Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі

Представлено результаты экспериментальных исследований процесса быстрого пиролиза биомассы с целью получения бионефти, углеродистого остатка и пиролизного газа в абляционном реакторе шнекового типа. Проведен их сравнительный анализ с иностранными аналогами. Предложены мероприятия по дальнейшему усов...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Клименко, В.М., Баштовий, А.І., Зубенко, В.І., Антощук, Т.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2016
Назва видання:	Промышленная теплотехника
Теми:	Возобновляемая энергетика
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142262
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі / В.М. Клименко, А.І. Баштовий, В.І. Зубенко, Т.О. Антощук // Промышленная теплотехника. — 2016. — Т. 38, № 2. — С. 48-55. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-142262
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1422622018-10-03T01:23:06Z Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі Клименко, В.М. Баштовий, А.І. Зубенко, В.І. Антощук, Т.О. Возобновляемая энергетика Представлено результаты экспериментальных исследований процесса быстрого пиролиза биомассы с целью получения бионефти, углеродистого остатка и пиролизного газа в абляционном реакторе шнекового типа. Проведен их сравнительный анализ с иностранными аналогами. Предложены мероприятия по дальнейшему усовершенствованию данной технологии. Представлено результати експериментальних досліджень процесу швидкого піролізу біомаси з метою отримання біонафти, вуглецевого залишку та піролізного газу в абляційному реакторі шнекового типу. Запропоновано та реалізовано заходи щодо вдосконалення технології піролізу. Проведено порівняльний аналіз даних експерименту з даними іноземних авторів. The paper presents results of experimental investigations of fast pyrolysis of biomass in the ablative screw reactor to obtain bio-oil, carbonaceous residue and pyrolysis gas. Their comparative analysis with foreign similar experimental data was carried out. The measures to further development of this technology were suggested. 2016 Article Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі / В.М. Клименко, А.І. Баштовий, В.І. Зубенко, Т.О. Антощук // Промышленная теплотехника. — 2016. — Т. 38, № 2. — С. 48-55. — Бібліогр.: 9 назв. — укр. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.2.2016.06 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142262 662.76 uk Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Возобновляемая энергетика Возобновляемая энергетика
spellingShingle	Возобновляемая энергетика Возобновляемая энергетика Клименко, В.М. Баштовий, А.І. Зубенко, В.І. Антощук, Т.О. Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі Промышленная теплотехника
description	Представлено результаты экспериментальных исследований процесса быстрого пиролиза биомассы с целью получения бионефти, углеродистого остатка и пиролизного газа в абляционном реакторе шнекового типа. Проведен их сравнительный анализ с иностранными аналогами. Предложены мероприятия по дальнейшему усовершенствованию данной технологии.
format	Article
author	Клименко, В.М. Баштовий, А.І. Зубенко, В.І. Антощук, Т.О.
author_facet	Клименко, В.М. Баштовий, А.І. Зубенко, В.І. Антощук, Т.О.
author_sort	Клименко, В.М.
