Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы и оборудования химической технологии

Диссертационная работа:

Тимербаев Наиль Фарилович. Повышение эффективности энергетического использования древесных отходов : диссертация... кандидата технических наук : 05.17.08 Казань, 2007 148 с. РГБ ОД, 61:07-5/3213

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОМАССЫ 9

  1. Классификация и энергетические характеристики биотоплива 9

  2. Теоретические основы процесса сжигания биомассы 14

  3. Современное состояние техники и технологии сжигания биотоплива 20

  4. Свойства и применение продуктов сгорания как сушильного агента 24

  5. Свойства древесины как объекта сушки 28

Выводы 34

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ
ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СУШКОЙ
ТОПЛИВА ОТХОДЯЩИМИ ТОПОЧНЫМИ ГАЗАМИ 36

  1. Физическая картина процесса термической переработки древесных отходов с предварительной сушкой топочными газами 36

  2. Формализация процесса 39

  3. Математическое описание процесса 41

  4. Алгоритм расчета технологического процесса сушки топочными газами..49 Выводы 51

ГлаваЗ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ
ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ 52

  1. Описание экспериментального стенда для исследования процесса сжигания и сушки древесных частиц 53

  2. Методика проведения экспериментов 56

  3. Анализ результатов математического моделирования и экспериментальных данных 61

Выводы 73

Глава 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ С ПОДСУШКОЙ ТОПЛИВА

ОТРАБОТАННЫМИ ТОПОЧНЫМИ ГАЗАМИ 74

4.1. Исследование структурно-механических свойств древесных отходов 75

4.2 Инженерная методика расчета энергоагрегата 19

  1. Расчет состава рабочего топлива и параметров газа 80

  2. Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котла 82

  3. Расчет водогрейного котла 85

  4. Конструкция конденсационного сушильного бункера 87

  5. Система автоматизации энергоагрегата 89

  1. Опытно-промышленная установка для сжигания древесных отходов 90

  2. Анализ экономической эффективности внедрения промышленной

установки 94

Выводы 97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 100

ЛИТЕРАТУРА 102

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1. Программа расчета процесса сушки древесных отходов 117

Приложение 2. Статистическая обработка данных 135

Приложение 3. Акты внедрения результатов исследования 145

Введение к работе:

Актуальность темы. Основной движущей силой современной цивилизации являются энергоносители. Традиционно в промышленности используются такие энергоносители как нефтепродукты, газ и уголь. Однако цены на традиционные энергоносители за последние несколько лет на Мировом рынке выросли более чем в 2,5 раза, что обусловило необходимость более широкого использования возобновляемых источников энергии, одним из которых является древесная биомасса. В большинстве Европейских стран реализуются программы по переводу энергетики на использование альтернативных видов топлива. Наиболее актуальным в данном аспекте видится использование биотоплива, и в частности древесины, как основного вида возобновляемых энергетических ресурсов. Ее использование позволит: во-первых, решить проблему утилизации древесных отходов на деревообрабатывающих предприятиях, во-вторых, получать дешевую энергию, в-третьих, снизить количество экологически вредных выбросов в атмосферу, так как выделяющийся при сгорании древесного топлива углекислый газ повторно используется в процессе прироста биомассы и не нарушает естественного баланса углекислого газа в атмосфере земли. Одной из важнейших задач развития Российской энергетики, является частичная замена ископаемого топлива на возобновляемые ресурсы, что в свете Киотского протокола и квот на выбросы углекислого газа выглядит весьма целесообразным.

Оценка возможности переработки древесных отходов показывает широкие перспективы их энергетического использования. Однако количество влажной древесины в общей массе древесных отходов достигает 70%, что приводит к определенным трудностям при использовании ее в качестве топлива в существующих топочных устройствах. Это вызвано тем, что повышенная влажность снижает эффективность процесса горения, увеличивает объем и токсичность образующихся дымовых газов.

В связи с этим исследование процессов, протекающих при сжигании древесного топлива, разработка методов расчета оборудования и режимных параметров энергетического использования влажных древесных отходов, усовершенствование существующих топочных устройств и процессов, является актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением Правительства РФ от 24 января 1998г. № 80 «О федеральной целевой программе «Энергосбережение России на 1998 – 2005 годы»»

Цель работы состоит в разработке методов расчета и аппаратурного оформления процесса термической переработки высоковлажных древесных отходов.

В связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи:

1. Совершенствование схемы процесса энергетического использования древесного сырья.

