Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Исследование экологической эффективности процессов термической обработки древесных отходов перегретым паром

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Исследование экологической эффективности процессов термической обработки древесных отходов перегретым паром"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЕГОРОВ НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ НРОЦКССОВТЕР|МИЧЕСКОП ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ ПЕРЕГРЕТЫМ ПАРОМ

Специальность 11.00.1|1 Охрана окружающем среды и рациональное использование природных ресурсов.

Автореферат диссертации ' на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи УДК 620.92:536.248.2

'Москва 1999 г.

Работа выполнена на кафедре «Теплотехника и котельные установки» Московского государственного строительного университета.

Научные рукоиодители:

доктор технических наук, профессор Пермяков 1».Л. доетор технических паук Жураискнн Г.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических паук Шелпшекни А .Я. кандидат технических наук Смородин А.И.

Ведушая организация -

НПФ «Экология-Энергетика»

Защита состоится 16 декабря 1999г. в . 12.00 на заседании специального Совета Д 053.20.03 по защите диссертаций Московского государственного строительного ушшерешета по адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу: 128278, г. Москва, ул. П. Корчагина, д. 22

I

С диссертацией^ можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета.

Автореферат разослан 15 ноября 1999 г.

Ученый секретарь Специального Совета

профессор, кандидат геолого-мпиергшогпчеекпх паук, А.Д. Потапов

Л V Л О

0И1ЦЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РА1ЮТЫ.

ÜM'.W'ibi'PSVU'_>МШ±_11"£S'STBL<11LV.Ü• В настоящее время

мировое naituti.wiwmie биомассы m:i энергетические цел» достигает порядка 1 млрд. тонн условного топлива, что эквивалентно 20% мироном добычи нефти. В гоже претя нгугенцмяльнме ресурсы биомассы для энергетического использования составляют 1 п пересчет на Mci|>i>iii()ii 'жшжалап 70-80 млрд. тонн.

• I! ряде стран мира (США, Канада и др.) принимаются спс iui.vihtii.ic программы но использованию биомассы о энергетических целях.

Применяемые » настоящее время технологии и оборудование для получения энсргорссурсов in биомассы являются шпкоэффектиипыми, дорогостоящими и связаны с большими выбросами вредных веществ. п пизконотенциального тепла в окружающую среду.

Разработка современных технологии получения тлеокосортных toi шип из биомассы связана, в первую очередь с проблемами термической деструкции биомассы,

тепломлссоиерспосл п сложных дисперсных и пористых системах при наличии фашпых и химических прекращений, проблемами конструирования оборудования для аппаратурного оформления тс\н<шнviccKiix процесс»!!.

Одним и! псрспектпнпых направлении создания экологически чистых энергосберегающих технологий переработки биомассы а эисргорссурсы является направление, спятапнос с применением термической обработки биомассы перегретым паром и получения из обработанной массы твердого топлива.

Перспективность этого направления обусловлена также тем, что метод паротенлоной обработки может быть использован для ушлшлцнп и обезвреживания производственных и бытовых Ol ходов, обработки органических материалов в химической промышленности н ряде других областей. 13 связи с этим настоящая работа предскпишется весьма актуальной.

//("./л и i<i<)a>ttt нсс.чеОошши, Целью работы яплистся теорешчеемк: и •женериметильное обоснование метода парокчшокои обработки рдсш/сльнои биомассы н получения из обработанной массы экологически чистого высокосортного твердого топлива, а также разработка на этой основе технологического процесса получения топливных брикетов из древесных отходов.

i !

В соответствии с поставленном целью решались следующие основные задачи:

< - исследование процессов переноса тепла при обработке перегретым паром растительной биомассы;

- разработка методики определения термических эффектов ! при деструкции биомассы в срсдс перегретою водяною ; пара;

- разработка методики определения характериинк Iсчсилл двухфазного потока через диспергированную Гшомассу;

- разработка физической модели процесса переноса массы при ларотеплоьой обработке растительно» биомассы и получение опытных данных но миграции конденсата в частицах биомассы;

- разработка и теплотехническое обоснование процесса получения высокосортного топлива из древесных отходов.

Научная новизна результатов. В диссертационной работе па основе экспериментальных и тсоретческих исследовании впервые:

- установлены закономерное!и процессов переноса тепла при обработке паром измельченной,растительной биомассы;

- разработана н обоснована метдпка количественного определения величины эндотермического эффекта при термической деструкции биомассы в срсдс перегретого водяного пара;

- разработана физическая модель переноса массы при. обработке паром измельченной рпеппелыюи биомассы;

- получены экспериментальные данные по миграции конденсата в частицах биомассы;

- разработана и обоснована схема процесса получения 1 высокосортного топлива из древесных отходов

Практическая значимость и онЫрешп' ¡и-зулыпетнн;-. Результаты работы использовались па Производи пенном объединении «Белорусский автомобильный завод» (110 БелАЗ) (г.Жодино) при создании установки для получения тплпвпых брикегои из дрсиесных отходов; на Государственном предприятии «Экологические ресурсы» (г.Мииск) ■ при разрабомл: технологии паротсрмической переработки отходов пластмасс и полимеров.

Схема получения высокосортного топлива т древесных отходов и се обоснование могут быть использованы при проектировании оборудования для переработки г. юнливные

ресурсы органических отходов (лишим, отходы обработки какао бобо», земляных орехов, подсолнечника к др.).

Рсяуш.тпт эксмсрнмсн кшьпых исследований могу т 5

использоваться и ипжеиерпои npniciико при создании процессов и оборудования, связанных с обработкой перегретым паром ;?V

op)апнчсских мтсриллои. л

()(yixnii.n' тип.чпчшя <)Н(ГС1т1(П1и11^1ынох1011±^ЦйШШШ1!}-"

1. Закономернее!и переноса тепла при обработке перегретым паром растпк-лыюи биомассы; Г ■

2. Методика количественного определения пеличнны !• эндотермического эффекта при термической деструкции vV биомассы в среде перегретого водяного пара;

3. Физическая модель перекоса конденсата при обработке

паром измельченной растительной биомассы и ■

экспериментальные данные по миграции конденсата в частицах ь>

лревссгшх avxtmon: '

4. Схема и обоснование процесса получения высокосортно! о тоилииа и.) дрспесных отходов.

МичШ'П! шаги)_ашпора. Ли юром выполнены все

экспериментальные исследования, обработка по лученных :

результатом и их обобщение. Разработаны: методика ;•■;.•

количественного определения нелнчпиы опдотсрмического эффекта при термической деструкции биомассы, физическая модель переноса ко ида tun а при обработке парим измельченном :

растительной биомассы, схема процесса получения высокосортного ' -,'

топлива из дрспсспых отходои. ■ О

АпроСнппш результатов диссертации. Результаты исследовании доложены и одобрены па Минском Международном Форуме «Тенломассообмен-96» (Минск, 1996); Международном L;v

симпозиуме «Экология , жилой среды: Проектирование, сфоительепю, техника» (Москва, [996); Международном конгрессе ;;;

и ш.гетаикс «Экологические проблемы больших городои: Инженерные решения» (Москва, 1996); [ Международном симпозиуме «Передовые термические технологии и материалы» (мос.Канищ'лп, Крым, Украина, l(>97); II Inlemaiioiinl School-Seminar .

«Modem I'mblems of Combustion and ITS Applications» (Minsk, Belarus, 1997); ГтшоисрскоН «ыстааке-ярмарке (Ганновер, Германия, 1996, 1997, 1998 г.г.). : >,

OiivtliiiKotuniiiociiih pcivihimiiiKXi. Осношюе содержание дисссркишп наложено и 8 публикациях.

Структура п объем диссертации. Диссер!анионная раПога состоит из введения, общей характерна икн раСюгы, 6 слан, ш,< полон, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на стр., включает иллюстрации и таблиц, приложение па

стр., список литературы из 10'1 наименовании.

Содержание работы

LL-&HWL-1 лппа характернотка современной биомассы и проанализировано состояние проблемы термической переработки се в сырьевые и топливно-энергетические ресурсы.

На основании анализа литературных источников охарактеризованы основные современные термические технологии переработки биомассы, их аппаратурное оформление и сформулированы проблемы разработки новых эффективных техпроцессов и оборудования.

