Совершенствование технологии и оборудования процесса термического разложения древесины в кипящем слое

• Автор: Тунцев, Денис Владимирович
• Шифр специальности: 05.21.05, 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 193 с. : ил.

1.1 Обзор технологий термической переработки древесины

1.2. Аппаратурное оформление технологии быстрого пиролиза биомассы древесины

1.3 Аппаратурное оформление процессов газоочистки и конденсации продуктов быстрого пиролиза.

1.4. Возможности использования продуктов быстрого пиролиза.

Постановка задачи

Глава II. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ В УСЛОВИЯХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ И КОНДЕНСАЦИИ ПРОДУКТОВ РАЗЛОЖЕНИЯ
2.1. Физикохимическая картина процесса переработки, древесины термическим методом в реакторе кипящего слоя
2.2.Формализация процесса переработки древесины термическим методом в реакторе кипящего слоя
2.3. Математическая модель термического разложения древесины в реакторе кипящего слоя и конденсации парогазовой смеси
2.4 Алгоритм расчета математической модели термического разложения древесины в реакторе кипящего слоя и конденсации парогазовой смеси
Глава III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ДРЕВЕСИНЫ В УСЛОВИЯХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ И КОНДЕНСАЦИИ ПРОДУКТОВ
РАЗЛОЖЕНИЯ.
3.1 Описание экспериментальной установки для исследования процесса пиролиза древесины в условиях кипящего слоя и конденсации продуктов разложения.
3.2 Исследование физикохимических свойств жидкого продукта быстрого пиролиза
3.3 Результаты математического моделирования и
экспериментальных исследований процессов термического разложения древесины и конденсации парогазовой смеси
Выводы
ГЛАВА IV ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 3 РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Описание опытнопромышленной установки для
термической переработки низкокачественной древесины
4.2 Результаты производственных испытаний опытно 9 промышленной установки для термической переработки низкокачественной древесины
4.3 Техникоэкономический анализ технологии и оборудования 2 для термохимической конверсии биомассы
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Нидерланды. На рис. Рис. Схем конусного пиролизного реакторам трубка для загрузки биомассы, 2 неподвижный конус 3 циклон 4 трубка для возврата песка в кипящий слой конуса 5 вращающийся конус 6 отверстия 7 подвод газа для возврата песка в кипящий слой конуса 8 кипящий слой конуса 9 канал для подвода воздуха в камеру сгорания канал для подвода азота в кипящий слой конуса отверстия кипящий слой камеры сгорания канал для выхода продуктов сгорания канал для выхода паров пиролиза. Реактор состоит из вращающегося конуса далее конус, внутри которого расположен неподвижный конус. Процесс быстрого пиролиза протекает в свободном пространстве между конусами. Нижняя часть конуса погружена в кипящий слой, сформированный частицами песка и потоком азота. В нижней части конуса имеется ряд больших отверстий. Под действием разрежения, возникающего при вращении конуса, частицы песка всасываются в конус через эти отверстия. Частицы древесины в реактор подается через водоохлаждаемую трубку. В реакторе происходит тесный контакт частиц биомассы древевсины и горячего песка. Поток, состоящий из смеси песка, биомассы древесины и углистого вещества, переходит через край конуса и попадает в кипящий слой. Далее одна часть потока через отверстия направляется в кипящий слой камеры
сгорания, а другая снова попадает в конус. Перемещение потока из первого кипящего слоя 8 во второй происходит за счет разности давлений В кипящем слое камеры сгорания происходит сжигание углистого вещества, за счет чего компенсируются потери тепла и образуется тепловая энергия, необходимая для нагрева бимассы древесины и протекания эндотермической реакции пиролиза. Для. Возврат горячего песка из камеры сгорания в кипящий слой конуса происходит по вертикальной трубке, частично погруженной во второй кипящий слой. Пары пиролиза удаляются из реактора по каналу, который начинается у основания внутреннего неподвижного конуса. Описанный пиролизный реактор представляет собой пилотную установку. Расход сырья кгч, частота вращения конуса 0 обмин. В результате пиролиза сосновых опилок получены следующие результаты выход пиролизной жидкости массы сырья при С выход пиролизного газа состоящего из СО, С, СЕЦ и небольшого количества Н2 до мае. Основным недостатком представленного реактора является размер частиц биомассы древесины. Частицы должны быть достаточно мелкими, чтобы удовлетворять, требованиям технологии быстрого нагрева и обеспечивать высокий выход жидкого продукта3. Наибольшей поточностью и производительностью обладают
технологические схемы, содержащие реактор кипящего слоя КС. В настоящее время в Канаде г. Гуэльф фирмой Иупатобуе введена в эксплуатацию установка пиролиза древесины в КС производительностью 0 тсут. Такие же заводы введены в эксплуатацию в Нидерландах и Малайзии. На рис. Установка состоит из реактора, топки, циклона, конденсатора смешения и сборника жидких продуктов. Установка работает следующим образом предварительно высушенная древесина размером частиц мм подается в реактор КС. Флюидизация частиц в реакторе осуществляется подаваемыми в нижнюю часть реактора рециркулируемыми пиролизными газами и циркулируемыми горячими твердыми частицами. В средней части реактора вмонтирована топка, в которой осуществляется сжигание части рециркулируемого газа. Пиролиз древесных частиц осуществляется по прохождению ими средней части реактора, обогреваемой топкой. Образовавшиеся при пиролизе парогазовая смесь и древесный уголь удаляются из верхней части реактора КС в циклон, где происходит отделение частиц древесного угля. Из циклона парогазовая смесь поступает в конденсатор смешения, в котором осуществляется диспергирование охлаждающего агента. В результате объемного охлаждения парогазовой смеси происходит конденсация ее жидкой составляющей, которая впоследствии отводится в сборник жидких продуктов. Неконденсируемые газы из конденсатора подаются газодувкой в реактор КС 3. Рис. Общий вида и технологическая схемаб установки пиролиза древесины в реакторе кипящего слоя производительностью 0 тсут.