Розробка теоретичних та технологічних основ виробництва паливного газу піролізом біомаси - Автореферат

ДНІПРОДЗЕРЖИНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ РОЗРОБКА ТЕОРЕТИЧНИХ ТА ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОСНОВ ВИРОБНИЦТВА ПАЛИВНОГО ГАЗУ ПІРОЛІЗОМ БІОМАСИНауковий керівник: доктор технічних наук, професор Павленко Анатолій Михайлович Дніпродзержинський державний технічний університет Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, декан енергетичного факультету Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Яковлєва Ірина Геннадіївна Запорізька державна інженерна академія Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, завідувач кафедри теплоенергетики кандидат технічних наук, доцент Радченко Юрій Миколайович Національна металургійна академія України Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, доцент кафедри теплотехніки та екології металургійних печей Захист відбудеться «19» травня 2011 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К09.052.01 при Дніпродзержинському державному технічному університеті МОН України за адресою: 51918, м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Дніпродзержинського державного технічного університету за адресою: 51918, м. Досліджено технологічні основи створення піролізного газу з заданими теплоенергетичними характеристиками, визначено раціональні технологічні умови низькотемпературного піролізу, що дозволяє суттєво знизити енерговитрати у виробництві газу та отримати задані склади газу та продуктів згоряння.Однім з основних напрямків ефективної реалізації енергетичної політики в України є формування паливно-енергетичного балансу, який відповідав би власним запасам енергоресурсів України і світовим тенденціям у використанні енергоносіїв. Дослідження великої кількості піролізних установок різної конструкції, наведених у науковій літературі, дозволяє зробити висновок про те, що багато технологій не можуть бути досить ефективними через низку недоліків: удосконалення технологічних режимів не розглядається у функціональному звязку з тепломасообмінними і гідродинамічними процесами в камерах піролізу при термічному розкладанні органічної сировини; не передбачені заходи оперативного реагування на поточну зміну фізико-механічних властивостей у потоці сировини та корекції параметрів технологічного процесу піролізу з метою досягнення необхідних оптимальних результатів, що не дозволяє прогнозувати склад отриманого газу. У звязку з цим у дисертаційній роботі поставлено мету - розробити технологічні та теоретичні основи виробництва біопалива з урахуванням його ефективності (теплотворної здатності, екологічності) та наявої сировинної бази. Автор брала участь у виконанні науково-дослідних робіт: «Розвиток теорії тепломасообміну в нанотехнологіях обробки дисперсних середовищ» (202/05ДБ, 0184U006634); «Розвиток теорії тепломасообміну в дисперсних середовищах» (202/03ДБ, 0126U005749); «Розвиток теорії наномасштабних процесів енергообміну в рідкіх дисперсних середовищах» (202/07ДБ). Завданням дослідженя є: створення надійної та ефективної методики експериментальних і теоретичних досліджень термічного розкладання часток сировини в піролізній установці, а також отримання корисної інформації про процеси, що визначають динамічні характеристики розкладання летучих компонентів; створення математичних моделей гідродинаміки і тепломасообміну дисперсної фази в псевдозрідженому шарі для визначення основних тепломасообмінних характеристик; розробка технології низькотемпературного піролізу біомаси, обладнання, оптимізація технологічних і конструктивних параметрів на базі отриманих емпіричних та теоретичних даних.Доведено, що при використанні сільськогосподарських відходів біомаси (лушпиння рису і гречки, лушпиння соняшника, відходи деревини, дрібна мізга і ін.) технологія повільного низькотемпературного піролізу є найбільш ефективна, тому що вимагає найменших енергетичних витрат, а теплота згоряння піролізного газу вища за теплоту згоряння багатьох вторинних паливних газів. Експериментально одержано значення теплоти згоряння піролізного газу за допомогою адіабатного калориметра моделі АБК-1 із вбудованим мікропроцесором, який дає можливість здійснити управління виміром теплоти згоряння палива. Факториними величинами, які впливають на режими обробки, обрано: температуру повітря - Х1, вміст вологи часток - Х2, витрати окислювача, який подається в піролізну камеру - Х3, час термообробки часток Х4. Математична модель руху часток у вертикальному каналі представлена наступним чином: Враховуючи основні закономірності утворення пульсацій шару, псевдозрідження частки починається при порушенні рівноваги балансу сил, що діють на шар: гравітаційної; сили динамічного напору потоку повітря; гідродинамічного опору потоку та опору на тертя. Модель враховує три основних види переносу теплової енергії та маси: перенос теплоти та речовини всередені шару; теплопровідність частки і розподіл температури всередині частки в часі; взаємодія шару часток зі стінками піролізної камери.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