title	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі
title_short	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі
title_full	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі
title_fullStr	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі
title_full_unstemmed	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі
title_sort	дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2016
topic_facet	Возобновляемая энергетика
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/142262
citation_txt	Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі / В.М. Клименко, А.І. Баштовий, В.І. Зубенко, Т.О. Антощук // Промышленная теплотехника. — 2016. — Т. 38, № 2. — С. 48-55. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT klimenkovm doslídžennâšvidkogopírolízubíomasivablâcíjnomušnekovomureaktorí AT baštovijaí doslídžennâšvidkogopírolízubíomasivablâcíjnomušnekovomureaktorí AT zubenkoví doslídžennâšvidkogopírolízubíomasivablâcíjnomušnekovomureaktorí AT antoŝukto doslídžennâšvidkogopírolízubíomasivablâcíjnomušnekovomureaktorí
first_indexed	2025-07-10T14:33:45Z
last_indexed	2025-07-10T14:33:45Z
_version_	1837270856385953792
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №248 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА УДК 662.76 ДОСЛІДЖЕННЯ ШВИДКОГО ПІРОЛІЗУ БІОМАСИ В АБЛЯЦІЙНОМУ ШНЕКОВОМУ РЕАКТОРІ Клименко В.М.1, чл.-кор. НАН України, Баштовий А.І.1, канд. техн. наук, Зубенко В.І.1, Антощук Т.О.2 1Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Желябова, 2а, Київ, 03680, Україна 2НТЦ “Біомаса”, вул. Желябова, 2а, Київ, 03067, Україна Представлено результати експе- риментальних досліджень процесу швидкого піролізу біомаси з метою отримання біонафти, вуглецевого залишку та піролізного газу в абляційному реакторі шнекового типу. Запропоновано та реалізовано заходи щодо вдосконалення технології піролізу. Проведено порівняльний аналіз даних експери- менту з даними іноземних авторів. Бібл. 9, рис. 1, табл. 4. З інформаційних джерел та оцінок Міжнародного енергетичного агентства (МЕА) [1] відомо, що рідке біопаливо є одним з перспективних видів органічного рідкого аль- тернативного палива. Рідке біопаливо можна отримати з альтернативних видів палива, а саме з біомаси, шляхом термічної переробки, процесом піролізу [2-3]. Відповідно до оцінок МЕА, а також до стандартів виробництва рідкого біопалива, не кожний вид процесу піролізу може відпо- відати екологічним критеріям виробництва. Також слід зазначити, що піроліз спрямо- ваний не лише на отримання рідкого біо- палива (біонафти), а й на виробництво піро- лізного газу. У випадку застосування досконаліших технологій, у технологічному процесі можна отримувати якісний вуглеце- вий залишок, який може бути використаний для виробництва твердого біопалива. Мета даного дослідження полягає в удосконаленні роботи експериментальної уста- новки швидкого абляційного піролізу біомаси, розробленої в ІТТФ НАНУ та порівнянні даних Представлено результаты экс- периментальных исследований про- цесса быстрого пиролиза биомассы с целью получения бионефти, угле- родистого остатка и пиролизного газа в абляционном реакторе шнеко- вого типа. Проведен их сравнитель- ный анализ с иностранными анало- гами. Предложены мероприятия по дальнейшему усовершенствованию данной технологии. The paper presents results of experimental investigations of fast pyrolysis of biomass in the ablative screw reactor to obtain bio-oil, carbonaceous residue and pyrolysis gas. Their comparative analysis with foreign similar experimental data was carried out. The measures to further development of this technology were suggested. експерименту із даними іноземних авторів [4,5]. У роботі [6] були представлені результати експериментів на установці швидкого піролі- зу. Представлена установка мала ряд конструк- тивних недоліків, а характеристики отриманих продуктів піролізу мали досить низькі показ- ники. Щоб подолати виявлені недоліки, попе- редня конструкція установки була модифі- кована (рис. 1). Основна модифікація полягала у зміні конструкції абляційного реактора з метою забезпечення необхідного температурного режиму окремо для різних зон реактора: 1) зона нагріву часток біомаси до необхідної температури; 2) зона проведення піролізного процесу; 3) зона видалення продуктів піролізної реакції. Проведені експерименти показали, що за- вдяки визначенню оптимальних умов робо- ти лабораторної установки вдалося досягти тривалості стабільної роботи установки на рівні 180 хв. та постійного виходу біонафти на рівні до 50 % мас. