ТЕРМІЧНЕ ПЕРЕРОБЛЕННЯ ДЕРЕВИНИ У СУЦІЛЬНОМУ ШАРІ В ГАЗОПОДІБНЕ ПАЛИВО ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВКАХ

summary

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ  РОБОТИ

У вступі обгрунтовано доцільність і актуальність проблеми, визначено мету роботи, наукову новизну та її практичну цінність.

В першому розділі виконано огляд літератури щодо сучасного стану процесів перероблення деревини в газоподібне паливо. Проведено аналіз сучасних технологій газифікації деревини з подальшою утилізацією синтез-газу для виробництва електроенергії та тепла. Зібрано та проаналізовано дані за існуючими у світі демонстраційними і комерційними газифікаційними установками. Показано, що технології газифікації твердого палива досягли суттєвого розвитку на лабораторному і пілотному рівнях, працює також ряд демонстраційних і комерційних установок. Проведено аналіз викладених в літературі методів термічного перероблення деревини в газоподібне паливо і показано, що найбільш перспективним способом є газифікація в суцільному шарі, з подальшим використанням синтез-газу в енергетичних цілях. Розглянуто різні конструкції газогенераторів та методи процесу газифікації. Приведено аналіз дослідження характеристики властивостей деревини, яка використовується для термічного перероблення в газоподібне паливо.

У другому розділі наведено обґрунтування та аналіз теоретичних положень процесу термічного перероблення деревини в газогенераторі з суцільним шаром.

Проаналізовано основні реакції газифікації твердого палива. Основною є  реакція вуглецю (С) з окислювачем – киснем (О₂), тому що вуглець є основною тепловиділяючою частиною більшості твердих палив.

Склад і теплотворна здатність синтез-газу, отримуваного в результаті газифікації палива, можуть змінюватися в залежності від різних факторів. Проведено аналіз експериментальних досліджень ряду авторів, які вивчали залежність виходу та складу продуктів газифікації від властивостей вихідної сировини, режиму процесу, а також конструкції газогенератора.

При різних операціях з сипучими матеріалами доводиться розраховувати ті або інші технічні процеси, наприклад газифікація, спалювання, сушіння, пневматичне транспортування та ін. В цих випадках велику роль грає розмір частинок. Для зручності і спрощення розрахунків форму частинок сипучих матеріалів приймаємо за кулю. Насправді частинки сипучої деревини відрізняються за формою від кулі, тому вводилось поняття про еквівалентний діаметр (d_e), тобто про лінійний розмір частинки деревини (l). Еквівалентний діаметр частинки визначали за допомогою ситкового аналізу.

З врахуванням фракційного складу та кількості деревини, необхідних в даному технологічному процесі, вибрано подрібнювач. Найбільше задовільняє задані умови машина РМ-5Р, яка призначена для подрібнення в технологічну тріску деревини, відходів лісозаготівлі, фанерного, плитного, меблевого виробництв.

Розроблено метод розрахунку процесу газифікації деревини, який дозволяє провести розрахунок параметрів робочого процесу в газифікаторі з суцільним шаром, заснований на рівняннях теплового і матеріального балансів.

В третьому розділі наведено методику експериментальних досліджень. Визначено основні змінні фактори, які впливають на процес газифікації та на якість синтез-газу.

Для проведення експериментальних досліджень та розробки технологічного процесу вироблення синтез-газу розроблено газогенератор з суцільним шаром (рис. 1), що відрізняється від відомих конструкцій газогенераторів.