Załącznik nr. 1 do Zapytania Ofertowego - Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia

Transkrypt

1 Załącznik nr. 1 do Zapytania Ofertowego - Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia Przedmiotem niniejszego zapytania ofertowego jest dostawa trzech stanowisk badania procesów termo-chemicznych do laboratorium Termicznych Technologii Biomasy, które znajdować się będzie w budowanym Centrum Badawczym PAN Konwersja Energii i Źródła Odnawialne w gminie Jabłonna. PRZEDMIOT ZAMÓWIENIA W ramach niniejszej dostawy należy wykonać projekty stanowisk oraz zbudować i zamontować: 1. Przepływowy reaktor do pirolizy cząstek paliwa stałego,.wysokotemperaturowy piec rurowy, 3. Przepływowy reaktor do pirolizy odpadów. 1. Przepływowy reaktor do pirolizy cząstek paliwa stałego Stanowisko pomiarowe będzie miało za zadanie umożliwić wyznaczenie pola prędkości przepływu azotu wokół dużej cząstki paliwa stałego, w tym przypadku - pojedynczego drewnianego peletu. Celem będzie zaobserwowanie kształtu pola prędkości w bezpośrednim otoczeniu peletu, który zostanie poddany stopniowemu nagrzewaniu. Odpowiednia analiza wyników uzyskanych dla pojedynczej cząstki paliwa pozwoli na lepsze dokładniejsze zbadanie zjawisk zachodzących na złożu rusztowego kotła na biomasę. Stanowisko badawcze składa się z małego reaktora, którego ściany boczne wykonane są z czterech płytek ze szkła odpornego na wysokie temperatury (np. boro krzemowe). Wymiary ścian, na które pada światło lasera (jak również wzdłuż których ułożone są grzałki ceramiczne) wynoszą około 00 mm x 300 mm x 5 mm. Grzałki ceramiczne mają za zadanie podnieść temperaturę peletu przekazując mu energię drogą promieniowania podobnie jak gorące złoże w kotle energetycznym ogrzewa dostarczane na ruszt, chłodne porcje paliwa. Reaktor umożliwia podgrzewanie peletu do bardzo wysokiej temperatury w warunkach beztlenowych. Tak przygotowana cząstka paliwa omywana będzie gazem a rozkład pola prędkości wokół tej cząstki wyznaczony będzie za pomocą aparatury PIV. Tak skonstruowane stanowisko umożliwi zaobserwowanie wpływu wzrostu temperatury cząstki paliwa na pole prędkości wokół niej. Dostarczany do reaktora azot ma możliwość wstępnego ogrzania się do około 300 C co pozwoli na szerszy zakres manipulacji zjawiskiem pirolizy. Sterowanie mocą grzałek pozwoli na sterowanie temperaturą peletu. 1

2 Rozkład pola prędkości oraz jej wartość zostanie wyznaczona za pomocą metody PIV, podczas gdy temperatura peletu będzie odczytywana dzięki termoparze włosowej umieszczonej wewnątrz peletu. Wyniki pomiarów temperatury zostaną przesłane do komputera dzięki rejestratorowi danych. l.p. Element Symbol / dane szczegółowe Ilość 1. Termopary TP-01K-1b-50-,5 TP-01K-1b-100-,5 TP-01K-1b-00-,5 TP-01K-1b-300-,5 TP-01K-1b-400-,5. Rejestrator AR05 1 danych 3. Komputer 1 4. Szkło kwarcowe 4 5. Butla z azotem Azot w butli, objętość 6 m Reduktor N ciśnienia 7 Reaktor 1 8. Elementy grzejne 5 Rysunek 1. Rzut z przodu (a zarazem obraz uzyskiwany w kamerze) na reaktor, wewnątrz którego znajduje się badana cząstka paliwa.