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №2 49 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА Рис. 1. Технологічна схема лабораторної установки швидкого піролізу біомаси: 1 – система подачі сировини, 1.1 – шнековий живильник сировини з бункером; 1.2 – клиноремінна передача приводу шнеку живильника, 1.3 – двигун-редуктор, 1.4 – газовий редуктор, 1.5 – регулятор витрати газу, 1.6, 1.7 – крани; 1.8 – двигун-редуктор приводу мішалки бункера; 1.9 – двигун-редуктор приводу шнека вертикального патрубка; 2 – реакторний блок, 2.1 – реактор зі шнеком, 2.2 – клиноремінна передача приводу шнеку реактора, 2.3 – електродвигун; 3 – система парогазоочистки та утилізації піролізних газів, 3.1 – осаджувальна камера, 3.2 – скрубер, 3.3 – бак для збору біонафти, 3.4 – насос, 3.5 – байпас (для регулювання швидкості подачі охолоджувальної рідини насосом), 3.6 – 3.9 – вентилі запірні, 3.10 – кільця Рашига; 3.11 – форсунка; 3.12 – лічильник витрат піролізного газу, 3.13 – газгольдер, 3.14 – пальник для спалювання піролізного газу; 4 – блок живлення та керування. Аналіз [5, 7, 8] показав, що конструкції абляційних реакторів швидкого піролізу для лабораторних досліджень досить подібні, а основні відмінності полягають у загальному виконанні та автоматизації даних установок, а також у використанні приладів, що вимірюють основні показники та параметри їх роботи. Принципову схему експериментальної установки, розробленої в ІТТФ НАНУ, пред- ставлено на рис. 1. На зовнішній поверхні ре- актора розташовані три електричні нагрівачі потужністю 1 кВт кожен. Управління нагріва- чами реактора здійснюється за сигналом термо- пар, що закріплені на зовнішній поверхні кор- пусу реактора за допомогою мікропроцесорного регулятора температури. Максимальна темпера- тура реактора, яку може забезпечити нагрівач, становить 650 оС. Для запобігання втрат тепла у навколишнє середовище корпус реактора покри- то теплоізоляційними матеріалами. Шнек реактора приводиться в дію за допо- могою електродвигуна змінного струму та ре- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №250 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА дуктора. Частота обертання електродвигуна регулюється струмом частотою від 10 до 57,5 Гц за допомогою силового перетворювача частоти, що дозволяє змінювати швидкість переміщення часток біомаси відносно корпусу реактора. Вихід реактора з’єднано напряму з осаджу- вальною камерою без проміжних трубопрово- дів для забезпечення вільного виходу продуктів піролізу. Осаджувальна камера оснащена пере- городкою, яку огинають продукти піролізу, та патрубком для видалення твердих фракцій ву- глецевого залишку. На зовнішній поверхні бо- кових стінок осаджувальної камери встановлено два охоронні електричні нагрівачі потужністю 1 кВт кожен, які дозволяють підтримувати тем- пературу цих елементів установки на рівні до 400 °С та запобігати передчасній конденсації біонафти через різкий перепад температур між зонами. Управління охоронними нагрівачами здійснюється за сигналами термопар, які закріплені на стінках осаджувальної камери за допомогою мікропроцесорних регуляторів тем- ператури. Газовий тракт установки включає систе- му подачі азоту та систему трубопроводів, що з’єднують скрубер з пальником, що призначений для спалювання піролізного газу. В якості сировини використовувалась різні зразки деревної тирси вологістю 4 % мас. з