Обоснована перспективность использования паротепловой обработки биомассы для создания современных юхпологий ее переработки и сформулирована постановка задач научных исследований настоящей диссертационной работ ы.

В гпаче 2 приводятся описания методик, использовавшихся при проведении экспериментальных исследований обработки паром растительной биомассы.

Работ по исследованию тепловых эффектов при 1срмичсской деструкции биомассы в срсдс перегреют водяного пара » литературе автором диссертации не обнаружено. Н евмш е ним для количественного определения величин тепловых эффектов при воздействии перегретого водяного на/)« па биомассу были разработаны специальные методики измерения.

Методика определения тепловых эффектов при обрабожс перегретым водяным паром биомассы заключается в следующем: I. Определяется (но элементному составу плп экспериментально в калориметрической бомбе) удельная теилога сгорания исходной биомассы. 2. Осуществляется нагрев биомассы перегрем.ш водяным паром до заданной температуры. 3. Образующаяся в результате термообработки материала парогазовая смесь охлаждается в холодильнике. 4. Конденсирующиеся продукты накапливаются в емкости. 5. Неконденсирующиеся газы собиракнеи в (апольдере. б. Определяется масса и теплота сгорания биомассы после нагрела ее перегретым водяным паром. 7. Анализируется состав (с помощью хроматографа) неконденсирующихся газов, определяйся их масса и теплота сгорания. 8. Анализируется состав образовавшегося конденсата, определяется масса н тепло га сгорания жидких

продуктов, расторопных в конденсате. 9. На основании полученных данных рассчитывается тепловой эффект по соотношению:

ло-м......QP,.-юг-оЕ. (О

где - М„„ - масса биомассы после термообработки; О» к" удельная теплота сгорания термообработаппон биомассы; Q*-суммарная теплота сгорания летучих продуктов; Q[J- теплота сюранпн исходной биомассы.

Для проведения исследовании не только тепловых эффектов при обработке паром биомассы, но и физико-химических превращении был модифицирован известный метод, основанный на сочетании дифференциального термического анализа с термогрлипмефнеп, который определяется как /криптография. Модификация метода состояла в том, что в качестве газовой рабочей среды использовался перегретый водяной пар.

В состав оборудования для реализации методики дерпватографпчеекого исследования поведения биомассы в среде перегретого водяного пара входили дериватограф, парогенератор, устройства подачи пара и отбора газообразных продуктоп, вспомогательное оборудование для хранения продуктов.

Использовался дерипагограф (изготовитель Венгерский оптический завод, г.Пудапет г), который позволял измерять одновременно изменение массы, скорость изменения массы, изменение этальпии и изменение температуры, i

Сущность методики состоит в следующем.;

Измельченная биомасса засыпается в платиновый тигель и взвешивайся (количество биомассы 1000 мт). В качестве инертного вещества используется I0Ü0 мг A)_>Oi. Jhnwaai n i бмомассы и AbOi устанавливаются па весах в калильной печи дерпватографа. Через одну фарфоровую трубку от парогенератора в печь подводится перегретый до 120-г135°С водяной пар, а через другую фарфоровую трубку из печи отсасывается пар и образующиеся газообразные продуты термической десфукцин биомассы. ¡

Диаграммы записываются в функции времени, однако анализ результатов производится в зависимости от температуры образца.'

Дли тмерепил основных тенлофпзкчееких параметров процесса термообработки биомассы перегретым водяным паром была разработана специальная методика, которая заключалась в синхронном п непрерывном во времени измерении с регистрацией давления, температуры и влагоеодержания. Осуществлялись

измерение н запись следующим обр;иом. Нключа.нач. диршкп, измерительные и регистрирующие приборы одновременно с подачей пара в камеру термообработки. Показания датчиком записывались па лентах самописцев 11-338.

Одновременно с помощью генератора синусоидальных сигналов иа ленты самописцев наносились временные межи, чю позволяло сопоставлять момешы времени дня ра шых та пиков,

Методика экспериментов по онрсдслеипю межфазпот теплообмена заключалась в следующем. Датчик теплового иошка размещался (подвешивался на нити) ' в слоевом образце таким образом, что обеспечивалась возможность непрерывно но времени регистрировать изменение температуры и весомым меюдом определять изменение веса (при конденсации пара на поверхности датчика, или при испарении с его поверхности). Тепловой поток во всех трех случаях (без конденсации, при конденсации, при испарении) определялся расчетным путем. Коэффициент теплообмена а определялся по соот ношению:

а = —, где ДТ=Т„;,1И-Т.,асш„ !

Для исследования процесса поглощении конденсат частицами биомассы использовалась следующая методика. Исследуемый образец устанавливался на подвижной каретке над поверхностью жидкости. Оптическая система (линза, лампа, кинокамера) настраивалась па максимальную чспсоеп. изображении чаенщы. 15 момент касания тордем частицы жидкое! п включалась кинокамера л производилось фотографирование процесса перемещения жидкое i и в образце (частице). Варьиропалась скорость кииосьемки (12 к/с, 24 к/с; 64 к/с). Изменялась также температура пропитывающей жидкости (Т~ 10; 20; 60°С). Одновременно с фоки рлфпроваппем процесса перемещения жидкое ш фоки рафпровалась и миллиметровая шкала отечет, но которой определялась скорое п. перемещения границы жидкости.

В,viente 3 описаны схема экспериментальною аепда. системы измерения тсшюфтичсских параметров процесса обработки паром раеппелыюй биомассы, aniiapaiypnoc оформление сп-п.та.

Схема экспериментального с/сила иредешвлепа на рис. I.

Для выполнения экспериментальных исследований обработки паром растительной биомассы были разраГниаиы и изготовлены специальные системы измерений характерных теп.чофпзичееких параметров: расхода пара, температуры, давления, влажпост

(влагосодсржнппя) биомассы, расхода воздуха, влажности воздуха, выхода газообразных продуктов.

Расход пара измерялся с помощью электрического ротаметра поплавковою типа Р')-().025ЖУ'3. Для обеспечения высокой точное гн и широкого диапазона измерений использовались различные поплавки (медь, ллюмнппп, стиль) и конические каналы. Калибровка ротаметра осуществлялась конденсационным методом. Точность измерения расхода пара н установившемся режиме течения составляла 2.5%, в пульсирующим - 7%.

Для измерения скорости течения (фильтрации) перегретого пара через слои измельченной биомассы применялся термоапемометр фирмы DISA (Дания). Датчик тсрмоаисмомстра представлял eo6o¡í пит ь из вольфрама диаметром 19 мкм и длиной 5 мм, натянутую между двумя никелевыми электродами. Для защиты от повреждении при размещении в слое измельченной биомассы сам датчик был заключен в сетчатую оболочку.

Система измерения температуры представляла собой датчик температуры, усилитель, регистрирующий прибор. В качестве датчиков температуры использовались хромель-копелевые термопары, /(ля усиления электрического Сигнала термопар применялись термопарные усилители типа Ф1510, обеспечивающие усиление сигнала и 10+100 раз.

Регистрация электрических сигналов, получаемых после усиления производилась с помощью самопишущих приборов КПСО!ШНк (Венгрия) н 11-338 (Краснодар, Россия). Точность измерения к'мпературы в установившемся режиме составляла 2% в режиме ubiciporo изменения (рост температуры от 20 до 100°С за 0.1с) составляла 5%.

Давление пара измерялось с помощью емкостных датчиков (рис.2). Корпус дашпка давления был изготовлен из органического стекла. Диампр корпуса 50 мм, высота - 40 мм. Датчик позволял измерятт. давление в диапазоне от P¡UM до Р„,м+0.5 атм. (AP-O-rO.510511а) с погрешностью не более 4%, Разработанная система обеспечивала возможность регистрировать на ленте самописца переменное давление с частотой до 100 Гц.

Система измерения влажности (влагосодсржанщ!) основана на зависимости диэлектрической проницаемости биомассы от влажности П cocían системы входили датчики влажности, измершедмше и регистрирующие приборы,

Датчик влажности представлял собой плоский конденсатор с электрически и нитрованными пластинами (рис.З). Длин а пластин

составляла 5 см, изменялось (и зависимости ог необходимой чувствительности) от 5 мкм до 20 мм.

