Технические науки/5. Энергетика

К.т.н. Садртдинов А.Р., аспир. Галеев Т.Х.

Казанский национальный исследовательский технологический университет, Россия

Влияния влажности материала на процесс паровой конверсии древесной биомассы в синтез-газ

Одной из основных тенденций развития современной технологии паровой конверсии биомассы является повышение параметров технологических процессов: температуры, влажности, времени контакта и т.д [1]. В связи с вышесказанным введется поиск научно-обоснованных технологических решений по классификации и подготовке древесной биомассы, идущей на переработку и попытки внедрить полученный опыт в технологические процессы лесопромышленного комплекса.

Из существующих способов переработки, процесс газификации, по сравнению с прямым сжиганием и пиролизом, менее критичен к содержанию влаги в сырье и требует минимальной подготовки исходного материала [2, 3]. Поэтому наиболее перспективным и экономически выгодным направлением энергетического использования древесной биомассы представляется газификация.

В ходе выполнения исследований по паровой конверсии древесной биомассы в синтез-газ, были получены экспериментальные данные, показывающие влияние влажности сырья на выход продуктов - синтез-газа.

Исследование зависимости выхода синтез-газа от влажности материала при разном количестве подаваемого газифицирующего агента, показывает, что при подаче 1 кг водяного пара на 1 кг древесины, до влажности 35% получаемый синтез-газ на 82% состоит из горючих компонентов (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость равновесного состава синтез-газа от влажности сырья

при подаче 1 кг водяного пара на 1 кг древесины

Однако при увеличении количества подаваемого пара с одного до 2 кг на 1 кг древесины, при той же влажности древесины (35 %) содержание горючих компонентов синтез-газа значительно снижается - до 56% (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость равновесного состава синтез-газа от влажности сырья

при подаче 2 кг водяного пара на 1 кг древесины

Введение большего количества пара, снижает температуру процесса, что влечет к неспособности разлагать воду и как следствие образовывать горючие компонентов, а также ведет к увеличению побочных продуктов, таких как СО₂. Таким образом в составе синтез-газа начинают преобладать Н₂О и СО₂. Также это закономерно к влажности сырья. Если влажность древесной биомассы начать увеличивать, то концентрация Н₂О и СО₂ в синтез-газе может превысить концентрацию горючих компонентов.

На данном этапе исследования, можно сделать вывод, что процесс переработки древесной биомассы в синтез-газ, позволяет провести газификацию с получением высококалорийного синтез-газа. Исходя из полученных данных, полученный синтез-газ содержит высокий процент Н₂ и СО, что позволяет определить его как качественное сырье с возможностью применения в химической промышленности.

Представленные результаты получены в рамках реализации гранта Президента РФ по поддержке молодых ученых, шифр темы МК-3434.2015.8 (договор № 14.Z56.15.3434-МК от 16.02.2015 г.).

Литература:

1. Хузеев, М.В. Паровая конверсия древесного угля с получением генераторного газа // М.В. Хузеев, З.Г. Саттарова, В.И. Петров // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т.17. – № 1. – С. 94-96.

2. Тунцев Д.В. Схема контактного пиролиза отходов лесозаготовки / Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов, А.М. Касимов, И.С. Романчева, А.С. Савельев // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - Воронеж, 2014. № 2 – 3 (7 – 3). С. 146 – 149.

3. Садртдинов, А.Р. Перспективные направления переработки неликвидной древесной биомассы лесозаготовок и деревообработки / А.Р. Садртдинов, Л.М. Исмагилова, Р.Р. Мухаметзянов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. – 2014. – № 2-3 (7-3). – С. 117-119.