розмірами часток 0,5…0,7 мм, 0,5...1,0 мм та 0,5…5 мм та насипною щільністю відповідно 160 кг/м3, 138 кг/м3 та 120 кг/м3. Для запобігання зависання сировини, бункер та вертикальний патрубок живильника обладнані відповідно мішалкою та шнеком, що приводяться в дію дви- гунами-редукторами. Порядок проведення експериментів наступ- ний. Зразки подрібненої біомаси масою 3...3,5 кг завантажували у бункер, який герметично закривали для уникнення витоку піролізних газів у зворотньому напрямку та запобігання загазованості лабораторного приміщення. Пе- ред початком експерименту у нижній патрубок бункеру протягом 20…25 хвилин подавали азот з постійною витратою 0,117 м3/год для продув- ки бункера та тракту від реактора до скрубера системи конденсації біонафти. Повітря з бунке- ра витісняли азотом та виводили через верхній патрубок та пальник у навколишнє середовище. Після цього відміряли дизельне пальне (3 л) та заливали у накопичувальний бак. Після завантаження палива в бункер, герметизації установки та продувки її азотом вмикали електричні нагрівачі реактора, а також осаджувальної камери і розігрівали елементи установки до робочих температур, необхідних у даному експерименті. Регулювання темпе- ратури реактора здійснювали по сигналах тер- мопар, вмонтованих у зовнішню стінку ре- актора, з урахуванням перепадів температур між зовнішньою та внутрішньою стінками за- лежно від розрахункової продуктивності уста- новки. Встановлене на регуляторі значення температури дорівнювало сумі необхідної тем- ператури сировини в реакторі та розрахункового перепаду температур по товщині стінки реактора. В експериментах температуру зовнішньої стінки реактора підтримували на рівні 550…650 оС, температуру осаджувальної камери на рівні 50 оС. Одночасно вмикали систему вимірювання та реєстрації температур, яка включає багатока- нальний вимірювальний прилад та персональний комп’ютер. Циркуляційний насос вмикали після виходу установки на необхідний температурний режим для подачі дизельного пального на зрошення скрубера. Для забезпечення стабільної роботи системи живлення сировиною вмикали приводи мішалки бункеру та шнека вертикального патрубка живильника. У щиті управління на перетворю- вачах частот, що живлять електричні двигуни приводу шнека реактора та шнека подачі па- лива, встановлювали частоти струму, що відповідають заданій швидкості обертання відповідних шнеків. Умови проведення експериментів та отримані результати представлено у табл. 1, 2. Як видно з результатів експерименту, горючі гази складають близько 80 % від об’єму усіх піролізних газів, отриманих в експерименті. Завдяки значному вмісту СО2, Н2, СН4, що складає більше 50 % від об’єму, калорійність піролізного газу є досить високою. Він може бути використаний, наприклад, для організації нагріву реактора замість використання ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №2 51 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА електроенергії. У табл. 3 приведено порівняння характери- стик біонафти, отриманої на експериментальній установці ІТТФ та в Університеті Флоренції [5]. Виходячи з результатів можна зробити висновок, що отримана біонафта не поступається за ос- новними характеристиками біонафті, отриманої іноземними авторами. Табл. 1. Умови та результати експериментальних досліджень абляційного піролізу біомаси на лабораторній установці Показники Розмір- ність Номер експерименту №1 №2 №3 №4 №5 Температура зовнішньої поверхні стінки реактора оС 550 600 550 550 650 Температура осаджувальної камери оС 50 Витрата азоту для продувки м3/год 0,117 Швидкість руху часток сировини в реакторі м/с 1,0 Розмір частинок сировини мм 0,5…1 0,5…1 0,5…0,7 0,5…5 0,5…5 Час перебування частинок біомаси в реакторі с 1,0 Вологість сировини % 4 Час експерименту хв. 180 130 45 120 180 Температура охолоджувальної рідини оС 12 14 10 12 13 Витрата охолоджувальної рідини м3/год 0,18 Маса переробленої біомаси кг 2,88 2,57 3,49 2,68 3,13 Маса вуглецевого залишку кг 0,7 