Разработанная система измерения обеспечивала возможность определять влажность биомассы и диапазоне от <1% до 100% по весу. Точность измерения соетшишлп 7%,

Расход: воздуха подаваемого па подсушку биомассы измерялся с помощью ротаметра РС-7 и с помощью термоанемометра 018А. Система позволяла непрерывно регистрировать расход воздуха в диапазоне 1-5-600 м'/час с точностью до 5%.

Для измерения выхода газообразных продуктом термической деструкции растительной биомассы использовалась система, включающая холодильник, газгольдер и сепаратор (рис.4). Газообразные продукты поступают в холодильник, где м результате охлаждения часть их конденсируется имеете с паром п сливается п сепаратор. Неконденсирующиеся продукты накапливаются в газгольдере. Суммарное количество продуктов деструкции (жидких и газообразных) определялось по разности веса исходного п обработанного материала. Количество жидких продуктов определялось по разности веса конденсата и веса водяного пара, расходованного на процесс обработки.

; Вес газообразных продуктов (неконденсирующихся) находился как разность псса продуктов деструкции и веса жидких продуктов.

I На основании расчетов были определены основные параметры камеры подсушки биомассы, камеры обрабшкп паром, пароперегревателя, осуществлен подбор калорифера и вентилятора.

| Производительность камеры подсушки по исходному материалу (влажность 50%) составляла 15 кг/час. Удельный расход теплоносителя (воздух Т=60°С) не превышал 41 кг/кг влаги. В качестве калорифера для нагрева воздуха применялся паровой калорифер КП46-СК-0143А с площадью поверхности теплообмена 5=17.43 м2. Подача воздуха в камеру подсушки обеспечивалась вентилятором производительностью 600 мл/час (напор АР-1600 Па).

Параметры камеры зср^шоПрабопси следующие: производительность по сухому материалу - 8.3 кт/чле; 1емнер.ттура пара па входе в камеру - 400°С; температура па выходе из камеры -105°С; тепловая мощность камеры 1.2 кВт; расход пара - 7.8 кг/чае. Для перегрева водяного пара от 'Г-1004' до ТН0()°С использовался электрический пароперегреватель груичатго типа с намотанной спиралью по внешней поверхности грубы. I

л

¡V

5.:

Электрическая мощность пароперегревателя более 2 кВт, длина |

трубы (Л мм) составляла 1.36 м. Г;

В качестве парогенератора при аппаратурном оформлении У

стенда пснользопался элсктрокотсл с регулируемой г1,

ирои толтельносм.ю и давлением насыщенного пара до 6 птм. V

(\\'„ 22 к11|).

В .унте 4 приводятся результаты экспериментального I1

исследования мсжфа.шого теплообмена и массообмена при обработке паром растительной биомассы. Экспериментальные данные по теплообмену обрабатывались в виде критериальной зависимости: [(

Ни-С-кс".1>г'", (2)

к, С"'г п £

где - N11 = •---- критерии I (уессльта; К с = - "■■ ■- - критерии V

К ип '

Рейпольдса; Рг = —- критерий Прапдтля; а - коэффициент .<!

теплообмена; (I, - диаметр частиц; V,, - скорость течения пара; £

\»„ - кинемагическая вязкость пара. ! к

Анализ экспериментальных данных показывает, что ; после ;;

испарения иыпашиего конденсат;! процесс теплонереноса от потока £

перегретого водяного пара к поверхности измельченной биомассы £ достаточно хорошо (рис.5) описывается соотношением;

,\,1г0.5К,'<с""*; (3) К

При этом скорость (|)ильтрацни иерегрет'ою пара определяется £ па основании соотношения: ,

V : . ' £

" N ' , . | ■ ;;

где 0„ - расход пара (м'/е), Я - площадь поперечного сечения слоя биомассы (м2).

Экспериментальные данные по массообмепу (рис,'б) Г,-

показывают, что в начальный момент поток массы направлен от (;.=

пара к частицам биомассы. При этом ноток достигает максимума, после чего он уменьшатся до пуля, а затем изменяется на обратный, ^

т .е. массовый поток направлен от частицы к теплоносителю. £

Выпадающий и первый момент конденсат нрошпыинст Ь'

чаепщы биомассы. Как показывают экспериментальные исследоваппя. процесс пропитки на глубину нескольких миллимсгров протекает » течение 1-Зс и интенсифицируется с ростом температуры (рис.7).

г:

.

;;

!

! Эксперименты показывают, что при нагреве биомассы ог 205 до 225°С эндотермическое (поглощаемое) тепло но1трасгаег ог 0.2-12 МДж/кг до 1.069 МДж/кг и слабо записи г ог вида растительной биомассы, а выход летучих измсняеюн 01 8 до 10% но массе.

И глоче 5 описано физическое и мак-магическое V; моделирование процессов тенломассопорепоеа при обработке паром

растительной биомассы. ■ Лишни экспериментальных данных потише» предложи к.

следующую физическую модель процесса термической обрлбопш Г; паром биомассы.

ч Перегретый водяной пар, попадающий на развито

> поверхность биомассы, охлаждаема и копдспспруос», чю

подтверждается скачкообразным ¡¡остом паеышеппооп (рис.8), т.е. | ростом количества влаги в выделенном объеме. Выпадающий

,! конденсат не заполняет поровос пространство, а иппгмвастся в

частицы биомассы.

,.•;■ После того как биомасса прогрелась до к'мпературы

насыщения конденсация пара прекращаема и за счет теплоты перегрева начинается процесс испарения влаги из частиц. С эюго момента насыщенность (влажность) (рис.8; т«10е) иачипает уменьшаться. В зависимости от величины перегрева АТ|и:р Й изменяется необходимое количество пара для испарения ! кг влаги

из биомассы. Например, для АТ„фг100°С необходимое количеемво пара М,,,!^,7--! 1.25 кг, а для А'ГИС|)-3(ЮС-М„.,|);, .4.75 кг. Таким образом для испарения из слоя 1 кг влаги необходимо продуть через слой р значительное количество перегретого пара. Вследствие этого

процесс уменьшения насыщенности слоя растягивайся во времени (рис.8, тш,,= 10с, тКон=50с). После окончания процесса удаления влаги из материала начинается сю прогрев, скорое п. ко торого определяется удельной теплоемкостью чаепщ, плотностью, гем пери гурий н расходом перо» реки о пара. I! момеп», когда й температура биомассы достигает пскоюрого значения (рис 8; т 53с;

^ Т=175°С; т=70с; Т=152°С) начинается процесс термической

деструкции биомассы.

Газообразные продукты деструкции разбавляют поток пара, <] возрастает давление, вследствие чего увсличивлося скорость

$ течения парогазовой смеси.

Оценка шошди различных процессом переноса и обшпИ массоперенос показывает, что в условиях термической обраГкмки биомассы пе11егретым водяным паром при наличии градиента давления основной перепое парогазовой смеси происходит путем

У

н

■у!

■'г

V;.

I

копвекппиюю движении. I! процессам, когда градиент давлении мал и пропннаемооь слои биомассы невелика (к-!0",г-; 1(Г"м7) необходимо учншвап. не только конвективный перенос по и другие виды переноса (диффузионно-капиллярный ит.д.).

Одним из произвола к, г; (е прела шина ей перспективным использование паровой обработки, является производство акншпроинипош уши

И основу процесса получения пк нитрованного угля может быть положена термическая деструкция угдеродеодержащего сырья водяным паром. При этом практически полностью могут быть устранены вредные выбросы в окружающую среду. !

Теоретические и экспериментальные исследования получения активированного угля из древесных отходов путем паровой обработки при Т>400°С показали, что образующийся твердый остаток обладает свойствами фильтрующих материалов и по своим показателям приближается к активированному углю.

г. кк:^ 6 дастся описание и приводится теплотехническое обоснование технологического процесса получения топлива из растительной биомасс!,I.

Схема технологического процесса получения топлива из расти тел ыюи биомассы приведена на рис. 9. Сущность процесса заключается в следующем.

