Псевдоожижение и сжигание биотоплива в многокомпонентных слоях - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ И СЖИГАНИЕ БИОТОПЛИВА В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СЛОЯХ Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении «Тамбовский государственный технический университет». Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Кузьмин Сергей Николаевич.Многокомпонентный псевдоожиженный слой твердых частиц - это слой, состоящий из частиц, резко отличающихся друг от друга по размерам, форме, плотности. Такие слои образуются в нижней части топок с циркулирующим кипящим слоем, когда в слой мелких частиц эквивалентным диаметром 300-1000 мкм вводят определенное количество крупных и тяжелых частиц эквивалентным диаметром 10 мм и более для стабилизации процесса воспламенения и горения твердого топлива и увеличения времени пребывания циркулирующих частиц в придонной части циркулирующего слоя. Такой слой рассматривается как альтернатива обычному циркулирующему слою, так как в нем значительно увеличиваются скорости протекания обменных процессов. Данная работа выполнялась в соответствии с государственным контактом с Министерством образования и науки РФ № 16.516.12.6002 «Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований в области повышения эффективности вновь разрабатываемых и существующих котлов с кипящим слоем при совместном сжигании низкосортных углей с биомассой» и государственным контрактом № 16.526.11.6010 «Разработка технологии предварительной термической обработки древесных и растительных отходов для получения биотоплива, обладающего улучшенными технико-экономическими характеристиками» в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 гг.». В области перехода многокомпонентного слоя в состояние псевдоожижения, как при комнатной температуре, так и для условий реального химико-технологического процесса при сжигании биотоплива, установлена связь между переходами в системе газ - твердые частицы и среднеквадратичным отклонением пульсаций перепада давления в слое, позволяющая экспериментально определить момент перехода слоя в псевдоожиженное состояние и значение минимальной скорости псевдоожижения.С другой стороны, предложенный метод определения минимальной скорости псевдоожижения по изменению численных значений статистических характеристик пульсации перепада давления в слое [1] не проверен для многокомпонентных слоев и реальных физических условий, возникающих, например, при горении твердого топлива в слое. Изменение зависимости численных значений статистических характеристик случайного процесса пульсации перепада давления в слое от скорости газа может быть связано с изменением фракционного состава слоя в связи с появлением в нем агломератов частиц, что может привести к дефлюидизации слоя. Полученное множество случайных значений перепада давления в слое подвергалось математической обработке, а именно определялись: 1) математическое ожидание случайного процесса (среднее значение перепада давления в слое за время наблюдения), Па: Pc = ??PJ/N, (1) где Pj - значение j-го измерения перепада давления, Па; N - число измерений; Известно [2], что изза низкой температуры плавления соломенной золы при температуре 850 °С агломераты в слое начинают образовываться уже через 120 с после начала процесса их сжигания, что позволяло изучить процессы псевдоожижения в таких слоях и определить возможность диагностики процесса дефлюидизации по изменению статистических характеристик пульсаций перепада давления в слое. Наблюдается либо монотонный рост перепада давления с увеличением скорости воздуха, продуваемого через слой (для слоев, содержащих от 80 до 100 % гранул), либо резкие колебания этого перепада (для слоев с меньшей концентрацией гранул).

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