2. Разработка методики расчета установки для энергетического использования древесного сырья с эффективной схемой предварительной подготовки топлива.

3. Математическое моделирование технологического процесса предварительной сушки древесных отходов отходящими топочными газами котельного агрегата.

4. Разработка промышленной установки.

Научная новизна.

Предложена усовершенствованная технологическая схема термической переработки влажных древесных отходов, позволившая увеличить эффективность их энергетического использования, а также снизить выделение токсичных веществ в окружающую среду.

Впервые разработана обобщенная методика расчета предложенной технологической схемы, которая учитывает взаимосвязь процесса предварительной сушки с процессом сжигания древесных отходов.

Разработан моделирующий алгоритм, позволяющий определить эффективную высоту слоя топлива в сушильном бункере в зависимости от свойств древесных отходов.

Разработан экспериментальный стенд для исследования совмещенных процессов сжигания и сушки влажных древесных отходов, в котором применены современные средства регистрации и обработки данных. (Патент РФ № 2274851)

Практическая ценность. На основе результатов проведенных исследований и моделирования процесса термической переработки, разработана инженерная методика расчета установки для сжигания влажных древесных отходов с использованием бросового тепла отработанных топочных газов.

Создана установка для термической переработки влажных древесных отходов. Использование данной установки позволяет повысить эффективность сжигания древесных отходов на 15-30 %, и обеспечивает комплексное использование сырьевых ресурсов на предприятии.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы при создании методики расчета и при проектировании промышленной установки для термической переработки влажных древесных отходов, а также в учебном процессе на базе экспериментального стенда для изучения совмещенных процессов сжигания и сушки древесных частиц. Промышленная установка внедрена на ЗАО «Ласкрафт», с годовым экономическим эффектом в размере 380 тыс. руб. Использование созданного экспериментального стенда в учебном процессе позволяет студентам в ходе практических занятий по дисциплине «Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств» осуществлять всестороннее изучение процессов горения и сушки древесины.

Автор защищает:

  1. Предложенную технологическую схему установки для сжигания влажных древесных отходов.

  2. Методику расчета рациональных параметров установки для сжигания влажных древесных отходов.

  3. Результаты математического моделирования и экспериментального исследования.

  4. Конструкцию экспериментального стенда для исследования взаимосвязанных процессов горения и сушки влажных древесных отходов.

  5. Конструкцию промышленной установки для эффективного сжигания влажных древесных отходов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных сессиях КГТУ (Казань, 2004-07), Международной конференции «ММТТ-18» (Казань, 2005), III Республиканской школе студентов и аспирантов “ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ” (Казань, 2004), Международных симпозиумах «Ресурсоэффективность и энергосбережение» (Казань, 2005-06), научно практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» (Казань, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы- проблемы и решения» (Красноярск, 2006).

Технология и конструкция установки для термической переработки древесных отходов отмечена дипломами на III международной специализированной выставке «Нефтепереработка, нефтехимия, экология, энергетика» и 2-ом экологическом форуме «Человек. Природа. Наука. Техника».

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 2 статьи и 3 патента РФ на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 116 страницах машинописного текста.

Подобные работы
Булекова Анна Александровна
Повышение эффективности и расчет процесса промывки хлопчатобумажных тканей при использовании ультразвука
Буртник Иван Степанович
Повышение эффективности и расчет аппаратов с кипящим слоем при активных вибрационных воздействиях на обрабатываемый материал
Костенко Алексей Васильевич
Совершенствование конструкции и повышение эффективности работы реакторного блока процесса каталитического риформинга углеводородного сырья
Савин Игорь Игоревич
Повышение эффективности ультразвуковых процессов и аппаратов на базе согласования параметров компонентов электроакустических систем и технологических сред
Галич Василий Николаевич
Повышение эффективности работы центробежных пылеуловителей за счет применения встречных закрученных потоков
Кузнецов Владимир Анатольевич
Повышение эффективности стадии водной дегазации в производстве синтетических каучуков методом растворной полимеризации
Измайлов Максим Тимурович
Повышение эффективности сушки дисперсных материалов за счет применения виброакустических воздействий
Шакиров Альберт Султанович
Повышение эффективности устройств СВЧ нагрева промысловых комплексов сепарации водонефтяных эмульсий
Барсуков Роман Владиславович
Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов
Ясавеев Хамит Нурмухаметович
Повышение эффективности комплекса установок переработки газовых конденсатов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net