Растшсльная биомасса ,з;нружастх-я и бункер I, из которого за!ем ноауиае! и п ¡мельМтель 2, приводимый 1! действие э.чекфодвнгак'.чем 3. После измельчения биомасса попадает в турбомсльннну с классификатором 4. Здесь осуществляется топкое измельчение биомассы и сор тройка но размерам частиц. Из турбомелмпщы 4 Оно,масса с помощью конвейера 5, приводимою по вращение дшитпелем 6 подле 1ся через дозатор 7 в камеру подсушки 8. Одновременно от парогенератора У чере» камеру термообработки паром 10 I! калорифер I I шушечея водяной пар, который ишреиаег во »дух, нагнеюемып вентилятором 12 в камеру подсушки 8. Проходя чере» камеру подсушки 8 теплый, воздух нагревает биомассу и удаляет из нее влагу. Испаряемая влага с потоком шмдуча через циклон 13 и исшнлятор 14 выбрасывается п ашосфсру. Подсушенный ма1ерн;и1 через дозатор 15 поступает на транспортер 16, с помощью которого загружается в бункер 17. Из бункера 17 через дозатор 18 биомасса загружается в камеру 10. После загрузки необходимого количества материала в камеру 10 увеличиваема подача перегретого водяного пара. Водяной нар филмрусю! через слой мак-риала п нагревает его до Т~180-200°С.

Давление водяного пара и камере 10 контролируем! по показаниям манометра 19, а температура - датчика 20. По достижении необходимой температуры (180-200°С) включается доза юр 21 и прошедший термообработку материал поступает в пресс 22, где и осуществляется прессование материала в брикеты, которые с помощью ножа 23 нарезаются и транспортируются по рольгангу 24 к месту складирования.

Технологически» процесс получения топливных брикета начинается с измельчения исходного сырья до необходимых размеров. В настоящем технологическом процессе принято двухстадкнное измельчение до размеров 1-10 мм. ')псргсгпческис затраты на дробление составляют 8 кИт-час па I ма па доизмсльчснис - ЗкВт-час на 1 м\

С целью снижения расхода энергии в камере термообработки измельченный материал необходимо подсушигь до влажности 810%. Выбор способа сушки л аппарата в настоящем технологическом процессе обусловлен тем обстоятельством, что при термообработке биомассы образуется парогазовая смесь со средней температурой 100-110°С, которая может быть использована для подсушки исходного сырья (нагрева теплоносителя - воздуха). Удельный расход тепла па подсушку составлял 4000-1100 кДж/кг испаряемой влаги, а удельный расход тснлоносн 1сля (макуха) - У1 кг/кг испаряемом влаги. Удельный расход парт а юлой смеси составлял 1.6-1.8 кг/кг испаряемой влаги.

В камере термообработки биомассы паром энергия расходуется на испарение остаточной влаги (8-10% влажность), производство летучих продуктов, нагрев биомассы, тешюпшери. В настоящем технологическом процессе удельный расход тепла составлял 0.9-И кВт-чае/кг обработано!о ма триала. Удельный расход топлива для производства необходимом) количества перегретого водяного пара находился в диапазоне П 16-0.23 кг/кг термообработанпон массы, расход электроэнергии составлял 0.19+0.21 кВт-час/кг термообработаниой массы. Полезный выход 54%.

Отработка технологического процесса на установке показала, что для получения топливных брикетов может 6i.ni. использована биомасса различных видов (древесные окчоды, лигнин, растительные отходы к др.), а также смеси биомассы.

Производимые топливные брикеты обладают высокой теплотой сгорания, низкой зольностью, высокой прочностью и

могут быть использованы как высокосортно бытовое топливо (табл. 1).

Таблица !.

Характер|Iст11кн топлпвпы\ брикетов из древесных отходов.

N11/11 характеристики топливные брикеты донецкий уголь

1. Теплой сгорания. Ю-26 ¡8,5

М Д.к/кг

Л Влп.июеп.. масс''п 0

Я. 'Зольность, масс% 0.5-4 24.4-35%

•1. 1 Ьшшпсч., кг/м.1 1050-1200 1440

5. С'оссш рабочей углерод.^ 1-68.5; углсрод:47;

м.тссм, % попорол 6-5.1; водород: .1.4;кислор

кислород: 42.5-24.15, од: 8.1; зола: 24.4;

тола: 0.5-1.25 ; сера: 3.1; азот: 1.0;

влага; 13.0

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬ ТА ТЫ И ВЫВОДЫ

1. Успшовлсмы закономерности переноса тепла при обработке перегретым лодяным паром растительной биомассы.

2. Разработана и обоснована методика количественного определения величины эндотермического эффекта при термической деефукцип биомассы к среде перегретого аодяпого пара.

3. Разрабонша методика дериватографичсского исследования процессов термической деструкции органических материалов » среде перегретого водяного пара.

4. Разработана методика и созданы датчики для исследования процесса течения ; двухфазного теплоносителя через дисперсные мщерналы.

5. Разработана физическая модель процесса переноса массы {конденсата) при обработке измельченной растительной биомассы.

6. Получены экспериментальные данные но миграции конденсат » частицах биомассы.

7. Разработана схема п выполнено теплотехническое обоснование процесса получения топливных брикетов из древесных отходов.

Основное содержание Очссе/чтп/нн onyñviKimnun /•ийтна.у

!

1. Журавекий Г.И., Виноградов .'l.ívj., Грсбсньков A.Ж., Дроздов

B.H., Егоров H.H. Термообработка оргапичеспх полимерных материалов в потоке газообразною гсилопосн rejiм//Í Ыжеиерпо-физичсский журнал.-l 996.-Т.69.-№6.-С. 1021-1025.

2. Журансюп! Г.И., Виноградов Л.М., Гребспькон А.Ж., Дроздов H.H., Егоров H.H., Самотхип /ill 11роцсееы

j тспломассопереноса при паротсрмическом воздействии на органические матсриалы//Теш1имаесообмеи-ММФ-%. Труды Ш Минского Международного Форума по тепломассообмену.-'I''.XI,-

C.116-123.

3. Журавекий Г.И., Егоров H.H., Мунябин 1<\Л. Топливные брикеты из растительной биомассы//Тсшв>- и массоиереиос-97. Сборник научных трудов.-Минск: «АНК И'ГМО им.А.ВЛыкова» 1IAIIG, 1997.-С.251-255.

4. Журапский Г.И., Егоров H.H. Экологически чноая технология переработки древесных и раеппельиых uixa',or.//Hïi:ceiioi Академии промышленной экологии.-1997, №3.-С'.(Н.

5. Журавекий Г.И., Аристархов Д.В., Самоюхнн B.II , Егоров 11.11. Новые технологии переработки иромогходов резиновой промышленности и бпомассы/Л'руды Международного симпозиума «Экология жилой среды: 11роекшроваиие, строительство, техника».-М.: 6-7 сешября 1996 г.

6. Журавекий Г.И., Аристархов Д.В., Егоров 11.11. Новые технологии переработки органических от ходов/УМежду народны и конгресс и выставка «Экологические проблемы больших городов: инженерные решспия».-М.: 14-17 мая 1996г.

7. Журавекий Г.И., Аристархов Д.В., Г'рсбспьков А Ж, Дроздов В.Н., Егоров H.H. Новые термические техиолопш перерабопш органических отходов//Сборппк. аннотации докладов 1 Международного симпозиума: Передовые термические технологии и матсрпальпо-М.:Из-во MI "СУ им М.Э.Ь'аумаип, 1997.-С.16.

8. Arislarcliov D.W., Ejioiov N.N., /liuinvski (i.I ЕсоЦчсаИу Clean

I Technologies for Recycling Wastes of Vcyrla) Bii»na:.s, Technical

! Rubber and Plastics//!I International Scliool-Seinininar "Modem

: Problems of Combustion and ITS Application.s".-Mmsk, Belarus,

i August 30-September 4, J997.-P.2lW.

_ми _Ю1_

ШШШ

а ' V

/

Рис.1. Схема экспериментального стенда для исследования обработки паром растительной биомассы: 1 - электрический парогенератор; 2 - пароперегреватель; 3 - термокамера; 4 -ишековыи питатель с электродвигателем; 5 - пресс; 6 -двигатель; 7 - калорифер с пылесосом; 8 - камера подсушки; 9 - датчики давления, температуры и влажности; 10 -приборы; 11 -фпльгр; 12- газгольдер.

.......

1-7-

Рис.2. Система измерения давления пара: 1- корпус датчика давления; 2- мембрана; | - 3-подвижнол элемент; 4- пластина; 5- электрод; 6- измерительный прибор; 7- самописец; 8- лента самописца; 9- силиконовое масло.

