DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION
The fourth part of this work is devoted to the development of designs of electric heaters for the pyrolyzer external and in-ternal heating surfaces, providing stable operation at the maximum load of 320000-330000 W/m2 at the temperature of enclosing surfaces 950 С. The results of calculations show...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/517 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| id |
veorgua-article-517 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Vidnovluvana energetika |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-03-31T21:37:04Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
fixed bed biomass Wood Birch thermal conductivity pyrolysis gas temperature thermal energy recycling electric heater. |
| spellingShingle |
fixed bed biomass Wood Birch thermal conductivity pyrolysis gas temperature thermal energy recycling electric heater. Rokhman, B. Kobzar, S. Chetveryk , H. Senchyk , M. DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION |
| topic_facet |
fixed bed biomass Wood Birch thermal conductivity pyrolysis gas temperature thermal energy recycling electric heater. нерухомий шар біомаса Wood Birch теплопровідність піроліз газ температура те-плова енергія рециркуляція електронагрівач. |
| format |
Article |
| author |
Rokhman, B. Kobzar, S. Chetveryk , H. Senchyk , M. |
| author_facet |
Rokhman, B. Kobzar, S. Chetveryk , H. Senchyk , M. |
| author_sort |
Rokhman, B. |
| title |
DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION |
| title_short |
DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION |
| title_full |
DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION |
| title_fullStr |
DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION |
| title_full_unstemmed |
DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION |
| title_sort |
design features of the experimental unit and numerical studies of biomass thermo-chemical processing part 4 calculations results of electric heaters and coke ash residue gasification |
| title_alt |
КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ДОСЛІДНОЇ УСТАНОВКИ ТА ЧИСЛОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ТЕРМОХІМІЧНОЇ ПЕРЕРОБКИ БІОМАСИ ЧАСТИНА 4 РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКІВ ЕЛЕКТРОНАГРІВАЧІВ І ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ КОКСОЗОЛЬНОГО ЗАЛИШКУ |
| description |
The fourth part of this work is devoted to the development of designs of electric heaters for the pyrolyzer external and in-ternal heating surfaces, providing stable operation at the maximum load of 320000-330000 W/m2 at the temperature of enclosing surfaces 950 С. The results of calculations show that for stable operation in the specified range of loads the electric heater structures should consist of two parallel spirals made of nichrome and tungsten wires. The main characteris-tics of nichrome spirals: for the inner surface (tube diameter 190 mm) − wire diameter − 3,5 mm, current strength − 116,5 A, wire length − 27,74 m; for the outer surface (diameter 260 mm) − wire diameter − 4 mm, current strength − 154,5 A, wire length − 27,4 m. Spirals made of tungsten: for the inner surface − diameter − 0,6 mm, current strength − 116,5 A, length − 22 m; for the outer surface − diameter − 1,2 mm, current strength − 154,5 A, length − 39,3 m. The use of pyrolysis gas recirculation as a third heat source reduced the heating time of the Wood Birch particle bed from 48 to 34,5 s, which resulted in an increase in the bed heating rate from 975 to 1355 С/min. Using the model described in the first part of the work, numerical