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
Технология, машины и оборудование лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева

Диссертационная работа:

Прокопьев Сергей Анатольевич. Разработка технологии ультраоксипиролиза древесной биомассы для получения бионефти и древесного угля : диссертация ... кандидата технических наук : 05.21.03 / Прокопьев Сергей Анатольевич; [Место защиты: ГОУВПО "Санкт-Петербургская государственная лесотехническая академия"]. - Санкт-Петербург, 2008. - 202 с. : 6 ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 6

1. Теоретические основы пиролиза элементов биомассы дерева 12

1. \, Роль свободных радикалов при пиролизе биомассы древесины 12

1.2. Влияние режимных и сырьевых факторов на выход продуктов пиролиза. 14

2. Некоторые особенности технологии пиролиза измельченных отходов

древесного сырья 21

2-L Пиролиз с внешним нагревом ..... .... . ..25

  1. Пиролиз с газовым теплоносителем 27

  2. Пиролиз с твердым теплоносителем 27

  3. Пиролиз в кипящем слое 28

2.5.Пиролиз с использованием электрического тока. 29

  1. Высокочастотный пиролиз 29

  2. Плазмохимический пиролиз 31

  3. Электротермический пиролиз 33

  4. Термоокислительный пиролиз 34

  1. Абляционный пиролиз 35

  2. Термокаталитический пиролиз 36

  3. Пиролиз в формованном слое 39

3. Характеристика технологии и оборудования производства бионефти и

древесного угля: 41

ЗЛ Реторты шахтного типа..... ..42

  1. Реторта Стаффорда 42

  2. Реторта СІБПС ...43

  3. Реторта Ламбиотта 44

  4. Реторта Карбохима 46

  5. Реторта Славянского 47

  6. Печь - газогенератор ЛТА 49

3.1.7. Реторта Экофора 51

3.2. Реторты барабанного типа 53

  1. Орегонская реторта 53

  2. Барабанная реторта ВНИИТУСа 55

  3. Реторта Р-1000 56

З.З.Шнековые реторты 58

  1. Реторта Зимана 58

  2. Реторта Томсона 59

3.4. Реторта вакуум-пиролиза 60

  1. Реактор пиролиза биомассы Pyrovac 60

  2. Установка с внутрицикловым пиролизом Pyrocycling 61

3.5. Реторты быстрого пиролиза в потоке уноса 63

  1. Реторта быстрого пиролиза Egemin 63

  2. Установка University of Waterloo 65

3.6. Реторты абляционного типа 66

  1. University of Twente 66

  2. ВВС 68

3.7. Реторты кипящего слоя 69

  1. Реторта Фефилова 69

  2. Установки EnsynRTP 70

  3. Установки DynamotiveilTI .....„„_ ___......_._ ..._.„73

3.8. Реторты формованного слоя. 75

3.8.1. Реторта электротермического пиролиза 75

3.8.2.Реторта термоокислительного пиролиза 78

3.83. Реторта Верхотурского КЭЗа 80

4. Экспериментальная часть 87

4.1 .Проведение сравнительных опытов 87

  1. Определение оптимальных условий процесса пиролиза 91

  2. Температура реакционной зоны 93

  3. Скорость нагрева 95

  1. Время пребывания парогазов в реакционной зоне на выход и перераспределение продуктов пиролиза 97

  2. Зависимость выхода продуктов пиролиза от температурно-временных факторов 100

4.5. Роль температурно-временных факторов при ультраоксипиролизе
измельченного древесного сырья 105

5. Разработка программы «POLY.TERM 2». прогнозирования температурных

полей и распределения температур в формованном слое 111

5.1 Обоснование технологии ультрапиролиза в формованном слое 111

5.2.0собенности теплообмена при пиролизе древесины. , , „.115

5.3.Условные обозначения величин и параметров принятые при разработке
программы «POLY.TERM 2» 118

  1. Постановка задачи и ее формулировка 119

  2. Построение решения краевой задачи 121

5.6. Некоторые особенности расчета входных параметров и построения
алгоритма 126

  1. Алгоритмы 127

  2. Проверка адекватности программы «POLY.TERM 2» 130

6. Разработка технологии и оборудования модуля ультраоксипиролиза для
переработки древесной щепы в формованном слое 137

  1. Обоснование проекта 137

  2. Сырьевые ресурсы и место положения производства 139

  3. Описание продукта 141

6.3. Обзор рынка 144

6.4.Технология и оборудование 147

  1. Техническая характеристика модуля 151

  2. Технико-экономическое обоснование 157

  3. Потенциальные риски 158

Выводы 160

Литература 161

Приложение 1. Программа расчета температурного поля «POLY.TERM 2»... 181
Приложение 2. Акты использования результатов диссертационной работы:..202
2 Л. Акт от ООО «Mortestservise Ltd» сертификат на БИО-нефть
от 26.01.2007 г 203

2.2. Акт от ООО «АМК» о приемке исходных данных для проектирования
установки модуля ультраоксипиролиза производительностью
1 т/ч по а.с.д 204

2.3. Акт от ООО «ИНТЕХМАШ» о приемке рабочих чертежей на
изготовление установки модуля ультраоксипиролиза производительностью
1 т/ч по абсолютно сухой древесине 205

Введение к работе:

Актуальность темы.

Стоимость ископаемых топлив на рынке с каждым годом постоянно увеличивается. В условиях глобального роста цен на углеводородное сырье ведется активный поиск альтернативных источников энергоносителей. В сложившейся ситуации использование биомассы возобновляемого сырья для получения энергии становится экономически выгодным.