1'ис.З. Система . измерения влажности биомассы: 1- датчик влажности; '2 - измерительный прибор; 3- самописец;4 - лента самописца

.1

г:

«л

Ч — И'

УТ

■ ,1

ш

Рис.4. Система измерения выхода газообразных продуктов термической деструкции биомассы: 1 - холодильник; 2 - опоры; 3

- трубный пучок; 4 - съемная, крышка; 5 - сепаратор; б -вентиль; 7 - манометр; 8- верхняя крышка; 9 - смотровое окно; Ю-'газгольдер; 11 - трубопровод; 12-кран; ¡3 - водяной затвор; 14

- вода; 15 - манометр.

:;:!:.] : I 1 г

«,1«Н ву»1» . I Л^'НМ» ярлпцкк.

Рис.5. Зависимость Рис.б. Изменение по Рис.7.Экснсрг(мсгггальн Ыи^^Кс): {-расчет, премеин массы образца в ые данные но глуби ш 2-экспср!шент зависимости от проншки кондснсатол

температуры греющего частиц древесины пара. зависимости о

времени; ^-температур конденсата 10°С; ♦ 20°С; V - 60°С.

17

" 1

7 .и

г-: - - — . 1 - — -

- - - - - -- -

-ч. 1

-- 1-

Рис.8. Изменение по времени температуры, дапления, насыщенности и веса образца органического дисперсного материала лри течении через него парогазовой смеси: 1 - температура смеси Т=205°С; -2 — температура смеси Т=220°С.

ООООООО о

Рис.9.Схема процесса получения топлива из растительной биомассы: 1 - бункер загрузки; 2 - измельчитель; 3 - электродвигатель; А: -турбомслышца; 5 - конзейер; 6 - двигатель конвейера; 7 - дозатор; 8 - камера подсушки; 9 - парогенератора№-камера термпабрабатки паром; 11 - калорифер; 12 - вентилятор; 13 - циклон; \14-вентнлятор; 15 — дозатор; 16 — транспортер; 17 бункер термокамеры; 18 - дозатор термокамеры; 19 - манометр; 20 - датчик температуры; 21 - дозатор пресса; 22 - пресс; 23 — нож; 24^— рольганг.

К'.'','«

¡С-

Ы;

К'';;-

Р

IV..'--

Ш

I

т.

I: &

N

? !■■■ г» .1...

Ш

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Егоров, Николай Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ БИОМАССЫ.

1.1. Характеристика современной биомассы.

1.2. Термические технологии переработки биомассы в сырьевые ресурсы.

1.3. Термические технологии получения из биомассы топливно-энергетических ресурсов.

1.4. Проблемы термической переработки растительной биомассы.

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕСОВ ОБРАБОТКИ ПАРОМ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ.

2.1. Методика определения эндотермического эффекта.

2.2. Методика дериватографического исследования обработки паром растительной биомассы.

2.3. Методика измерения температур, давлений и влагосодержаний.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАБОТКИ ПАРОМ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ.

3.1. Схема экспериментального стенда.

3.2. Системы измерения теплофизических параметров процесса обработки паром растительной биомассы.

3.3. Теплотехнические расчеты и выбор конструктивных параметров.

3.4. Характеристика объектов исследования и методика изготовления образцов.

-33.5. Методика проведения экспериментов.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕЖФАЗНОГО ТЕПЛООБМЕНА И МАССООБМЕНА ПРИ ОБРАБОТКЕ ПАРОМ РАСТИТЕЛЬНОЙ

БИОМАССЫ.

4.¡.Теплообмен при фильтрации перегретого пара через слой биомассы.

4.2. Массообмен при обработке паром.

5. ФИЗИЧЕСКОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ОБРАБОТКЕ

ПАРОМ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ.

5.1. Физическая модель течения пара через слой биомассы.

5.2. Математическое моделирование течения парогазовой смеси через слой биомассы.

5.3. Высокотемпературная обработка биомассы.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОЙ БИОМАССЫ.

6.1. Схема процесса получения топлива из биомассы.

6.2. Теплотехническое обоснование схемы процесса.

6.3. Опытно-промышленная установка для получения топлива из биомассы.

6.4. Анализ образцов топлива и выбросов в окружающую среду.

Введение Диссертация по географии, на тему "Исследование экологической эффективности процессов термической обработки древесных отходов перегретым паром"

В последние годы в развитых странах мира большое внимание уделяется решению проблем развития и эффективного использования возобновляемых источников- энергии.

Одним из перспективных видов в возобновляемых источниках энергии является растительная биомасса.

В ряде стран мира (Германия, Италия, Аргентина, Бразилия и др.) созданы специальные энергетические плантации быстрорастущих пород древесины и других культур на землях, которые не пригодны для ведения сельскохозяйственного производства. На этих плантациях отрабатываются технологические процессы от выращивания биомассы до ее переработки в энергоресурсы (топливо, электроэнергия) [1].

В Германии имеются большие плантации рапса, высеваемого для получения дизельного топлива и смазочных масел. В США, Латинской Америке и Франции из отходов переработки сахарного тростника и кукурузы и др. получают этанол, а в Бразилии в качестве топлива для автомобилей используют до 10 млн. тонн этанола в год, вырабатываемого из биомассы [2].

По различным оценкам ресурсы растительной биомассы в Российской Федерации достигают 1 млрд. тонн условного топлива в год. Поэтому Государственной научно-технической программой России «Экологически чистая энергетика» в качестве одного из приоритетных направлений энергетики принято использование энергетического потенциала биомассы [1].

Очевидно, что широкое использование растительной биомассы в качестве энергоресурсов позволило бы получить значительный экономический и экологический эффект. Однако этот процесс сдерживается медленным внедрением высокоэффективных безопасных технологий ее переработки в энергоресурсы.

Разработка современных технологий получения высокосортных топлив из растительной биомассы связана, в первую очередь, с проблемами термической деструкции биомассы, тепломассопереноса в сложных пористых системах при наличии фазовых и химических превращений, проблемами конструирования оборудования для аппаратурного оформления технологических процессов.

Одним из перспективных направлений создания экологически чистых энергосберегающих технологий переработки биомассы в энергоресурсы является направление, связанное с применением паротепловой обработки биомассы и получения из обработанной массы твердого топлива.

Перспективность этого направления обусловлена также тем, что метод паротепловой обработки в зависимости от параметров (температура, давление, расход и состав пара) может быть использован для утилизации и обезвреживания производственных и бытовых отходов, паровой газификации (создание современных газогенераторов с чисто паровым дутьём), обработки органических материалов в химической промышленности и ряде других областей.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы диссертации. В настоящее время мировое использование растительной массы на энергетические цели достигает порядка 1 млрд. тонн условного топлива, что эквивалентно 20% мировой добычи нефти. В тоже время потенциальные ресурсы растительной биомассы для энергетического использования составляют в пересчете на нефтяной эквивалент 70-80 млрд. тонн [3].

В сельскохозяйственном производстве ежегодно накапливаются значительные количества отходов. Так, например, среднее количество растительных отходов по отношению к массе собранного урожая составляет: пшеница - 175%; кукуруза - 120%;рис - 180%; соевые бобы - 260%; хлопок -300% [4]. Большие количества отходов накапливаются на предприятиях пищевой промышленности; кондитерские фабрики (обработка какао бобов, земляных орехов и др.), мукомольные предприятия, предприятия по переработке масличных культур, пивоваренные предприятия (пивная дробина), гидролизные заводы (лигнин) [5].

Известно, что в лесопильном производстве почти 50% древесины превращается в отходы, а на деревообрабатывающих и мебельных предприятиях ещё около 50% пиломатериалов переходит в отходы [6]. При ежегодных заготовках леса в Российской Федерации до 125 млн. м3 в год количество отходов составляет весьма большую величину.

В ряде стран мира (США, Канада и др.) принимаются специальные программы по использованию растительной массы в энергетических целях.

К настоящему времени разработаны и используются ряд технологических процессов и аппаратов для получения энергоресурсов из растительной массы (топливные брикеты, генераторный газ, электрическая энергия).

Однако применяемые в настоящее время, технологии и оборудование для получения энергоресурсов из растительной биомассы в большинстве своем являются низкоэффективными и дорогостоящими и связаны с большими выбросами вредных веществ и низкопотенциального тепла в окружающую среду.

