Совершенствование техники и технологии процесса термической переработки древесных отходов

• Автор: Грачев, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И АППАРАТУРНОЕ

ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ.

1.1. Классификация и характеристика древесных отходов как

топлива.

1.2. Современное состояние технологии и аппаратурного оформления

процесса сжигания древесных отходов.

1.3. Анализ систем очистки дымовых газов

1.4. Анализ теоретических основ сжигания древесных отходов

Постановка задачи.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ
ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ.
2.1. Физическая картина процесса сжигания древесных отходов.
2.2. Формализация процесса
2.3. Методика расчета установки для термической переработки древесных отходов.
2.3.1. Математическая модель процесса сжигания древесного топлива
2.3.2. Математическая модель процесса предварительной сушки древесного топлива.
2.3.3. Математическая модель процесса очистки газовых выбросов .
2.4. Алгоритм расчета процесса термической переработки древесных отходов.
Глава 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ
3.1. Описание экспериментального стенда для исследования процесса сжигания древесных частиц
3.2. Методика проведения экспериментов и обработка экспериментальных данных.
3.3. Анализ результатов математического моделирования и
экспериментальных данных
Выводы.
Глава 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ ДРЕВЕСНЫХ
ОТХОДОВ
4.1. Исследование структурномеханических свойств древесных отходов
столярного цеха.
4.2. Разработка установок для сжигания древесных отходов.
4.2.1. Опытная установка для сжигания древесных отходов.
4.2.2. Промышленная установка для сжигания древесных
отходов.
4.3. Реализация результатов исследований в учебном процессе.
4.4. Разработка новых технологических процессов и оборудования на основе проведенных исследований.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Статистическая обработка расчетных и экспериментальных
Приложение 2. Программы расчета процессов, протекающих при термической переработке древесных
отходов
Приложение 3. Акт внедрения результатов исследования процесса
термической переработки древесных отходов

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Следует учесть и то, что состав отходов деревообрабатывающих производств в зависимости от вида предприятия может включать в себя помимо натуральной древесины разнообразные синтетические материалы, остатки лакокрасочных покрытий и клеев, обрезки синтетических пленок и ламинированных древесностружечных плит и др. Необходимо отметить, что также ведутся работы по созданию и внедрению новых технологий облагораживания древесного топлива /,/. При этом размер гранул составляет от 6 до мм. Внешний вид /ранул, полученных из древесных отходов, представлен на рис 1. Технология гранулирования древесных отходов включает: сбор отходов, измельчение, сушку и непосредственно гранулирование. Сущность гранулирования заключается в последовательной обработке влагой, температурой и давлением сухого мелкодисперсного сыпучего сырья //. Рис 1. В большинстве случаев в конструкции предлагаемых для деревообрабатывающих предприятий котлов заложены слоевые методы сжигания топлива, отличающиеся своей простотой и надежностью при низких капитальных вложениях //. Преимуществами слоевого процесса сжигания твердого топлива являются: возможность сжигания древесной биомассы с самым широким диапазоном по размерам частиц и влажности; возможность наилучшей автоматизации работы топочного устройства; простота устройств для механизации подачи топлива в зону горения; минимальные затраты на подготовку топлива. Простейшей топкой для сжигания является ручная топка с горизонтальной колосниковой решеткой (рис. В нижней части камеры установлена горизонтальная колосниковая решетка из чугунных колосников, разделяющих камеру на зольниковое и топочное пространство. Высота слоя в этой топке приблизительно 0,8. Топливо 1 загружается через дверцу 5 и колосниковая решетка 2 воспринимает удары от брошенного с высоты на нее топлива, поэтому нужно главное внимание уделять прочности колосников. Рис 1. Воздух для горения топлива подводится через воздухопровод 4 под колосниковую решетку 2. Недостатками данной топки являются: невозможность механизировать как подачу дров в топку, гак и выгрузку золы и шлака из нее; изменяющаяся по времени высота слоя из-за периодичности загрузки дров в топку, что приводит при снижении высоты слоя, к увеличению коэффициента избытка воздуха, а при увеличении высоты слоя к повышению химической неполноты сгорания. Регулирование производительности топки осуществляется изменением количества воздуха, идущего на сгорание. К. В. Киршем была предложена топка с вертй-кальным слоем топлива для сжигания высоковлажных материалов /2/, схема которой представлена на рис. Топка состоит из вертикальной обмурованной огнеупорным кирпичом шахты 3. В нижней части ее установлена горизонтальная колосниковая решетка 6. В задней части устроено окно . Боковые заплечики, образованные вследствие того, что ширина окна меньше ширины топки, обеспечивают вертикальное перемещение топлива внутри шахты по мере его сгорания в области колосниковой решетки. Первичный воздух для сгорания подводится через дверцу зольникового люка 5. Особенностью топки является то, что колосниковая решетка расположена ниже нижнего края окна , в результате чего образуется горячая зона высотой Ь, в которой происходит процесс газификации. Рис. Вторичный воздух для их сжигания подводится через окно 7. Особое значение для эффективности процесса имеет высота Ъ. Чем выше влажность материала, тем больше должна быть заглублена колосниковая решетка, т. Ь. Для обеспечения удобства загрузки дров в верхней части шахты устроено загрузочное устройство 1. Удаление шлака с колосниковой решетки производится через люк 4, а золы из зольникового пространства через люк 5. Для наблюдения за процессом горения предусмотрены смотровые отверстия 9. Удаление золы из топочной камеры осуществляется через люк 8. Рис. Шахтная топка с наклонным зеркалом горения представляет собой футерованную камеру (шахту), в нижней части которой расположены наклонная 4 и горизонтальная 8 колосниковые решетки. Воздух для горения дров подводится через дверцы люков 5,6,7 позонно, что позволяет регулировать процесс сгорания в зависимости от влажности дров.