Сравнительная энергетическая плотность топлив из древесной

биомассы и традиционных из нефтяного сырья, ГДж/м : опилки - 2,3; древесная щепа - 7,2; пеллеты - 11,7; древесный уголь - 9,0; древесноугольные брикеты - 19,5; метанол - 17,7; этанол - 22,4; биомасла Ensyn (Канада) - 20,0; бионефть Dynamotive (Канада) - 20,4; бионефть (СПб ГЛТА) - 30,5; биомасла (СПбГЛТА) - 32,3; дизельное топливо -36,0; мазут-38,4.

Учитывая перспективность развития биоэнергетики, во всех промышленно-развитых странах интенсивно прорабатываются направления термической переработки древесной биомассы, такие как газификация, ожижение, быстрый пиролиз биомассы (ультрапиролиз), включая специальные энергетические лесопосадки (ива, тополь, эвкалипт). Цель и задачи исследования.

Цель работы - разработать оптимальную технологию ультраоксипиролиза древесной биомассы для получения бионефти и древесного угля как сырья для древесноугольных брикетов. Задачи исследования:

  1. Провести сравнение отечественных и зарубежных технологий ультрапиролиза, рассмотреть особенности технологий быстрого пиролиза отходов древесного сырья

  2. Изучить влияние температурно-временных факторов на выход и состав получаемых продуктов ультрапиролиза.

  3. Рассмотреть существующие математические методы расчета температурных полей ультрапиролиза в противотоке сырья и газового теплоносителя. На основе существующей программы "POLY.TERM" разработать новую программу расчета температурных полей "POLY.TERM 2", позволяющую получать корректные значения распределения температур в процессе ультрапиролиза при противотоке

газового теплоносителя и древесного сырья в плотном слое.

  1. Экспериментально апробировать процесс скоростного пиролиза, получить экспериментальные данные и сравнить с данными, полученными расчетным путем для последующего проектирования пилотного модуля ультрапиролиза.

  2. Разработать технологию ультраоксипиролиза для получения бионефти и древесного угля и оборудование транспортабельного модуля ультраоксипиролиза мощностью 1 т/час по сырью.

Научная новизна.

  1. Разработана программа "POLY.TERM 2" для расчета температурных полей в процессе ультрапиролиза измельченной древесной биомассы с применением внутреннего нагрева газовым теплоносителем.

  2. Рассчитаны температурные поля при интенсификации процесса пиролиза и скоростях газового теплоносителя выше скорости витания частицы.

  3. Установлено теоретически и экспериментально подтверждено наличие критерия жесткости в области температур теплоносителя 600-900 С.

  4. Установлено и доказано влияние скорости нагрева на выход нелетучего остатка и определяющее значение критерия жесткости на распределение компонентов летучей фазы пиролиза.

Практическая значимость.

Разработанная технология позволяет достичь высокой экономической эффективности при переработке измельченного древесного сырья в альтернативное топливо и является основой для промышленного внедрения. На защиту выносится:

Сравнительная характеристика отечественных и зарубежных промышленных технологий ультрапиролиза древесного сырья;

Положения и допущения, сделанные при разработке программы "POLY.TERM 2";

Основные зависимости распределения продуктов пиролиза при интенсификации процесса;

Основные принципы технологии ультрапиролиза в формованном слое при противотоке сырья и теплоносителя. Апробация работы.

Материалы исследования докладывались на: - Ежегодной научно-технической конференции СПбГЛТА 2005 г.

Ежегодной научной конференции молодых ученых СПбГЛТА 2005г.

Международной конференции "Актуальные проблемы биотоплива и биоэнергетики". Санкт-Петербург, 2006г,

Ежегодной научной конференции молодых ученых СПбГЛТА 2006г.

Ежегодной научно-технической конференции СПбГЛТА 2007 г.

Международной конференции "Актуальные проблемы биотоплива и биоэнергетики". Санкт-Петербург, 2007г,

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 8 печатных трудов Объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 6 глав, общих выводов и списка использованной литературы, включающего 209 наименований.

Работа изложена на 205 стр., в том числе 2 приложения на 20 стр. и включает 55 рисунков, 27 таблиц.

Подобные работы
Антонов Виктор Николаевич
Разработка технологии комплексной переработки биомассы лимонов с получением биологически ценных продуктов
Гиндулин Ильдар Касимович
Получение и катионообменные свойства березового окисленного угля
Сысоева Наталья Владимировна
Разработка технологии производства крафт-лайнера повышенной жесткости
Анисимов Владимир Александрович
Разработка технологии высокотемпературной сушки прессованной древесины в процессе ее получения
Шарапов Евгений Сергеевич
Разработка технологии получения строганого шпона из древесины березы с ядровой гнилью
Ежова Светлана Владимировна
Разработка технологии изготовления железобетонных плит методом непрерывного вакуумного прессования для лесовозных автомобильных дорог
Баронова Любовь Геннадиевна
Разработка технологии строительства одежд лесовозных дорог с использованием черного объемно-силикатизированного щебня
Русинова Наталия Владимировна
Разработка технологии рубок ухода (прореживания) с учетом размещения биогрупп деревьев
Локтионова Ирина Валентиновна
Разработка технологии получения ментадиенов и n-цимола из скипидара
Протасов Александр Васильевич
Исследование свойств и разработка технологии производства газетной бумаги пониженной массоемкости

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