Повышение эффективности использования биомассы как топлива на основе газогенераторных технологий

• Автор: Сергеев, Виталий Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 138 с. : ил

Содержание
Введение
1. Научнотехнические предпосылки для газификации растительной биомассы, особенности горения растительной биомассы

1.1. Особенности растительной биомассы, как топлива

1.2. Технология термической газификации растительной биомассы

1.3. Методы термохимической переработки растительной биомассы

1.3 .1. Схема газификации в плотном слое

1.3.2. Схема газификации в кипящем слое

1.3.3. Схема газификации в пылевом потоке

1.4. Отечественный и зарубежный опыт эксплуатации технологических установок для энергетического использования древесины

1.4.1. Энергохимическая установка с топками

генераторами системы В.В.Померанцева
1.4.2. Энергохимическая установка с газогенераторами древесного топлива
1.4.3. Газодизельные станции
1.4.4. Газогенераторная система Бионер Финляндия
1.5. Утилизация генераторного газа путем его сжигания
1.5.1. Анализ существующих конструкций газогорелочных устройств
2. Разработка и опытнопромышленные испытания газогенераторов, использующих в качестве топлива древесную биомассу
2.1. Выбор типа и конструктивные особенности разработанных газогенераторов
2.1.1. Газогенератор Г
2.1.2. Газогенератор УТГ
2.1.3. Газогенератор Г
2.2. Методика и программа испытаний
2.3. Методика материального и теплового расчетов
2 4.Результаты опытнопромышленных испытаний
трех конструктивных типов газогенераторов
2.4.1. Результаты опытов на Г
2.4.2. Результаты опытов на УТГ0
2.4.3. Результаты опытов на Г3
2.5. Заключение
3. Исследование устойчивости горения генераторного газа и разработка горелок для генераторного газа
3.1. Условия устойчивой работы горелок
3.2. Разработка горелок различного назначения для генераторного газа
3.3. Промышленное внедрение горелок для
генераторного газа
3.4 Заключение
4. Техникоэкономическая оценка внедрения газогенераторных установок
Выводы
Приложения
Условные обозначения
Список литературы


УУ". УУУУ/У/У? УУ/УУУ/УУ,-'УУУ/УУУУ^уУ •УУ'/УУ/ V-У-У/,/У. V •'¦V- ; • - - '•• *: *:• • шшщшш •уу/у, У УУУУ^уУ/,^УуУV у. У - >. V ¦ ’&/УгУ/Уу/гуУ'уУУ'гУ/Уг’/У*- У*///. У.гу ' ¦ ' л V-> ,. ЛМУ/уу/УШ/у/Л-. ЯШШд^ШеШмК У , Л-. У/уУуу, ,ЛУЛУ’Л|. Л У. У/УМ /у/Л ¦;-'У//<". У' 'у/// ЩййШШйМШйй < 'УУ. У.'У'У' : ¦ •. Рис. Использование древесины при лесозаготовках 1 - отходы; 2 - деловая древесина. Рис. Рис. Основные виды отходов растительной биомассы 1 - Сельскохозяйственные отходы; 2- Твердые городские отходы; 3 - Древесина; 4 - Лигнин. Однако, доступность, а следовательно и экономическая целесообразность использования отдельных видов отходов существенно отличаются. Это видно из таблицы 2, где представлены данные по плотности образования отходов в тоннах на гектар для различных видов хозяйственной деятельности. Соответственно меняется и коммерческая целесообразность использования отдельных видов отходов. В Финляндии считается, что при транспортировке растительных отходов на расстояние более 0 - 0 км их энергетическое использование становится не рентабельным. На рисунках 4, 5, 6 и 7 показано, какая доля отходов в настоящее время используется в энергетических целях и для дальнейшей переработки. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что общее количество не вовлеченных в топливно-энергетический баланс страны отходов растительного происхождения эквивалентно 0 млн тут. Отсюда следует, что древесные отходы являются для России мощным источником альтернативного и возобновляемого топлива. Причем в первую очередь следует рассматривать промышленные и твердые бытовые отходы, являющиеся наиболее доступными. Рис. Использование сельскохозяйственных отходов в качестве топлива 1 - используется; 2 - не используется. Рис. Использование твердых городских отходов в качестве топлива 1 - используется; 2 - не используется. Рис. Рис. Использование лесосечных отходов 1 - используются как топливо; 2 - не используются. Минтопэнерго России более % территории страны лишены централизованного электроснабжения. На этих удаленных территориях проживает % населения. Энергоснабжение таких населенных пунктов, осуществляется в основном за счет привозного жидкого топлива. В новых экономических условиях, в связи с резким увеличением стоимости жидкого топлива становится актуальной задача перевода указанных потребителей на более дешевое местное топливо. Для большинства лесоизбыточных регионов растительная биомасса и отходы ее переработки, позволяют полностью удовлетворить потребности в привозном жидком топливе. Растительная биомасса возобновляемое, экологически чистое топливо, интерес к энергетическому использованию которою повсеместно растет. Россия обладает давними традициями в области энергетического использования растительной биомассы. Работами В. В.Померанцева и его последователями Д. Б.Ахмедовым, Ю. А.Рундыгиным заложены основы прямого сжигания низкосортных топлив и отходов. Теоретические и практические вопросы пиролиза и газификации биомассы нашли отражение в трудах В. А.Лямина, А. К.Леонтьева и др Термическая газификация в настоящее время рассматривается как один из наиболее рациональных путей получения из биомассы универсального топлива, в равной мере пригодного для использования в топках и в тепловых двигателях. Однако промышленные газогенераторы в России уже более лет не сооружались, в результате опыт их проектирования и эксплуатации в значительной степени утрачен. Федеральной научно-технической программы России «Топливо и энергия» реализуется проект по комплексному решению задач термохимической газификации (1ООП), в рамках которого выполнена настоящая работа. Ир= - %) и при различном фракционном составе. ТЭЦ и котельных. Перечисленные задачи решаются на основе комплексных опытных и опытно-промышленных испытаний и исследований, выполненных автором на трех типах газогенераторов и газогенераторных установках. Результаты обобщения накопленной экспериментальной информации представлены в виде рекомендаций для дальнейшего проектирования.