Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое
Описан новый способ и экспериментальная установка для термохимической переработки древесных отходов в зажатом подвижном и фильтруемом слое. Приведены результаты экспериментальных исследований и показана высокая эффективность способа. Описано новий спосіб і експериментальну установку для термохімічно...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2005 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2005
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61480 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое / В.Г. Носач, Е.В. Скляренко, В.И. Родионов // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 5. — С. 66-69. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860012457841393664 |
|---|---|
| author | Носач, В.Г. Скляренко, Е.В. Родионов, В.И. |
| author_facet | Носач, В.Г. Скляренко, Е.В. Родионов, В.И. |
| citation_txt | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое / В.Г. Носач, Е.В. Скляренко, В.И. Родионов // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 5. — С. 66-69. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Описан новый способ и экспериментальная установка для термохимической переработки древесных отходов в зажатом подвижном и фильтруемом слое. Приведены результаты экспериментальных исследований и показана высокая эффективность способа.
Описано новий спосіб і експериментальну установку для термохімічної переробки відходів деревини в затиснутому рухомому та фільтрованому шарі. Наведено результати експериментальних досліджень і показано високу ефективність способу.
It is described the new technology and experimental installation for thermochemical processing of the wood wastes in jammed, movable and filtered layer. It is cofirmed high efficiency of this technology.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:42:56Z |
| format | Article |
| fulltext |
В связи с сокращением природных запасов и
постоянным возрастанием стоимости традицион;
ных топливных ресурсов (природный газ, нефть,
каменный уголь) их рациональное использование
становится важнейшей составляющей подъема и
развития экономики страны. Актуальность этой
проблемы понятна, так как затраты на мероприя;
тия по экономии топлива, как правило, в 2…3 ра;
за ниже затрат на его добычу, переработку и до;
ставку к месту использования.
Значительная экономия этих топлив может
быть достигнута при более широком использова;
нии местных видов топлива (торф, бурый уголь,
древесина и её отходы). При этом особый интерес
представляет древесина. Во;первых, ее можно от;
нести к возобновляемым источникам энергии с
достаточно большим топливным потенциалом,
так как леса занимают около 14% территории
страны [1]. Во;вторых, древесина не содержит
серы, хлора и других вредных для атмосферы эле;
ментов, а также имеет минимальное содержание
золы. Кроме того, при сжигании древесины вы;
деляется такое же количество СО2, какое было
использовано для её образования, то есть древе;
сина представляет собой нейтральное топливо.
Одним из перспективных путей замещения в
промышленности природного газа древесиной и её
отходами является их термохимическая переработка
в горючий газ. Наиболее распространённым про;
цессом является газификация исходного топлива.
Однако широкому использованию газификации
древесины препятствуют два обстоятельства: низкая
скорость газификации (малый выход газа с единицы
объема аппарата) и высокая концентрация тяжёлых
углеводородов (смол) в образующемся горючем газе.
Для устранения этих недостатков в Институте тех;
нической теплофизики НАН Украины (ИТТФ) раз;
работан новый способ скоростной термохимичес;
кой переработки древесных отходов [2], и на его
основе создан промышленный газификатор.
Основная идея способа ИТТФ состоит в том,
что термохимическая переработка древесных от;
ходов осуществляется в режиме “теплового уда;
ра” с использованием высокопотенциальной
тепловой энергии продуктов неполного сгорания
природного газа.
Другой важной особенностью способа являет;
ся то, что процесс газификации проходит в зажа;
том подвижном и фильтруемом слое измельчен;
ных отходов древесины, заканчиваясь стадией
отгонки летучих веществ. Это позволяет во;пер;
вых, интенсифицировать теплообменные про;
цессы в слое материала и, во;вторых, исключить
самый медленный химический процесс – гази;
фикацию коксового остатка. Благодаря этому су;
щественно увеличивается скорость переработки
древесины и получаются два энергетических
продукта – генераторный газ и древесный уголь.
66 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Описано новий спосіб і експеримен)
тальну установку для термохімічної пе)
реробки відходів деревини в затиснуто)
му рухомому та фільтрованому шарі.
Наведено результати експерименталь)
них досліджень і показано високу ефек)
тивність способу.
Описан новый способ и экспери)
ментальная установка для термохими)
ческой переработки древесных отходов
в зажатом подвижном и фильтруемом
слое. Приведены результаты экспери)
ментальных исследований и показана
высокая эффективность способа.
It is described the new technology and
experimental installation for thermochemi)
cal processing of the wood wastes in
jammed, movable and filtered layer. It is
cofirmed high efficiency of this technology.
УДК 6662.63.
НОСАЧ В.Г., СКЛЯРЕНКО Е.В., РОДИОНОВ В.И.
