Efektivní a ekologické spalování biomasy

Abstract

Tato práce pojednává o tvorbě numerického modelu komory spalující biomasu na roštu. V rešeršní části práce jsou popsány základní vlastnosti biomasy s ohledem pro její spalování a samotný proces spalování biomasy, pro který je potřeba znát dynamiku chemických reakcí spalovacího procesu a celkový průběh spalování paliva na roštu. Popsána je také produkce škodlivých emisí, které spalováním biomasy mohou vznikat, a důraz je kladen hlavně na produkci oxidů dusíku. V další části je popsáno samotné zařízení a použitý základní matematický model, ve kterém jsou využity mechanismy přenosu tepla, proudění tekutin a transportu chemických látek. Základní matematický model je následně rozšířen na úplný matematický model určením počátečních a okrajových podmínek. Následně jsou uvedeny a okomentovány výsledky počítačové simulace vytvořeného modelu, které se týkají především produkce emisí oxidů dusíku a dehtů, a nakonec jsou tyto výsledky použity pro návrh úpravy geometrie zkoumané spalovací komory.

This work deals with the creation of a numerical model of a biomass combusting chamber on a grate. The research part of this work describes the basic properties of biomass important for its combustion and the biomass combustion process itself. For this process which it is necessary to know the dynamics of the chemical reactions and the overall mechanism of a grate combustion of fuels. It also describes the production of harmful emissions that can be generated by combustion of biomass and the emphasis is mainly on the production of nitrogen oxides. In the next part is described the combustion device itself and the basic mathematical model which incorporates the mechanisms of heat transfer, flow of fluids and transport of chemical species. The basic mathematical model is then extended to a complete mathematical model by determining the initial and boundary conditions. Subsequently, the results of the computer simulation of the mathematical model are presented and commented. The main focus are the emissions of nitrogen oxides and hydrocarbons. These results are used to design an improvement of the geometry of the combustion chamber.