Alternatywne, zasobooszczędne metody pozyskiwania paliw i surowców chemicznych z wykorzystaniem złoża fluidalnego o zmiennym pionowym profilu gęstości
Wariant tytułu
Alternative, resource-efficient methods of obtaining fuels and chemical raw materials using a fluidized bed with a variable vertical density profile
Autor
Leski, Krystian
Promotor
prof. dr hab. inż. Witold Żukowski
Promotor pomocniczy
dr inż. Gabriela Berkowicz-Płatek
Data wydania
2024
Data obrony
10.10.2024
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Słowa kluczowe
złoże fluidalne, profil gęstości, piroliza
fluidized bed, density profile, pyrolysis
Abstrakt
W niniejszej pracy utworzono dwa rodzaje dwuskładnikowych (binarnych) złóż fluidalnych składających się z piasku kwarcowego i cenosfer surowych oraz piasku kwarcowego i cenosfer modyfikowanych chemicznie. Eksperymentalnie wyznaczono prędkości minimum fluidyzacji złóż binarnych oraz określono teoretyczny sposób szacowania tej wartości.
W ramach badań eksperymentalnych, dzięki wykonanym pomiarom spadku ciśnienia na różnych wysokościach złóż wykazano, że binarne złoża fluidalne charakteryzują się zmiennym pionowym profilem gęstości, który można modyfikować poprzez zmianę wydatku objętościowego gazu fluidyzującego. Utworzone binarne złoża fluidalne zastosowano w procesie pirolizy poliolefin, tj. polietylenu i polipropylenu, a także polioksymetylenu. Gazowe produkty procesu monitorowano za pomocą wysokorozdzielczego spektrometru FTIR. W procesie pirolizy poliolefin uzyskiwano głównie złożone mieszaniny węglowodorów gazowych, dlatego w pracy zasugerowano dalsze przetwarzanie mieszanin w procesie reformingu parowego. W przypadku pirolizy polioksymetylenu określono korzystne warunki prowadzenia procesu w kierunku tworzenia gazu syntezowego, wodoru oraz formaldehydu.
In the doctoral thesis, two types of binary fluidized beds were created, consisting of quartz sand and raw cenospheres, as well as quartz sand and chemically modified cenospheres. The minimum fluidization velocity of the binary fluidized beds was experimentally determined, and a theoretical method for estimating this value was outlined. As part of the experimental research, measurements of pressure drop at various heights of the binary fluidized beds demonstrated exhibit a variable vertical density profile, which can be modified by changing the volumetric flow rate of the fluidizing gas. The created binary fluidized beds were used in the pyrolysis process of polyolefins, namely polyethylene and polypropylene, as well as polyoxymethylene. The gaseous products of the process were monitored using a high-resolution FTIR spectrometer. In the pyrolysis of polyolefins, complex mixtures of gaseous hydrocarbons were primarily obtained therefore, the work suggested further processing of these mixtures in a steam reforming process. For the pyrolysis of polyoxymethylene, favourable conditions for producing syngas, hydrogen, and formaldehyde were determined.