0,432 1,47 0,998 0,78 Вихід вуглецевого залишку % мас. 24,3 16,8 42 37 24,9 Маса біонафти кг 1,408 1,262 1,38 1,18 1,21 Вихід біонафти % мас. 48,9 49,1 39 44 38,6 Густина біонафти кг/м3 1110 1190 1140 1020 1105 Вища теплота згорання біонафти МДж/кг не визна- чалася 13,77 не визначалася Вихід газів та втрати (по балансу) % мас. 26,8 34,1 18 19 36,5 Продуктивність установки по біомасовій сировині кг/год 0,96 1,186 4,65 1,338 1,044 Компо- нент H2 CO CH4 CO2 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 iC4H10 H2O N2 Сума Qр н % від об’єму 9,51 34,03 11,65 24,35 1,43 1,38 0,19 0,71 0,55 1,72 14,19 100 12,67 МДж/м3 Табл. 2. Компонентний склад піролізного газу з експерименту № 2 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №252 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА Табл. 3. Властивості біонафти установки ІТТФ та Університету Флоренції Назва показника Одиниця вимірювання Результати аналізу ІТТФ Результати аналізу Університету Флоренції Масова частка вологи % 47,2 20…30 Масова частка сірки % 0,028 0,02…0,05 Вища теплота згорання МДж/кг 16,01 16,6…19,4 Теплота згорання нижча в перерахунку на робоче паливо МДж/кг 13,77 13…18 Як видно масова частка вологи складає 47,2 %, що у порівняні з даними Університету Флоренції є досить великим показником. У літературних та наукових джерелах [7, 9] зустрічаються дані, що в лабораторних уста- новках вихід піролізної рідини із сухої низько- зольної біомаси може складати до 65 % за вагою. Але навіть при використанні сухої біомаси вода завжди утворюється внаслідок процесу піролізу з компонентів палива, а загальний вихід рідких продуктів з сухої біомаси може досягати 75 %. Природна воло- гість сировини впливає на вміст Н2О у біо- нафті. У випадках, коли вологість дуже висо- ка (понад 30 %) біонафта розділяється на дві фази, що мають різні властивості [5, 6, 9]. Вуглецевий залишок після кожного ек- сперименту збирався для проведення відпо- відних аналізів, результати яких представлені у табл. 4. Табл. 4. Характеристики вуглецевого залишку для експерименту №2 Показники Розмірність Величина Нормативний документ на метод випробувань Загальна волога аналітичного зразка при робочому стані палива % 3,8 ГОСТ 27314 Зольність - на робочий стан палива, - на сухий стан палива % 3,1 3,2 ГОСТ 11022 ГОСТ 27313 Вища теплота згорання на сухий стан палива МДж/кг 30,4 ДСТУ ISO 1928: 2006 Нижча теплота згоряння на робочий стан палива МДж/кг 28,2 ДСТУ ISO 1928: 2006 Масова частка сірки - на робочий стан палива; - на сухий стан палива % Менш ніж: 0,016 0,017 ДСТУ ISO 1928: 2006 Як видно з таблиці, вуглецевий залишок має дуже високу вищу теплоту згорання (~30 МДж/ кг), тому його можна використовувати в якості палива для побутового застосування, а також для технологічних потреб промисловості. Існує бага- то різноманітних сфер застосування цьому про- дукту, наприклад, використання для виробництва брикетів з деревного вугілля, а також як палива безпосередньо або в суміші з кам’яним вугіллям. Продукти згоряння вуглецевого залишку містять менше оксидів сірки та азоту, ніж продукти зго- ряння кам’яного вугілля. Вуглецевий залишок також може бути використаний для виробництва активованого вугілля [7]. Проведена серія експериментів показала, що конструкція шнеку потребує подальшої мо- дернізації з метою ефективнішого проведення процесу піролізу деревної тирси. Цілком ймовір- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №2 53 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА но, що частка деревини повністю не розкла- дається при проходженні через реактор. При цьому час існування смоляних парів є достатньо високим та, як наслідок, вони зазнають впливу вторинних реакцій. Цим і пояснюється менша частка виходу біонафти та високий вміст вологи в ній, у порівнянні з іноземними аналогами. Частки сировини проходять реактор з майже однаковою швидкістю. У першій зоні реактора частки розігріваються до необхідної температу- ри для піролізного розкладання, у