Рациональное использование растительной биомассы и охрана окружающей среды требуют комплексного научно обоснованного подхода к выбору средства и методов получения энергоресурсов из биомассы.

Цель и задачи исследования. Целью работы является теоретическое и экспериментальное обоснование метода паротепловой обработки растительной биомассы и получения из обработанной массы экологически чистого высокосортного твердого топлива, а также разработка на этой основе технологического процесса цолучения топливных бршсетов из древесных отходов. В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи:

- исследование процессов переноса тепла при обработке перегретым паром растительной биомассы;

- разработка определения термических эффектов при деструкции биомассы в среде перегретого водяного пара;

- разработка методики определения характеристик течения двухфазного теплоносителя через дисперсные материалы;

- разработка физической модели процесса переноса массы при паротепловой обработке растительной биомассы и получение опытных данных по миграции конденсата в частицах биомассы;

- разработка и теплотехническое обоснование процесса получения высокосортного топлива их древесных отходов.

Научная новизна результатов. В диссертационной работе на основе экспериментальных и теоретических исследований впервые: установлены закономерности процессов переноса тепла при обработке паром измельченной растительной биомассы; разработана и обоснована методика количественного определения величины эндотермического эффекта при термической деструкции биомассы в среде перегретого водяного пара; разработана физическая модель переноса массы (конденсата) при обработке паром измельченной растительной биомассы: получены экспериментальные данные по миграции конденсата в частицах биомассы; разработана и обоснована схема процесса получения высокосортного топлива из древесных отходов.

Практическая значимость и внедрение результатов. Результаты работы использовались на Производственном объединении «Белорусский автомобильный завод» (ПО БелАЗ) (г. Жодино) при создании установки для получения топливных брикетов из древесных отходов; на Государственном предприятии «Экологические ресурсы» (г. Минск) при разработке технологии паротермической переработки отходов пластмасс и полимеров.

Методика количественного определения величины эндотермического эффекта может быть использована при разработке и проектировании процессов термической переработки растительной биомассы.

Схема получения высокосортного топлива из древесных отходов и ее обоснование могут быть использованы при проектировании оборудования для переработки в топливные ресурсы органических отходов (лигнин, отходы обработки какао бобов, земляных орехов, подсолнечника и др.).

Результаты экспериментальных исследований могут использоваться в инженерной практике при создании процессов и оборудования, связанных с обработкой органических материалов паром.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Закономерности переноса тепла при обработке паром измельченной растительной биомассы;

2. Методика количественного определения величины эндотермического эффекта при термической деструкции биомассы в среде перегретого водяного пара;

3. Физическая модель переноса конденсата при обработке паром измельченной растительной биомассы и экспериментальные данные по миграции конденсата в частицах древесных отходов.

4. Схема и обоснование процесса получения высокосортного топлива из древесных отходов.

Личный вклад автора. Автором выполнены все экспериментальные исследования, обработка полученных результатов и их обобщение. Разработаны: методика количественного определения величины эндотермического эффекта при термической деструкции биомассы, физическая модель переноса конденсата при обработке паром измельченной растительной биомассы, схема процесса получения высокосортного топлива из древесных отходов.

Апробация результатов диссертации. Результаты исследований доложены и одобрены на Минском Международном Форуме «Тепломассообмен-96» (Минск, 1996); Международном -симпозиуме «Экология жилой среды: Проектирование, строительство, техника» (Москва, 1996); Международном конгрессе и выставке «Экологические проблемы больших городов: инженерные

- 10 решения» (Москва, 1996); I Международном симпозиуме «Передовые термические технологии и материалы» (пос. Кацивели, Крым, Украина, 1997); II International School-Seminar «Modern Problems of Combustion and ITS Applications» (Minsk, Belarus, 1997); Ганноверской выставке-ярмарке (Ганновер, Германия, 1996, 1997, 1998).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 8 публикациях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, общей характеристики работы, 6 глав, выводов, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на стр., включает 23 иллюстраций и 9 таблиц, приложение на 6 стр., список литературы из 104 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Егоров, Николай Николаевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В диссертационной работе сформулированы и обоснованы теоретические и экспериментальные положения, совокупность которых представляет решение важной научно-технической задачи, заключающейся в создании теплотехнических основ паротепловой обработки биомассы и разработке технологического процесса получения высокосортного топлива из древесных отходов.

При выполнении работы получены следующие научные результаты:

1. Установлены закономерности переноса тепла при обработке перегретым водяным паром растительной биомассы.

2. Разработана и обоснована методика количественного определения величины эндотермического эффекта при термической деструкции биомассы в среде перегретого водяного пара. Методика может быть использована при разработке и проектировании процессов и оборудования термической переработки биомассы.

3. Разработана методика дериватографического исследования процессов термической деструкции органических материалов в среде перегретого водяного пара.

4. Разработана методика и созданы датчики для исследования процесса течения двухфазного теплоносителя (пароводяная смесь) через дисперсные материалы.

5. Разработана физическая модель процесса переноса массы (конденсата) при паротепловой обработке измельченной растительной биомассы.

6. Получены экспериментальные данные по миграции конденсата в частицах биомассы.

7. Разработана схема и выполнено теплотехническое обоснование процесса получения топливных брикетов из древесных отходов

-159

Схема получения топливных брикетов из древесных отходов и ее теплотехническое обоснование могут быть использованы при проектировании оборудования для переработки в топливные ресурсы органических отходов (лигнин, сельскохозяйственные отходы и др.). Полученные при выполнении диссертационной работы результаты использовались при создании опытного образца установки для производства топливных брикетов из древесных отходов (БелАЗ, г. Жодино, Беларусь).

Отработка технологического процесса получения топливных брикетов на опытной установке подтвердила модели и расчеты, разработанные и выполненные в диссертации и использованные при создании оборудования.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Егоров, Николай Николаевич, Москва

1. Доброхотов В.И. Основные направления научно-технического прогресса в энергетике, решаемые в рамках государственной программы России «Экологически чистая энергетика»//Промышленная энергетика.-1994.-№12,-с.32-38.

2. Вольфберг Д.Б. Основные тенденции в развитии энергетики мира//Теплоэнергетика,-1995 .-№9.-с. 5-12.

3. Соуфер С., Заборски О. Биомасса как источник энергии.-М.:Мир,1985.-368с.

4. Па\шкин Я.М., Головин Г.С., Лапидус А.Л. и др. Получение моторных топлив из газов газификации растительной биомассы//Химия твердого топлива.-1994.-№3.-с.62-71.

5. Шубов Л.Я., Ройзман В .Я., Дуденков С.В. Обогащение твердых бытовых отходов.-М.: Недра, 1987.-238с.

6. Natioanl Academy of Sciences, Methane Generation from Human, Animal and Agricultural Wastes, NAS, Washington, D.C., 1977, p.131.

7. Вторичные материальные ресурсы пищевой промышленности: (Образование и использование).Справочник.-М.:Экономика, 1984.-328с.

8. Ахмина Е.И., Раскин М.Н. и др. Безотходное производство в гидролизной промышленности.-М.:Лесная промышленность, 1982.-184с.

9. Service, USDA, Pacific Northwest Forest and Range Experiment Station, Portland, Oregon, 1973, p.52.

10. Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов.-М. Лесная промышленность, 1987.-224с.

11. Симонов М.Н., Югов В.Г. Окорка древесины.-Лесная промышленность, 1972.-128с.

12. Алексеев Г.М., Петров В.Н., Шпильфогель П.В. Индустриальные методы санитарной очистки городов (Термическая переработка бытовых отходов и использование продуктов пиролиза).-Л.:Стройиздат, 1983.-96с.

13. Kucnk Mehmet M. Recent Advanced in Biomass Technology/'/Fuel Science and Technology International.-1994.-V.12.-№6.-p.845-871.

14. Bryant M.P. In: Microbial Energy Conversion (Schegel H.G., Barnea J., eds.), Verlag Erich, Gotze K.G., Gôttingen, 1976.-pp. 107-118.

15. Zinder S.H., Mah R.A. In: Abstracts of the Annual Meeting of the American Society for Microbiology. 15, American Society for Microbiology, Washington, 1979.-p.95.