Институт технической теплофизики НАН Украины
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
ДРЕВЕСИНЫ В ЗАЖАТОМ ПОДВИЖНОМ И
ФИЛЬТРУЕМОМ СЛОЕ
Изучение процесса термохимической перера;
ботки древесных отходов по способу ИТТФ про;
ведено на экспериментальной установке, схема
которой приведена на рис. 1.
Установка включает: камеру пиролиза (1) с ра;
бочим участком (2), тепловой рубашкой (3) и ав;
тономной камерой сгорания (4), шнековый пита;
тель (5) с бункером (6), камеру газификации (7) с
узлом удаления (8), камеру дожигания (11). Рабо;
чий участок (2) выполнен из стальной трубы вну;
тренним диаметром 200 мм и длиной 1,9 м. Через
рабочий участок (2) проходит шнек питателя (5) с
разрывом между витками длиной 600 мм, обеспе;
чивающим формирование зажатого подвижного
и фильтруемого слоя.
В качестве исследуемого материала использо;
вались измельченные до щепы отходы древесины
со средними размерами 50×30×10 и влажностью
30…45%.
Работа установки осуществлялась следующим
образом. В бункер (6) загружалась взвешенная
доза щепы. В камеру сгорания (4) подавалась
смесь воздуха и природного газа с коэффициен;
том избытка воздуха 0,6…0,7, при сжигании ко;
торой образовывался теплоноситель с температу;
рой 900…1000 оС. Теплоноситель направлялся в
тепловую рубашку камеры пиролиза (1) и далее
на вход рабочего участка. В результате фильтра;
ции теплоносителя через слой подаваемой в ра;
бочий участок щепы происходил интенсивный
прогрев древесины до 300…550 оС. В этот период
в рабочем участке происходила сушка древеси;
ны, её пиролиз и газификация с выделением ле;
тучих веществ. Заслонка (9) позволяла подавать
часть теплоносителя (до 50%) на выход рабочего
участка, где при его смешении с продуктами пи;
ролиза в камере газификации (8) происходил
дальнейший пиролиз и газификация тяжелых уг;
леводородов при температуре 700…800 оС. При
необходимости повышения температуры в каме;
ру газификации подавался воздух. Полученный
генераторный газ поступал в камеру дожигания
(11) для термического обезвреживания перед вы;
бросом в атмосферу.
Твердый остаток (древесный уголь) из камеры
газификации сбрасывался в приёмный бункер
узла удаления.
В данной работе представлены результаты
первой стадии описанного процесса, которая за;
канчивается в камере пиролиза. При этом весь
теплоноситель, без разделения на два потока, на;
правлялся на вход рабочего участка. При прове;
дении опытов на установке осуществлялся кон;
троль следующих материальных потоков:
– расхода щепы (взвешивание до загрузки в
бункер);
– выхода древесного угля (взвешивание по;
сле охлаждения);
– теплоносителя (расходы газа и воздуха на
камеру сгорания);
– воздуха на камеру газификации.
Наблюдение за протеканием процесса осуще;
ствлялось путем измерения температур (термо;
парами гр. ХА) с регистрацией сигналов на вто;
ричном приборе КСП;4 и давлений (при
помощи U – образного жидкостного манометра)
в контрольных точках (см. рис. 1), а также соста;
ва генераторного газа на выходе из камеры гази;
фикации при помощи приборов газового анали;
за (хроматографы «Газохром 3101» и ЛХМ;80).
Методика проведения опытов заключалась в
получении в условиях данного аппарата древесно;
го угля и последующего его анализа по общепри;
нятой методике в соответствии с ГОСТ 7657;84 на
наличие летучих веществ. Полученный результат
сравнивался с выходом летучих, определенным в
стандартных условиях (для древесины – 85% на
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5 67
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 1. Схема экспериментальной установки
горючую массу). По их разности определялись
степень и скорость газификации, выход древес;
ного угля и его качество, а по анализу состава га;
зовой фазы – калорийность газа.
Контрольное влагосодержание исходной дре;
весины определялось по общепринятой методике
высушиванием проб до абсолютно сухой массы.
В экспериментах варьировались следующие
параметры:
а) температура слоя материала: 250, 300, 350,
400, 500 оС;
б) расход щепы на переработку: 25, 50, 100 кг/ч;
в) влажность древесины: 30, 35, 40, 45 %.
Расход теплоносителя был постоянным и со;
ставлял 0,104 нм3/кг древесины при коэффици;
енте избытка воздуха 0,6.
Некоторые результаты опытов представлены
на рисунках. Так, на рис. 2 представлена динами;
ка выхода летучих (в % на рабочую массу) и изме;
нение их калорийности в зависимости от темпе;
ратуры прогрева древесины. Как видно, до
температуры 450…500 оС процесс выделения ле;
тучих практически заканчивается на 85…88 %.
