X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018
РЕКОНСТРУКЦИЯ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ С РАССМОТРЕНИЕМ ВОПРОСОВ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБОВ ГАЗИФИКАЦИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
КомментарииПолная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Вельский Лесопильно-Деревообрабатывающий комбинат по объемам производства – это одно из крупнейших предприятий отрасли в Северо-Западном регионе, занимающее лидирующие позиции, в том числе и на общероссийском рынке. В настоящее время технологические мощности компании полностью модернизированы.
Компания заготавливает, обрабатывает, хранит и поставляет древесину, используя собственные ресурсы: оборудование, транспорт, персонал и склады. Лесозаготовка ведется в Архангельской области на лучшем современном оборудовании John Deere (США) [2].
Для процесса газификации используются отходы от данного комбината, чтобы избежать расходов на утилизацию и вывоз оставшейся части древесины, снизить выбросы парниковых газов. Использование низкокачественных и возобновляемых ресурсов для производства тепла и энергии перспективная альтернатива углю и торфу для данной области.
В общем виде гaзификация прeдставляет сoбой кoнверсию органической части углерoдсодержащего вeщества в газообразные продукты [7,8,9]. Такие процессы обычно проводят в газогенераторах, а получаемый газ называется генераторным газом. В качестве газифицирующего вещества обычно применяют кислород, воздух, водяной пар, CO2 и их смеси в различных соотношениях. Повышение тeмпературы в слое газифицируeмого вещества приводит к возрастанию концентрации H2 и CO в объёме получаемого газа. В целом газификация может быть охарактеризована как совокупность гeтерогенных и гомогeнных рeакций [3, 4]. Основными реакциями газификации при различных видах дутья можно считать:
C+H2O=CO+H2-130,5 кДж/моль (1.1)
C+2H2 =CH4-74,9 кДж/моль (1.2)
C+O2 =CO2+395 кДж/моль (1.3)
2C+O2=2CO+219 кДж/моль (1.4)
C+CO2 =2CO-175,5 2 кДж/моль (1.5)
C+2H2O=CO+2H2-89,6 кДж/моль (1.6)
CO+H2O=CO2 +H2+41 кДж/моль (1.7)
По сравнению с углём, отходы биомассы имеют значительно более высокую долю щелочи (фосфора, калия, кальция) и переменным, а иногда и высоким содержанием хлора. Содержание золы биомассы значительно ниже, чем у большинства зольности угля, а химический и минеральный состав золы значительно отличается. Угольная зола в основном состоит из: SiO2, А12O3, Fe2O3, в то же время зола из биомассы включает SiO2, CaO, и K2O. Зола от газификации биомассы характеризуется более низкой температурой размягчения (как правило, от 750 до 1000 ° C), в то время в большой части угольной золы составит около 1000°С или более. Изменение температуры размягчения золы можно отметить, даже при относительно низких весовых долях биомассы совместного газификации биомассы. Увеличивается скорость отложений на поверхностях нагрева котла и из-за более низкой температуры размягчения золы и в результате [5] совместного газификации биомассы смеси угля и биомассы и сдвига химического состава соединений с повышенной склонностью к осаждению на поверхностях нагрева.
Для промышленный зданий можно использовать газогенератор на деревянной щепе. Необходим склад для хранения запаса топлива на 2-3 недели. В таблице 1 представлены общие технические параметры газогенератора [6].
Таблица 1 - – Общие технические параметры газогенератора
|
Параметр газификации |
Значение параметра |
|
Размеры устройства, см |
Минимальный диметр 10 Длина 30 … 50 |
|
Номинальная производительность по газу, м3/ч |
1200 … 1500 |
|
Средняя теплотворность газа, ккал/м3 |
1,05 |
|
Вид топлива |
опилки |
|
Влажность, % |
Не более 15 |
|
Максимальный расход топлива, т/ч |
0,6 |
|
Температура газификации, 0С |
700 … 800 |
|
Температура газа на выходе, 0С |
300 … 500 |
|
Способ подачи топлива |
Ковшевой контейнер |
|
Золоудаление |
непрерывное |
|
Запуск |
Вентилятор высокого давления |
|
КПД, % |
85 |
|
Состав газа |
СО -19 %; Н2 – 18 %; СО2 – 8%; СН4 – 3%; N2 – 50% |
Основное требованию к сырью – содержание влаги не более 15% перед подачей в газовый генератор, поэтому необходима сушка и сортировка.
Преимущества данной установки:
высокая производительность;
простота эксплуатации;
соответствие экологическим стандартам;
низкое потребление энергии.
Список использованных источников
Состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса жилищно-коммунального хозяйства Архангельской области [Электронный ресурс] / Сайт правительства Арх. Обл. Режим доступа: https://dvinaland.ru/economics, свободный. (дата обращения 15.07.2017)
Ресурсы Архангельской области. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.edu.severodvinsk.ru/ (дата обращения 15.07.2017)
Калечица И.В. Химические вещества из угля. /Под ред.– М.: Химия, 1980. С.– 616
Corella, J. Review on Dual Fluidized-Bed Biomass Gasifier / J. Corella, J.M. Toledo, G.A. Molina // Ind. Eng. Chem. Res. – 2007,V.46. – С. 6831–6839
Тrimis Д., Wawrzinek K:.. Пламя стабилизации высокой диффузных газовых смесей в пористой инертной среде, Журнал вычислительной и прикладной механики, Vol 5, No. 2, 2004, С. 367-381
Газогенератор на биотопливе. [Электронный ресурс] Инновационная энергетическая компания AGT. Режим доступа: http://agt-generator.ru/oborudovanie, свободный. (дата обращения 10.12.2017)
Салова Т.Ю., Громова Н.Ю. Теоретические аспекты получения биологически активных веществ из растительного и животного сырья //Успехи современного естествознания №3 2016, с. 39-43
Салова Т.Ю., Громова Н.Ю., Громова Е.А. Источники возобновляемой энергии. Технологии синтеза и термические методы переработки органических отходов //Международный журнал экспериментального образования, № 10 2016, С. 150-151.
Салова Т.Ю., Громова Н.Ю., Громова Е.А.Методология рационального использования природных ресурсов //Международный журнал экспериментального образования.-2017, № 3-1, с. 55-57.