другій вони розкладаються на парогазову суміш та тверді частки вуглецевого залишку. Утворені продук- ти піролізу перебувають у даному стані більше часу, ніж необхідно для запобігання вторинних реакцій, перш ніж вони будуть видалені з реак- тору. Згідно показанням термопар, що розміщені на корпусі реактора, спостерігалось падіння температури на вході реактора під час надход ження свіжої сировини на 50…100 оС у залежності від продуктивності системи подачі сировини. Зона, в якій спостерігалось падіння температури, поширювалась майже на третину довжи- ни реактору. Це дає змогу стверджувати, що біомаса, пройшовши 1/3 довжини реактору, далі не відбирає тепло від корпусу реактора і, відтак, повністю розігрівається до необхідної для процесу піролізу температури, а може й перегрівається завдяки роботі транспорту- вання в реакторі. Враховуючи виявлені особливості проход- ження процесу абляційного процесу, подальші вдосконалення реактору полягають у оптимі- зації кроку витків шнеку, що призведе до збільшення швидкості проходження сирови- ни через першу та третю зони реактора, а че- рез другу зону – до її зменшення. Таким чи- ном, зменшується час нагрівання сировини до необхідної температури, а продукти піролізу максимально швидко видаляються з реактору. Результати робіт іноземних авторів [3, 5, 6, 9] та отримані результати експериментів дозво- ляють стверджувати, що для ефективного про- ведення процесу абляційного піролізу повинні виконуватися такі умови: - висока щільність теплового потоку від нагрівача до зразку – до 5 МВт∙м-2; - ефективне видалення первинних продуктів піролізу з поверхні реактора для забезпечення часу перебування продуктів піролізу в парогазо- вому стані до 1 с; - відсутність кисню у зоні реакції; - швидкість переміщення часток у реакторі – 1 м/с. Висновки 1. Модифіковано лабораторну установку, а саме організовано трьохзонний регульований нагрів реактору, систему подачі сировини об- ладнано додатковим шнеком вертикального пат- рубку та мішалкою бункеру, систему утилізації піролізних газів оснащено газгольдером та паль- ником для спалювання піролізного газу. 2. Проведено серію експериментів з піролізу подрібненої деревної біомаси (тирси) з от- риманням біонафти. Отримана біонафта має властивості, що є типовими для рідини – продук- ту швидкого піролізу біомаси. 3. Визначено оптимальні режимні пара- метрами роботи пілотної піролізної установ- ки з виходом біонафти близько 50 % від маси переробленої сировини: - температура корпусу реактора – 600 оС, - фракція часток сировини повинна бути в ме- жах 0,5…1 мм, - продуктивність системи подачі сировини – 1,2 кг/год, - швидкість руху часток сировини в реакторі - 1 м/с. ЛІТЕРАТУРА 1. Bridgwater A.V. The Status of Fast Pyrolysis of Biomass in Europe // Proc. of the 10th Europ. Bio- energy Conf., Wurzburg, Germany, 8-11 June, 1998, CARMEN, – 1998. – P. 268-271. 2. Lédé J. Biomass fast pyrolysis reactors: a review of a few scientific challenges and of recommended research topics // Oil Gas Sci. Technol.–Rev. IFP Energies Nov. 68 (5) – 2013.- P. 801–814. 3. Lédé J., Diebold J.P., Peacocke G.V.C., Piskorz J. The nature and properties of intermediate and unvaporized biomass pyrolysis materials, in: A.V. Bridgwater, et al. (Eds.) // Fast Pyrolysis of Biomass: A Handbook, CPL Press, Newburry (UK) 1999. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №254 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА 4. Lede J., Panagopoulos J., Li H.Z. and Villermaux J. Fast pyrolysis of wood: direct measurement and study of ablation rate // Fuel, – 1985. – Vol. 64, Issue 11. – Р. 1514–1520. 5. Chiaramonti D., Oasmaa A., Solantausta Y. “Power generation using fast pyrolysis liquids from biomass” // Renewable and Sustainable Energy Reviews (http://www.sciencedirect.com), 2005. 6. Гелетуха Г.Г., Жовмір М.М., Желєзна Т.А., Зубенко В.І. Експериментальне дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шне- ковому реакторі.