16. Gergova K., Petrov N., Eser S. Adsorption Properties and Microstructure of Activated Carbons Produced From Agricultural BY-Products BY Steam P\Tolysis//Carbon.-1994.-Vol.32.-№4.-pp.693-702.

17. Johannis Simitzis and Johannis Sfyrakis. Pyrolysis of lignin biomass-novolac resin for the production of polymeric carbon adsorbents//Journal of Analytical and Applied Pyrolysis.-1993.-No.26.-pp.37-57.

18. Гордон JI.B., Феофилов B.B., Скворцов C.O., Лисок В.И. Технология и оборудование лесохимических производств.-М.Лесная промышленность, 1979.-288с.

19. Renewable Resources in the U.S.Electricity Supply. Energy Information Administration. Washington. D.C. February. 1993.

20. Energie Gewinnung aus Biomass im Context des deutschen energiessystems//Energie Anwendung.-1005.-№1 ,-s.19-25.

21. Ravindranath N.H., Chanakya H.N. Traditional and modern use of fuelwood in Indian villags// Sun World.-1994.-Vol.l8.-№3.-p.32-37.

22. Эскин Н.Б., Тутов A.H. и др. Анализ различных технологий термической переработки твердых бытовых отходов//Энергетика.-1994.-№9.-с.12-17.

23. Падьгунов П.П., Сумароков Н.В. Утилизация промышленных отходов.-М.:Стройиздат.-1990.-360с.

24. Халатов A.A., Марценюк З.А., Касьянова М.Д. Общая концепция частичного использования промышленных отходов в качестве топлива производственных котельных/Шромышленная теплоэнергетика.-1996.-т. 18,-№3.-с.80-85.

25. Федосеев С.Д., Чернышев А.Б. Полукоксование и газификация твердого тошшва.-М.:Гостехиздат, 1960.-326с.

26. Долинский A.A., Воловик Ю.И, Собственные энергоресурсы для энергетики Украины/ЛТромышленная теплоэнергетика.-1996.-т.18.№3.-с.62-79.

27. Friedlander P., Altunbulduk Т., Ahlhaus М., Walter М., Meier Н. Flüssige Kohlenwasserstoff aus Altpapier und Müll//Chem.-Ing.-Techii.-1992.-№3.-s.l0-14.

28. В erghoff R., Vergleich thermischer Verfahren zur Behandlung von Sonderabfällen//TU.-1991 -b.32.-№10.-s. 15-18.

29. Леонтьев A.K. Возможность использования генераторного газа из древесных отходов//Лесная промышленность.-1991 ,-№5.-с.8-12.

30. Технико-экономические показатели дизельных газогенераторных электростанций/Л.В.Зысин, Е.И.Орлов, И.Я.Мароне и др.//Автономная энергетика сегодня и завтра(Международный симпозиум).СПб., 1993.

31. Безруких П.П. Об экономической эффективности нетрадиционной энергетики// Энергетическое строительство,-1992.-№3.-с.7-12.

32. Гречко A.B. О месте твердых бытовых отходов в ряду естественных твердых топлив//Промышленная телпоэнергетика.-1994.-№1 .-с.46-48.

33. Гречко A.B., Калинин Е.И. Малькова М.Ю. Сравнительный анализ теплотворной способности различных топлив и некоторых видов металлургического сырья/'/Промышленная теплоэнергетика.-1994.-№5.-с.42-45.

34. Гречко A.B. Максимальное использование собственной теплотворности твердых бытовых отходов при технологии ПОРШ//Промышленная теплоэнергетика. -1995. -№3. -с. 5 0-52.

35. Трофимов С.П. Об использовании твердых бытовых отходов/ЛПромышленная телпоэнергетика.-1994 .-№2 .-с .24-29.

36. Гречко A.B., Калинин Е.И., Денисов В.Ф. переработка высковлажных бытовых отходов в печи Ванюкова//Цветная металлургия.-1993.-№2.-с.24-28.

37. Панцхава Е.С. Биогазовые технологии радикальное решение проблем экологии, энергетики, агрохимии//Теплоэнергетика.-1994.-№4.-с.36-42.

38. Панцхава Е.С., Кошкин H.JI. Биоэнергетические установки по конверсии органических отходов в топливо и органическое удо брения//Теплоэнергетика. -1993 .-№4. -с.20-22.

39. Андрюхин Т.Я., Свириденко Н.К., Савельев Ю.В. и др. Рециркуляционное анаэробное сбраживание отходов сельского хозяйства с выработкой биогаза//Юиотехнология.-1989.-т.5-№2.-с.219-225.

40. Панцхава Е.С., Пожарнов В.А., Зысин J1.B. и др. Преобразование энергии биомассы. Опыт России//Теплоэнергетика.-1996.-№5-с.33-38.

41. Lindemuth Т.Е., Bechtel National, Inc., Biomass Liquefaction Project, Albany, Oregon:Final Technical Progress report, for U.S. Department of Energy, Washington. D.C. April, 1978.

42. Паушкин Я.М., Головин С.Г., Горлов Е.Г. Получение моторных топлив и водорода нетрадиционными методами из угля и биомассы//Совещание по химии и технологии получения жидких топлив.-М.:1985.

43. Крылова А.Ю., Лапидус A.JI., Паушкин Я.М. Получение моторных топлив из биомассы//Доклады АН СССР.-1989.-т.304.№1.с.162.

44. Фуке И.Г., Евдокимов А.Ю. Топлива и смазочные масла на основе растительных соединений.-М.:ЦНИИТЭНефтехим, 1992.-60с.

45. Линия по производству топливных брикетов ЛТБ-1.-М.:ВНИПИЭИлеспром, 1989.-2с.

46. Бекетов В.Д. Линия производства брикетов из отходов окорки древесины.-М.:ВНИПИЭлеспром,1989.-2с.

47. Chesney М. Towards sustainability//Energy World.-1995.-№231.-c.9-10.

48. Biomasse-nachwachsende Energie aus Land und Forstwirtschaft.-Bonn:C.A.R.M.E.N., 1998.-72s.

49. Biotruck-2000.- Bavaria: Franz Haimer GmbH, 1996.-4s.

50. Саранчук В.И., Хазитов В.А., Пащенко Л.В. и др. Изменение свойств брикетов из бурого угля с добавками гидролизного лигнина при хранении//Химия твердого топлива.-1995.-№1.-с.25-29.

51. Саранчук В.И., Пащенко J1.B., Галушко JI.A. и др. Влияние состава буроугольно-лигниновых брикетов на их водопоглощение//Химия твердого топлива.-1995.-№1.-с.39-43.

52. Леонтьев А.К. Возможности использования генераторного газа из древесных отходов//Лесная промышленность.-1991.-№5 .-с. 10-11.

53. Головков С .И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов.-М.:Лесная промышленность, 1987.-250с.

54. Корякин В.И. Термическое разложение древесины.-М.:Гослесбумиздат, 1962.-274с.

55. Лыков А.В. Тепломассообмен. Справочник.-М.:Энергия, 1971.-560с.

56. Современные проблемы тепло- и массообмена в химической технологии: Материалы Международной школы-семинара.-Минск:ИТМО им.А.В.Лыкова АН БССР, 1987.-Ч.1-3.

57. Font R., Williams Р.Т. Pyrolysis of biomass with constantheating rate:influence of the operating conditions//Thermochimica Acta.-1995.-Vol.250.-pp.109-123.

58. Drummond Ana-Rita F., Drummond Ian W. Pyrolysis of sugar cane bagass in a wire-mesh reactor/And. And Eng. Chem.Res.-1996.-35„ №4.-pp. 1263-1268.

59. Porous element heating emerges as synthetic thermolytic technology//Chem. And Eng. News.-1995.-73, №17.-p.50.

60. Minkova V., Razvigbrova M., Goranoba M., Russianova N. Step-nise pyrolysis of bituminous coal in a steam of water vapour//8-th Int. Conf. Coal Sei., Oviedo, Sept.10-15, 1995.-Oviedo, 1995.-pp.l77-178.

61. Hastaoglu M.A., Hassam M.S. Application of a general gas-solid reaction model to flash pyrolysis of wood in a circulating fluidized bed/7Fuel.-1995.-vol.74.-№5.-pp.697-703.

