and Wood Sciences

Master programme:
Wood Engineering