// Промислова теплотехніка. – 2013. – Т.35, №1, С.87 – 92 7. Bridgwater A.V. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading // Biomass Bioenergy 38 (2011), P. 1–27. 8. Lede J., Authier O. Temperature and heating rate of solid particles undergoing a thermal decomposition. Which criteria for characterizing fast pyrolysis? // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. – 2015. – Vol. 113, P. 1–14 9. Mettler M.S., Mushrif S.H., Paulsen A.D., Javadekar A.D., Vlachos D.G., Dauenhauer P.J. Revealing pyrolysis chemistry for biofuels production: conversion of cellulose to furans and small oxygenates, Energy Environ. Sci. 5 (2012), P.5414–5424. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2016, т. 38, №2 55 ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА RESEARCH OF BIOMASS FAST PYROLYSIS IN THE ABLATIVE SCREW REACTOR Klimenko V.M.1, Bashtovyi A.I.1, Zubenko V.I.1, Antoshchuk T.O.2 1Institute of Engineering Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, str. Zhelyabova, 2a, Kyiv, 03680, Ukraine 2Scientific Engineering Centre “Biomass”, str. Zhelyabova, 2a, Kyiv, 03067, Ukraine In the article flowsheet of the laboratory pyrolysis installation with the screw type reactor and the explanation how it works are given. The results of the experiments of fast pyrolysis of biomass with the propose to obtain bio-oil, carbonaceous residue and pyrolysis gas in the ablative reactor were presented. The comparative analysis with foreign similar experimental data was carried out. The process of ablative pyrolysis of biomass was investigated and the measures to further improving of the technology were proposed. It was discovered that the effective ablative pyrolysis process should be carried out under the following condition: high heat flux, effective removal of the primary pyrolysis products from the reactor surface and the absence of oxygen in the reaction zone. References 9, tables 4, figure 1. Key words: pyrolysis, biomass, bio-oil, pyrolysis gas, carbonaceous matter 1. Bridgwater A.V. The Status of Fast Pyrolysis of Biomass in Europe // Proc. of the 10th Europ. Bio- energy Conf., Wurzburg, Germany, 8-11 June, 1998, CARMEN, – 1998. – P. 268-271. 2. Lédé J. Biomass fast pyrolysis reactors: a review of a few scientific challenges and of recommended research topics // Oil Gas Sci. Technol.–Rev. IFP Energies Nov. 68 (5) – 2013.– P. 801–814. 3. Lédé J., Diebold J.P., Peacocke G.V.C., Piskorz J. The nature and properties of intermediate and unvaporized biomass pyrolysis materials, in: A.V. Bridgwater, et al. (Eds.) // Fast Pyrolysis of Biomass: A Handbook, CPL Press, Newburry (UK) 1999. 4. Lede J., Panagopoulos J., Li H.Z. and Villermaux J. Fast pyrolysis of wood: direct measurement and study of ablation rate // Fuel, – 1985. – Vol. 64, Issue 11. – Р. 1514–1520. 5. Chiaramonti D., Oasmaa A., Solantausta Y. “Power generation using fast pyrolysis liquids from biomass” // Renewable and Sustainable Energy Reviews (http://www.sciencedirect.com), 2005. 6. Geletukha G.G., Zhovmir M.M., Zheliezna T.A., Zubenko V.I. Experimental investigation of biomass fast pyrolysis in the ablative screw reactor // Promyshlennaya teplotekhnika . – 2013, v. 35, N 1, P. 87 – 92. 7. Bridgwater A.V. Review of fast pyrolysis of biomass and product upgrading // Biomass Bioenergy 38 (2011), P. 1–27. 8. Lede J., Authier O. Temperature and heating rate of solid particles undergoing a thermal decomposition. Which criteria for characterizing fast pyrolysis? // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. – 2015. – Vol. 113, P. 1–14. 9. Mettler M.S., Mushrif S.H., Paulsen A.D., Javadekar A.D., Vlachos D.G., Dauenhauer P.J. Revealing pyrolysis chemistry for biofuels production: conversion of cellulose to furans and small oxygenates, Energy Environ. Sci. 5 (2012), P.5414–5424. Получено 16.02.2016 Received 16.02.2016

Дослідження швидкого піролізу біомаси в абляційному шнековому реакторі

Репозитарії

Схожі ресурси