3 Rys. 1. przedstawia rzut z przodu na reaktor. Jest to zarazem widok, jaki uzyskamy w kamerze ustawionej prostopadle do reaktora oraz padającej na niego (również prostopadle) wiązki lasera. Pomiar pola prędkości będzie możliwy przy wykorzystaniu posiewu w postaci cząstek stałych, umieszczanych w strumieniu azotu wlatującego do reaktora, omywającego pelet i wylatującego do atmosfery. Padająca przez szklaną ścianę wiązka lasera ulegnie rozproszeniu na cząstkach posiewu, co zostanie zarejestrowane w postaci zdjęć wykonywanych kamerą pracującą trybie double frame. Specjalistyczne oprogramowanie pozwoli na wyznaczenie wektorów pola prędkości z tak przygotowanych danych pomiarowych. Pomiar będzie dokonywany przy przepływie wokół zimnego peletu, a następnie wokół rozgrzanego, dzięki czemu będzie można zaobserwować różnice w przepływie na skutek ogrzewania się peletu i wydzielania się z niego części lotnych.. Wysokotemperaturowy piec rurowy Piec ma służyć do prowadzenia pirolizy biomasy i odpadów w temperaturze do 1500 C, przy niskim ciśnieniu. Piec ma mieć kształt rurowy, jego wymiary: średnica 50mm, długość 500mm. Piec ma mieć możliwość zasilania gazami a także odbioru gazów. 3. Reaktor przepływowy do ciągłej pirolizy odpadów. Reaktor do prowadzenia pirolizy ciągłej przeznaczony jest do badania termicznego przetwarzania biomasy i odpadów w temperaturze do 900 C, przy niskim ciśnieniu. Pojemność reaktora nie powinna przekraczać 3 dm 3. Reaktor powinien mieć kształt cylindra, z komorą właściwą reaktora, systemem grzewczym oraz izolacją. Całość powinna być zamocowana na ramie nośnej. Najważniejszym aspektem instalacji do prowadzenia pirolizy, jest możliwość prowadzenia ciągłego procesu. W tym przypadku reaktor musi być przystosowany do ciągłego załadunku paliwa oraz do odbioru pozostałości po procesie. Drugim aspektem jest skonstruowanie reaktora, który pozwoliłby na prowadzenie procesu pirolizy przy przepływie wsadu przez reaktor. Przykładowym rozwiązaniem może być zastosowanie ślimaka wewnątrz reaktora (Rysunek ) lub reaktor może być obrotowy z zamontowanymi kierownicami w komorze właściwej reaktora. 3

4 Rysunek Reaktor z wewnętrznym układem ślimakowych Rysunek 3 Reaktor z układem obrotowym Przykładową konstrukcję reaktora przedstawia Rysunek 4. Rysunek 4 Reaktor do prowadzenia pirolizy wysokotemperaturowej Ponadto reaktor musi być przystosowany do dozowania gazów technicznych podczas prowadzenia procesu pirolizy. Całe stanowisko powinno być zaopatrzone w butle z gazami takimi jak: azot, hel, argon, powietrze, tlen (Rysunek 5) 4

5 Rysunek 5 Schemat zaopatrzenia reaktora w gazy techniczne Poniżej przedstawiono wstępne założenia dla reaktora do prowadzenia pirolizy ciągłej: 1) Temperatura pracy do 900 o C, ) Reaktor hermetyczny: 3-5 bar, 3) Materiał do budowy reaktora: stal żaroodporna w gatunku H16N36S, 4) Zamknięcie reaktora : pokrywa z uszczelnieniem zaciskana jednopunktowo z mechanizmem utrzymania i otwierania zamknięcia. 5) Reaktor w kształcie cylindra o pojemności 3 dm3, pracujący w pozycji pionowej, 6) Mechanizm mieszania próbki w reaktorze poprzez ruch obrotowy reaktora lub układ ślimakowy. 7) Odbiór produktów gazowych - swobodny lub pod ciśnieniem, 8) Napełnianie produktami stałymi, dozowanie próbki podczas pracy reaktora poprzez zastosowanie połączenia (gwintowego, kołnierza itp.) średnicy ok 80mm z możliwością redukcji ciśnienia w reaktorze przed otwarciem śluzy napełniania, 9) Pomiar temperatury w reaktorze na wysokości 1/4 i 3/4 wysokości, termopara typu K o średnicy 1-3mm, 10) Pomiar ciśnienia w reaktorze, 11) Pomiar prędkości przepływającego gazu, 1) Układ grzewczy moc znamionowa elektryczna dostarczana do wzbudnika podgrzewacza 4 kw(max 6 kw) 13) Demontowalna chłodnica gazów na wylocie, 14) Doprowadzenie rury z króćcem wyposażonym w zawór (ok. 1/8cal ) w celu dozowania gazów do reaktora na 1/4 wysokości, 15) Układ kontrolno sterujący, uwzględniający temperaturę w reaktorze i ciśnienie wyposażony w rejestrator i komputer zbierający dane. 16) Automatyczna redukcja ciśnienia w reaktorze przed otwarciem, 17) Stanowisko wyposażone w butle z gazami technicznymi: argon, hel, powietrze, tlen, azot z reduktorami z dwoma manometrami, 18) Wykonanie Dokumentacji Techniczno- Ruchowej. 5