Основными компонентами летучих являются
двуокись и окись углерода, водород, углеводоро;
ды, водяные пары и азот. Средний выход газа со;
ставил 1,4…1,5 кг/кг древесины. Теплотворность
летучих, например, при влажности исходной
древесины 30 %, составляет 6700…7500 кДж/нм3.
Такую высокую теплотворность летучих удалось
получить в результате использования теплоноси;
теля в виде продуктов неполного сжигания при;
родного газа.
Как показали результаты проведенных опы;
тов, одним из основных факторов, влияющих на
термохимическую переработку древесины, явля;
ется её исходная влажность. На рис. 3 приведены
зависимости выхода летучих и древесного угля на
килограмм рабочей массы древесины от её ис;
ходной влажности и температуры прогрева. При
этом выход мелкофракционного древесного угля
составил 15…20 % на рабочую массу исходной
древесины. Показатели производительности ус;
тановки приведены на рис. 4. Технический состав
68 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 2. Динамика выхода летучих и изменение их
калорийности в зависимости от температуры
прогрева древесины
1 – выход летучих, 2 – калорийность.
Рис. 3. Зависимости выхода летучих и древесного угля
от температуры прогрева древесины и её влажности
Исходная влажность щепы: – 30%; – 35%;
– 40%; – 45%.
Рис. 4. Производительность установки
1 – по генераторному газу, 2 – по древесному углю.
угля по основным показателям соответствует
ГОСТ 7657;84 на древесный уголь:
содержание связанного углерода 70…80 %,
зольность 4…10 %,
содержание летучих до 15 %,
влажность 4…10 %.
Выводы.
1. На основании полученного эксперимен;
тального материала установлена высокая эффек;
тивность способа. Так, например, при расходе
древесной щепы 100 кг/ч интенсивность перера;
ботки составила до 3200 кг/м2ч, что выше более
чем в 2 раза в сравнении с лучшими слоевыми га;
зификаторами.
2. Получаемый горючий газ имеет достаточно
высокую теплотворную способность, что обеспе;
чит его эффективное сжигание в горелочном уст;
ройстве.
3. Предлагаемый способ термохимической пе;
реработки можно рассматривать как альтернативу
при использовании в существующих энерготехно;
логических установках (котлы, печи, сушила и
т.д.) древесины и других твердых топлив.
ЛИТЕРАТУРА
1. Носач В.Г., Шрайбер А.А., Скляренко Е.В.
Об эффективности производства тепловой и
электрической энергии из древесины //Пром.
теплотехника. – 2004. – т. 26, №3 – С54;57.
2. Патент України №43070 від 15.11.2001,
Бюл. № 10, 2001 “Спосіб піролізу деревини”.
Получено 01.07.2005 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5 69
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61480 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:42:56Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Носач, В.Г. Скляренко, Е.В. Родионов, В.И. 2014-05-06T12:01:33Z 2014-05-06T12:01:33Z 2005 Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое / В.Г. Носач, Е.В. Скляренко, В.И. Родионов // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 5. — С. 66-69. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61480 6662.63 Описан новый способ и экспериментальная установка для термохимической переработки древесных отходов в зажатом подвижном и фильтруемом слое. Приведены результаты экспериментальных исследований и показана высокая эффективность способа. Описано новий спосіб і експериментальну установку для термохімічної переробки відходів деревини в затиснутому рухомому та фільтрованому шарі. Наведено результати експериментальних досліджень і показано високу ефективність способу. It is described the new technology and experimental installation for thermochemical processing of the wood wastes in jammed, movable and filtered layer. It is cofirmed high efficiency of this technology. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Использование и сжигание топлива Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое Study of thermochemical processing of the wood in jammed movable and filtered layer Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое Носач, В.Г. Скляренко, Е.В. Родионов, В.И. Использование и сжигание топлива |
| title | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое |
| title_alt | Study of thermochemical processing of the wood in jammed movable and filtered layer |
| title_full | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое |
| title_fullStr | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое |
| title_full_unstemmed | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое |
| title_short | Исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое |
| title_sort | исследование термохимической переработки древесины в зажатом подвижном и фильтруемом слое |
| topic | Использование и сжигание топлива |
| topic_facet | Использование и сжигание топлива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61480 |
| work_keys_str_mv | AT nosačvg issledovanietermohimičeskoipererabotkidrevesinyvzažatompodvižnomifilʹtruemomsloe AT sklârenkoev issledovanietermohimičeskoipererabotkidrevesinyvzažatompodvižnomifilʹtruemomsloe AT rodionovvi issledovanietermohimičeskoipererabotkidrevesinyvzažatompodvižnomifilʹtruemomsloe AT nosačvg studyofthermochemicalprocessingofthewoodinjammedmovableandfilteredlayer AT sklârenkoev studyofthermochemicalprocessingofthewoodinjammedmovableandfilteredlayer AT rodionovvi studyofthermochemicalprocessingofthewoodinjammedmovableandfilteredlayer |