62. Gabor Yarhegyi, Piroska Szabo. Kinetics of the thermal decomposition of cellulose in sealed vessels at elevated pressures. Effects of the presence of water on reaction ,echanism//Journal of Analytical and Applied Pyrolysis.-1993.-№26,-pp.159-174.

63. Корякин В.И. Термическое разложение древесины.-М.:Гослесбумиздат, 1962.-252с.

64. Михайлов Ю.А. Сушка перегретым паром.-М.Энергия, 1967.-199с.

65. Raveendran R., Ganesh Anuraddo, Khilar Kartic C. Influence of Mineral matter on biomass pyrolysis characteristics//Fuel.-1995.-74, №12.-pp.1812-1822.

66. Nakagawa Tetsuo, Minato Kazuya, Katayoma Jukio. Selective pyrolysis of japanese cedar to Ci-chemistry materials//Kyoto daigaku nagakubu enshhurin hakoku=Bull Kyoto Univ.Forests.-1995, №67.-p.l84-191.

67. Hu Yunchu, Chen Qianwen, Zhan Peijiang, Song Zhaohua, Xu Changli. Zinchan huaxue yu gongye//Chem. And Int. Forest Prod.-1995.-15, №4.-pp.45-49.

68. Razvigorova Maria, Goranova Maria, Russianova Natalja. Comparative analysis of extractobles and steam pyrolysis products from high-volatia bituminous coal//Fuel.-1995.-74, №9.-pp. 1333-1342.

69. Кузнецов Б.Н., Ефремов А.А., Слащинин Г.А. и др. Каталитическая конверсия древесины осины в токе перегретого водяного пара в присутствии серной кислоты и сульфатов кобальта, железа и алюминия//Химия древесины.-1990, №5.-с.51-56.

70. Bilbao Rafael, Arauzo Jesus, Salvador Maria L. Kinetics and modeling of gas formation in the thermal decomposition of powdery cellulose and pine sawdust//Ind. And eng.Chem.Res.-1995.-34, №3.-pp.786-793.

71. Antal Michael, Varhegyu Gabor. Cellulose pyrolysis kinetics.the current state of knowledge/And. and Eng. Chem.Res.-1995.-34, №3.-pp.703-717.

72. Harboy P., Zazic Z. Mathematical model of biomass pyrolysis//Metalurgija Sisak.-1995.-34, №3.-pp.79-83.

73. Conesa Juan A., Cocbat Hero Jose A., Marcilla A., Font R. Analysis of different kinetic models in the dynamic pyrolysis of cellulose/VThermocimic Acta.-1995.-254,-pp. 175-192.

74. Milosanljevic Ivan, Sunberg Eric M. Cellulose thermal decomposition:Global mass loss kinetics/VInd. and Eng. Chem.Res.-1995.-34, №4.-pp.l081-1091.

75. Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина. Химия улътраструктуры, реакции.-М.:Мир. 1988.-280с.

76. Романков П.Г., Рашковская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии.-Л. .-Химия, 1979.-272с.

77. Гельперин Н.П., Айнштейн В.Г., Кваша В.Б. Основы техники псевдоожижения.-М:Химия, 1967.-380с.

78. Соколов П.В. Проектирование сушильных и нагревательных установок для древесины.-М.:Лесная промышленность, 1965.-331с.

79. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. .Справочник/ Под общ. ред. В.А.Григорьева, В.А.Зорина.-М.:Энергоатомиздат, 1988.-560с.

80. Журавский Г.И., Виноградов Л.М., Гребеньков А.Ж., Дроздов В.Н., Егоров Н.Н. Термообработка органических полимерных материалов в потоке газообразного теплоносителя//Инженерно-физический журнал.-1996.-т.69, №6.-с,1021-1025.

81. Уэндландт У. Термические методы анализа.-М.:Мир, 1978,-ЗООс.

82. Лыков A.B. Теория теплопроводности.-М.:Высшая школа, 1967.-260с.

83. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача.-М.:Энергоиздат, 1981.-402с.

84. Химическая энциклопедия.-М.:Советская энциклопедия. Т.1., 1988.-с.562564.

85. Шерков В.И., Куйбина Н.И. Технология гидролизных производств.-М.:Лесная промышленность, 1973.-280с.

86. Химическая энциклопедия.-М.:Советская энциклопедия. Т.2., 1990.-с.590-591.

87. Журавский Г.И., Егоров H.H., Мунябин К.Л. Топливные брикеты из растительной биомассы// Тепло- и массоперенос-97. Сборник научных трудов.-Минск:»АНК ИТМО им.А.В.Лыкова»НАНБ, 1997.-С.252-255.

88. Журавский Г., Егоров H.H. Экологически чистая технология переработки древесных и растительных отходов//Известия Академии промышленной экологии.-1997, №3.-с.91.

89. Давидсон И.Ф., Харрисон Д. Псевдоожижение.-М.:Химия, 1974.-728с.

90. Баскаков А.Б., Берг Б.В., Рыжков А.Ф., Филиповский Н.Ф. Процессы тепло- и массопереноса в кипящем слое.-М.Металлургия, 1978.-240с.

91. Журавский Г.И., Аристархов Д.В., Егоров H.H. Новые технологии переработки органических отходов//Международный конгресс и выставка- 169

92. Экологические проблемы больших городов: инженерные решения».М.Т4-17 мая 1996г.

93. Комиссия в составе: председателя начальника отдела БелАЗ

94. Нцыновича А.Л-., главного энергетика БелАЗ Калечица В.Р., начальштнии установки ■ для производства топливных брикетов из растительной биомассы на БелАЗ •использованы результаты., изложенные в работах:

95. Журавский Г.И., Виноградов Л.М., ГреОеньков А.Ж. , Дроздов. Р. Ii. , Егоров H.H. ''Термообработка органических полимерных материалов в потоке газообразного теплоносителя" (Инженерно-физичесг.пп журнал, том 69, М 6, стр. 1021-1024).

96. Журавский Г.И, , Егоров H.H. Мунябин К.Л. "Топливные бриг.еты пв растительной биомассы" /7 Тепло- и массоперенос 97 •- Минск, АНК "ИТМО им. А.В.,Лыкова" НАНВ, 1997 г.ка бюро Клецко' Н.И. составила настоящий Акт в том, что при оовдашнссия:

97. МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУССКИЙ I Й ИНСТИТУТ

98. Исследования проведены согласно "МУ по санитарно-гигиеническому контролю полимерных строительных материалов, предназначенных для применения в строительстве жилых к общественных зданий",- М.Д980.-М 2158-80,

99. Мшютэрства адукццьп Рэспублш Беларусь

100. Беларуси дзяржауиы )хналапчны ушверспэт220630, Мшск, пул. Свярдлова, 13а тэл.: (0172) 26-14-32, 27-62-17 факс: (0172) 26-10-75 E-Mail: bgtu.minsk by

101. Republic of Belarus Ministry of Education1. Belarussian State1. Technological Universityi220630, Minsk, Sverdlova Str., 13« tel.: (0172) 26-14-32, 27-62-17 fax:(0172) 26-10-75 E-Mail: bgtu.minsk.by1. 199fal №1. No

102. Директору АНК ИТ МО АНБ! академику Map тын ен ко О .Г,- I

103. На Ваше письмо № 73-597 от 12.10.95 г. направляем акт лабараторных испытаний, представленного образца жидкости1» полученной при паротермической обработке растительной биомассы,

104. Проректор по научной работе, ^профессор ВоробьевI1. Й работе»1. И.Воробьев г.1. АКТлабараторных испытаний образца жидкости, подученной при паро-термической обработке растительного сырья.

105. Внешний вид жидкость мутного цвета со специфическим запахом. ¿К

106. ХПК /химическое поглощение кислорода/ 1200 мг 0^/л.3. рН 7,4

107. Содержание РВ /редуцирующих веществ/ 0,002%.

108. Содержание фенолов отсутствует.

109. Взвешенные вещества 0,032$.

110. По полученным результатам можно сделать следующие заключение :

111. Использование продуктов деструкции древесины в исследуемой жидкости нецелесообразно по причине большого их разнообразие и незначительных концентраций.

112. Исследуемая жидкоеть не содержит токсических веществ и может быть сброшена в городской канализационный коллектор при согласовании с соответствующими органами.1. И.А.Ламоткин

113. Зав. кафедрой ХОД, доцент к.х.н.