Повышение эффективности пиролиза возобновляемых источников энергии в сельскохозяйственном производстве

• Автор: Якупов, Руслан Рафикович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1 Актуальность выбранной темы и анализ развития отрасли

1.2 История развития исследований в области использования процесса пиролиза

1.3 Процесс газогенерации твердого бросового топлива

1.4. Классификация газогенераторов

1.5 Выводы по главе

2 ЛАБОРАТОРНОТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИПОТЕЗЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПИРОЛИЗНОГО СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
2.1 Теоретические исследования и обоснование интенсификации пиролизного сжигания отходов
сельскохозяйственного производства
2.1.1 Пиролиз под действием ультразвукового излучения
2.1.2 Воздействие УЗИ
2.1.3 Пиролиз с использованием вихревого горения
2.1.4 Воздействие электростатического поля
2.2 Лабораторные исследования
2.3 Гипотеза интенсификации пиролизного сжигания отходов сельскохозяйственного производства
2.4 Выводы по главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПИРОЛИЗНОГО СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСИНЫ
3.1 Пиролиз под действием ИКизлучения
3.2 Пиролиз под действием УЗИ энергии в фильтрационном потоке газа
3.3 Пиролиз под действием электростатического поля
3.4 Математическая модель распределения температуры в вихревом газогенераторе
3.4 Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВКИ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1 Описание эксперимента по определению объемной доли диоксида углерода и оксида углерода при сжигании топлива
4.1.1 Экспериментальная установка
4.1.2 Алгоритм работы установки
4.1.3 Система управления установкой
4.1.3.1 Узел управления ВРИМ .4
4.1.3.2 Субблок управления установкой ультразвукового пиролиза
СУ З.Э 2.
4.2 Эксперименты на вихревом газогенераторе объединенного цикла
4.3 Анализ результатов теоретических и практических исследований
4.4 Выводы по главе
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ
5.1 Обоснование производительности проектируемой установки
5.2 Расчет сменного и годового выпуска продукции
5.3 Расчет капитальных затрат
5.4 Расчет себестоимости продукции
5.5 Срок окупаемости капитальных затрат
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ИНДЕКСЫ
1. i Число Био
2. аг число Фурье, представляющее собой безразмерное время
3. толщина материала, м
4. температура, С
5. Л коэффициент теплопроводности стенки, Втм К
6. а коэффициент теплообмена, В гм2 К
7. плотность теплового потока, Втм
8. тепловой поток Вт
9. площадь стенки газогенератора, м
. т время, с
. 9 избыточная температура для любой точки материала, С
. 0Г безразмерная температура шара
.0У безразмерная температура пластины
. безразмерный радиус
. г корень характеристического уравнения
. приведнная степень черноты системы
. т0 5, 8 постоянная СтефанаБольцмана, Втм2К
. Т р средняя температура газа, К
2. Сокращения
КП камера пиролизная
АВТ автоматический
БП блок питания
БУ блок управления
ВРЕМ время
Дв двигатель
ЗАКР закрыто
ЗАТВ затвор
К клапан
КОНВ конвективный
МОЩН мощность
Н натекатель
АЛ наладочный
ОТКР открыто
РАСХ расход
РУЧ ручной
УВ узел ввода
УР узел реле
УСВУ узел согласования с внешним устройством УСТ установка
У У узел управления
УЗИ ультразвуковое излучение
ФМУ схема формирования магистрали управления
ИК инфракрасное излучение
ВИЭ возобновляемые источники энергии
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Гак как это будущее представлялось достаточно отдаленным да и сейчас говорить серьезно об истощении потенциала традиционных энергоресурсов можно лишь с большой натяжкой, то использование ВИЭ представлялось достаточно интересной, но в современных условиях скорее экзотической, чем практической, задачей. Результатом наших исследований стали выигранные конкурсы в Министерстве природных ресурсов и охраны окружающей среды
Удмуртской Республики и в Министерстве сельского хозяйства Российской Федерации. Актуальность отмеченной проблемы с е недостаточной теоретической и практической, изученностью предопределила выбор темы диссертационного исследования. Работа выполнена в соответствии с планом научноисследовательских работ ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. Цель исследований. Состоит в повышении эффективности пиролиза возобновляемых источников энергии для сельскохозяйственного производства на примере подсобного хозяйства Тепловых сетей. Объект. Предмет исследований. В процессе решения отдельных задач применялись аналитический,, графический и расчетноконструкторский методы, а. Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научнотехническая литература и публикации зарубежных и отечественных изданий. Аналитические зависимости для определения геометрических параметров установок требуемой производительности. Практическая значимость и реализация результатов исследований. Диссертационная работа выполнялась в рамках реализации Энергетической стратегии России до , годов программы по развития сельского хозяйства на годы. НИР по темам Проведение научных исследований и разработка технологии промышленной переработки помета в удобрение заказчик Министерство сельского хозяйства РФ, Разработка техникоэкономического обоснования по применению ресурсоэнергосберегающей технологии переработки отходов агропромышленного комплекса Удмуртской Республики на базе сельхозпредприятий Малопургинского района с оценкой энергетического потенциала образующихся отходов биомассы заказчик Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды УР. Полученные в диссертационной работе результаты обобщены для использования в учебном процессе при подготовке студентов, обучающихся по направлениям Агроинженерия и Технология продуктов питания. Техникоэкономическое обоснование целесообразности использования энергосберегающей технологии утилизации отходов сопутствующих сельскохозяйственных производств. Апробации работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научнопрактических конференциях Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы, Ижевск, Научный потенциал аграрному производству посвящается 0 летаю вхождения Удмуртии в состав России, Ижевск, Экология и сельскохозяйственная техника, СанктПетербург, , Десять лучших инновационных работ Удмуртской Республики, Ижевск, . Публикации. Основные положения работы и результаты исследований опубликованы в 7 печатных изданиях, одна из статей в издании рекомендованном перечню ВАК. В течение нескольких последних лет все ученые мира ищут новые, нетрадиционные, но более эффективные источники энергии. ВИЭ. Проблемы развития ВИЭ обсуждаются на самом высоком уровне. Так, главы восьми государств в том числе Президент России В В. Путин, собравшиеся на Окинаве в июне года рассмотрели в числе глобальных проблем развития мирового сообщества и проблему роли и места возобновляемых источников энергии На встрече было принято решение о создании группы специалистов, способной разработать рекомендации по широкомасштабному развертыванию рынков, возобновляемой энергетики. В настоящее время практически во всех развитых странах формируются и реализуются программы развития ВИЭ. Говоря об особенностях новой тенденции, следует обратить внимание на один момент. До последнего времени в сфере энергетики прослеживалась четкая закономерность развитие получали только те направления, которые обеспечивали относительно быстрый прямой экономический эффект. Связанные с этими направлениями социальные и экологические последствия рассматривались лишь как сопутствующие.