studies of the process of gasification of coke-sol residues of Birch and Bagasse particles were carried out. At the outlet of the gas generator untreated low-calorie syn-thetic gases of the following compositions were obtained: from Wood Birch CO2 = 4,48 %, CO = 30,41 %, H2 = 16,9 %, H2О = 4,93 % and N2 = 43,3 % with calorific value of 5668 kJ/nm3; from Bagasse − CO2 = 3,370 %, CO = 32,9 %, H2 = 17,64 %, H2О = 3,73 % and N2 = 42,36 % with calorific value of 6062 kJ/nm3. These gases are tar-free and can be used in combustion chambers of reciprocating engines installed at mini-CHPs. |
| publisher |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/517 |
| work_keys_str_mv |
AT rokhmanb designfeaturesoftheexperimentalunitandnumericalstudiesofbiomassthermochemicalprocessingpart4calculationsresultsofelectricheatersandcokeashresiduegasification AT kobzars designfeaturesoftheexperimentalunitandnumericalstudiesofbiomassthermochemicalprocessingpart4calculationsresultsofelectricheatersandcokeashresiduegasification AT chetverykh designfeaturesoftheexperimentalunitandnumericalstudiesofbiomassthermochemicalprocessingpart4calculationsresultsofelectricheatersandcokeashresiduegasification AT senchykm designfeaturesoftheexperimentalunitandnumericalstudiesofbiomassthermochemicalprocessingpart4calculationsresultsofelectricheatersandcokeashresiduegasification AT rokhmanb konstruktivníosoblivostídoslídnoíustanovkitačislovídoslídžennâprocesutermohímíčnoípererobkibíomasičastina4rezulʹtatirozrahunkívelektronagrívačívíprocesugazifíkacííkoksozolʹnogozališku AT kobzars konstruktivníosoblivostídoslídnoíustanovkitačislovídoslídžennâprocesutermohímíčnoípererobkibíomasičastina4rezulʹtatirozrahunkívelektronagrívačívíprocesugazifíkacííkoksozolʹnogozališku AT chetverykh konstruktivníosoblivostídoslídnoíustanovkitačislovídoslídžennâprocesutermohímíčnoípererobkibíomasičastina4rezulʹtatirozrahunkívelektronagrívačívíprocesugazifíkacííkoksozolʹnogozališku AT senchykm konstruktivníosoblivostídoslídnoíustanovkitačislovídoslídžennâprocesutermohímíčnoípererobkibíomasičastina4rezulʹtatirozrahunkívelektronagrívačívíprocesugazifíkacííkoksozolʹnogozališku |
| first_indexed |
2025-07-17T11:39:54Z |
| last_indexed |
2025-07-17T11:39:54Z |
| _version_ |
1850411700860223488 |
| spelling |
veorgua-article-5172025-03-31T21:37:04Z DESIGN FEATURES OF THE EXPERIMENTAL UNIT AND NUMERICAL STUDIES OF BIOMASS THERMO-CHEMICAL PROCESSING PART 4 CALCULATIONS RESULTS OF ELECTRIC HEATERS AND COKE ASH RESIDUE GASIFICATION КОНСТРУКТИВНІ ОСОБЛИВОСТІ ДОСЛІДНОЇ УСТАНОВКИ ТА ЧИСЛОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ТЕРМОХІМІЧНОЇ ПЕРЕРОБКИ БІОМАСИ ЧАСТИНА 4 РЕЗУЛЬТАТИ РОЗРАХУНКІВ ЕЛЕКТРОНАГРІВАЧІВ І ПРОЦЕСУ ГАЗИФІКАЦІЇ КОКСОЗОЛЬНОГО ЗАЛИШКУ Rokhman, B. Kobzar, S. Chetveryk , H. Senchyk , M. fixed bed, biomass, Wood Birch, thermal conductivity, pyrolysis, gas, temperature, thermal energy, recycling, electric heater. нерухомий шар, біомаса, Wood Birch, теплопровідність, піроліз, газ, температура, те-плова енергія, рециркуляція, електронагрівач. The fourth part of this work is devoted to the development of designs of electric heaters for the pyrolyzer external and in-ternal heating surfaces, providing stable operation at the maximum load of 320000-330000 W/m2 at the temperature of enclosing surfaces 950 С. The results of calculations show that for stable operation in the specified range of loads the electric heater structures should consist of two parallel spirals made of nichrome and tungsten wires. The main characteris-tics of nichrome spirals: for the inner surface (tube diameter 190 mm) − wire diameter − 3,5 mm, current strength − 116,5 A, wire length − 27,74 m; for