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
Энергетические системы и комплексы

Диссертационная работа:

Косов Валентин Владимирович. Экспериментальные исследование процессов комплексной переработки биомассы в синтез-газ и углеродные материалы: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.14.01 / Косов Валентин Владимирович;[Место защиты: Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Объединенном институте высоких температур РАН].- Москва, 2012.- 24 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Работа посвящена экспериментальному исследованию методов термической переработки различных сортов биомассы с целью получения композитных углеродных материалов и газообразного топлива. Представлены экспериментальные данные по объему и составу газообразных смесей, которые можно получить из вышеперечисленного сырья путем термической переработки, а также по структуре и свойствам композитного углеродного материала, получаемого в результате совместной переработки биомассы и газообразных углеводородов.

Актуальность работы. Биомасса — крупнейший по использованию в мировом хозяйстве возобновляемый ресурс (более 500 млн. т у.т./год). Общий годовой объем сухой биомассы на Земле оценивается 150-200 млрд. т у.т. В нашей стране сосредоточено около 47% мировых запасов торфа и 24% древесины. Запасы торфа в России в пересчете на условное топливо составляют 68,3 млрд. тонн и превосходят суммарные запасы нефти (31 млрд. т у.т.) и газа (22 млрд. т у .т.), уступая лишь запасам угля (97 млрд. т у .т.). Немаловажным обстоятельством, способствующим более широкому использованию указанных видов сырья в энергетических целях, является их достаточно равномерное распределение по территории страны. На сегодняшний день превалирующим способом использования биомассы в энергетических целях по-прежнему остается ее сжигание. При этом в России исключительно велика потребность в автономных установках для производства электроэнергии и тепла. Автономное энергоснабжение на базе местных энергетических ресурсов, в случаях удаленных от централизованного энергоснабжения потребителей оказывается экономически более оправданным, чем строительство линии электропередачи. Наиболее эффективным методом получения электроэнергии из биомассы является ее конверсия в горючий газ, который можно использовать в газовых электрогенераторных установках. Существующие технологии конверсии твердого углеводородного сырья в газообразное топливо имеют ряд недостатков, среди которых следует отметить невысокую калорийность получаемых газовых смесей (газификация) и низкую степень переработки исходного сырья (пиролиз). Разработка современных технологий конверсии биомассы в высококалорийные газовые смеси, позволяющих эффективно использовать громадные сырьевые ресурсы, например торфяные месторождения, отходы деревоперерабатывающей промышленности, неиспользуемые (неделовые) сорта древесины, является весьма актуальной задачей.

С развитием технологий металлургического производства, повышением требований к качеству чугуна и стали и сокращением запасов коксующихся углей постоянно растет потребность металлургии в чистых углеродных материалах. Появление новых технологий выработки стали, принципиально

отличающихся от классического доменного производства и требующих чистых мелкодисперсных углеродных материалов, возродило интерес к материалам на основе био-угля. Разработка технологии получения композитных углеродных материалов, использующей в качестве сырья дешевые биоресурсы и практически неиспользуемый попутный газ нефтяных месторождений, даст дополнительный импульс развития этим новым технологиям металлургии.

Целью работы являются экспериментальное обоснование технологии термической переработки различных видов биомассы, позволяющей получать горючий газ с достаточно высокой теплотой сгорания (на уровне 11 МДж/м ) и обеспечивающей высокую эффективность переработки исходного сырья в конечные продукты (газообразное топливо и чистые углеродные материалы).

Научная новизна.

  1. Предложена универсальная схема двухстадийной термической переработки биомассы, заключающаяся в пиролизе органического сырья на первой стадии и гетерогенном пиролизе летучих на второй стадии, конечными продуктами которой являются био-уголь и газообразное топливо.

  2. Проведены экспериментальные исследования и получены новые данные по влиянию режимных параметров процесса термической переработки различных видов биомассы (древесина, торф) на состав и энергетическую эффективность конверсии различных видов биомассы в газообразное топливо.

  3. Разработан метод повышения эффективности совместной переработки био-угля и газообразных углеводородов с целью получения композитных углеродных материалов, предназначенных для использования в металлургии. Экспериментально исследовано влияние различных факторов на скорость осаждения пироуглерода.

  4. Получены экспериментальные данные по реакционной способности композитных углеродных материалов.

Практическая ценность.

Предложенная схема термической переработки биомассы и полученные экспериментальные данные могут быть использованы при проведении ОКР, направленных на создание автономных когенерационных энергокомплексов работающих на местных видах возобновляемых твердых топлив, а также на создание автономных установок по переработке различных видов биомассы в гранулированное твердое топливо с повышенными теплотехническими

характеристиками. Экспериментальные исследования по гетерогенному пиролизу газообразных углеводородов при их фильтрации через угольный остаток, являющийся результатом карбонизации древесных отходов и торфа, дают возможность рассматривать получаемый композитный углеродный материал как перспективный восстановитель и раскислитель при производстве высококачественных сталей. Следует отметить, что исходным сырьем для рассмотренных в работе технологий, могут служить отходы деревообрабатывающей промышленности, торф, а также попутные газообразные углеводороды нефтяных месторождений, в настоящее время сжигаемые в факелах. Внедрение технологий конверсии и совместной переработки биомассы и газообразных углеводородов будет способствовать не только более рациональному использованию природных энергоресурсов, но и уменьшению вредного влияния промышленного производства на окружающую среду.

На защиту выносятся следующие положения:

  1. Двухстадийная схема термической переработки биомассы позволяющая получить синтез-газ и био-уголь;

  2. Метод повышения скорости гетерогенного пиролиза углеводородов на поверхности био-угля за счет парогазовой активации;

  3. Результаты исследования реакционной способности композитных углеродных материалов.

Апробация работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих российских и международных научных конференциях: XXIII Международная конференция «Уравнения состояния вещества», Эльбрус-2008; Первая Всероссийская научно-техническая конференция «Альтернативные источники химического сырья и топлива», Уфа, 2008; XXIV International Conference on Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter., 2009, Elbrus, Russia; 17th European Biomass Conference and Exhibition, 2009, Hamburg, Germany; Wydanie konferencyjne "Efektywnosc Energetyczna 2009", Krakow; V Российская национальная конференция по теплообмену. 2010, Москва; 7th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. 2010. Antalya, Turkey; 19th European Biomass Conference and Exhibition, 2011, Berlin, Germany.


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