Určení optimálních mechanických a fyzikálně-chemických vlastností paliv pro ZEVO.

Michal Šafář

Doctoral thesis

The Determination of Mechanical and Physico-Chemical Properties of Fuels for Instalation for Energetic Utilization of Wastes (ZEVO).

Abstract:

Tato práce se zaměřuje na využití laboratorních termických metod analýzy TGA/DTG (termogravimetrie/derivační termogravimetrie) a DSC (diferenční kompenzační kalorimetrie) spolu s identifikací fyzikálních a chemických vlastností paliv pro optimalizaci jejich vlastností a následné využití v ZEVO (zařízení pro energetické využití odpadu). Mezi cíle práce patřily posouzení kvalitativních požadavků na palivo pro ZEVO, vývoje v EU a výzkum termických vlastností složek z hlediska jejich optimálního termického využití (spalování, pyrolýza, torefakce). V práci je popsán úvod do problematiky, problematika nulového odpadu, energetické využití odpadu, teoretické zhodnocení termické analýzy a jejich metod, termochemické změny během termických procesů, které byly sledovány metodami termické analýzy pro různé vzorky odpadní biomasy (kávová sedlina, odpadní dřevo, tetrapak, kompost, saze) a studium fyzikálních vlastností (velikosti částic). V závěru jsou popsány konkrétní kroky, využití termických metod u jednotlivých částí práce, které prokázaly, že vhodně vybrané chemické činidlo může výrazně ovlivnit chování paliva během termických procesů zvýšením reaktivity a tím zkrácení doby rozkladu a snížení požadované teploty rozkladu.

Abstract:

This work focuses on the uses of laboratory thermal analysis methods TGA/DTG (thermogravimetry analysis/derivative thermogravimetry) and DSC (differential scanning calorimetry) together with the identification of physical and chemical properties of fuels to optimize their properties and subsequent use in ZEVO (facility for energy recovery of waste). Among the goals of this work included assessment of qualitative requirements for fuel for ZEVO, development in the EU and research of thermal properties of components in terms of their optimal thermal use (combustion, pyrolysis, torrefaction). The thesis describes the introduction to the issue, the issue of zero waste, energy recovery of waste, theoretical evaluation of thermal analysis and their methods, thermochemical changes during thermal processes, which were followed by thermal analysis methods for various samples of waste biomass (spent coffee grounds, waste wood, tetrapak, compost, soot) and study of physical properties (particle size). In the conclusion, specific steps are described, the use of thermal methods in individual parts of the work, which have shown that a suitably selected chemical agent can significantly affect fuel behavior during thermal processes by increasing reactivity and thus shortening the decomposition time and reduce the desired decomposition temperature.

Keywords

Termická analýza, Biomasa, Tetrapak, Spalování, Pyrolýza, Torefakce, TGA/DTG, DSC.

Keywords

Thermal analysis, Biomass, Tetrapak, Combustion, Pyrolysis, Torrefaction, TGA/DTG, DSC.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 1. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 23. 6. 2021
• Supervisor: Helena Raclavská
• Reader: Dagmar Juchelková, Emília Hroncová, Barbara Tora

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Nerostné suroviny / Úpravnictví