the outer surface (diameter 260 mm) − wire diameter − 4 mm, current strength − 154,5 A, wire length − 27,4 m. Spirals made of tungsten: for the inner surface − diameter − 0,6 mm, current strength − 116,5 A, length − 22 m; for the outer surface − diameter − 1,2 mm, current strength − 154,5 A, length − 39,3 m. The use of pyrolysis gas recirculation as a third heat source reduced the heating time of the Wood Birch particle bed from 48 to 34,5 s, which resulted in an increase in the bed heating rate from 975 to 1355 С/min. Using the model described in the first part of the work, numerical studies of the process of gasification of coke-sol residues of Birch and Bagasse particles were carried out. At the outlet of the gas generator untreated low-calorie syn-thetic gases of the following compositions were obtained: from Wood Birch CO2 = 4,48 %, CO = 30,41 %, H2 = 16,9 %, H2О = 4,93 % and N2 = 43,3 % with calorific value of 5668 kJ/nm3; from Bagasse − CO2 = 3,370 %, CO = 32,9 %, H2 = 17,64 %, H2О = 3,73 % and N2 = 42,36 % with calorific value of 6062 kJ/nm3. These gases are tar-free and can be used in combustion chambers of reciprocating engines installed at mini-CHPs. Частина 4 цієї роботи присвячена розробці конструкцій електронагрівачів для зовнішньої та внутрішньої повер-хонь нагріву піролізера, які б забезпечували стійку роботу на максимальному навантаженні 320 000−330 000 Вт/м2 за температури огороджувальних поверхонь 950 С. Ре-зультати розрахунків показують, що для стійкої роботи в зазначеному інтервалі навантажень конструкції елек-тронагрівачів мають складатися з двох паралельно ввім-кнутих спіралей, виготовлених з ніхромового і вольфра-мового дротів. Основні характеристики спіралей, виготовлених з ніхрому, такі: для внутрішньої поверхні (діаметр труби 190 мм) діаметр дроту становить 3,5 мм, сила струму − 116,5 А, довжина дроту − 27,74 м; для зовнішньої поверхні (діаметр 260 мм) − діаметр дроту −4 мм, сила струму − 154,5 А, дов-жина дроту − 27,4 м. Спіралі, виготовлені з вольфраму, мають такі характеристики: для внутрішньої поверхні діаметр становить 0,6 мм, сила струму − 116,5 А, довжина – 22 м; для зовнішньої поверхні ді-аметр становить 1,2 мм, сила струму – 154,5 А, довжина − 39,3 м. Використання рециркуляції піроліз-них газів як третього джерела тепла дало змогу зменшити час прогріву шару частинок Wood Birch від 48 до 34,5 с, внаслідок чого швидкість прогріву шару зросла від 975 до 1355 С/хв. З використанням мо-делі, описаної в першій частині роботи, проведено числові дослідження процесу газифікації коксозольних залишків частинок берези та багаси. На виході з газогенератора отримано неочищені низькокалорійні синтетичні гази, що мають такий склад: з Wood Birch − CO2 = 4,48 %, CO = 30,41 %, H2 = 16,9 %, H2О = 4,93 % та N2 = 43,3 % з теплотворною здатністю 5668 кДж/нм3; з Bagasse − CO2 = 3,370 %, CO = 32,9 %, H2 = 17,64 %, H2О = 3,73 % та N2 = 42,36 % з теплотворною здатністю 6062 кДж/нм3. Ці гази не мають смол і можуть бути використані в камерах згоряння поршневих двигунів, встановлених на міні-ТЕЦ. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2025-04-01 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/517 10.36296/1819-8058.2025.1(80).133-147 Возобновляемая энергетика; № 1(80) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 133-147 Відновлювана енергетика; № 1(80) (2025): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 133-147 Vidnovluvana energetika ; No. 1(80) (2025): Scientific and applied Journal renewable energy ; 133-147 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2025.1(80) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/517/424 Copyright (c) 2025 Vidnovluvana energetika |