К.т.н., доцент Тунцев Д.В., к.т.н., доцент Валеев И.А., аспирант Касимов А.М., студент Романчева И.С., студент Савельев А.С.

Казанский национальный исследовательский технологический университет,

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА КОНТАКТНОГО ПИРОЛИЗА ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ.

В настоящие время развитие энергетики и взаимосвязанных с ней вопросов экологии является одной из основных глобальных проблем в мире. Прогрессирующее исчезновение традиционного топлива, которое наблюдается повсеместно, вынуждает людей искать альтернативные решения. Угроза экологической катастрофы повышает требования к потребляемым источникам энергии, главным из которых является экологическая безопасность. В связи с этим внедрение технологий, использующих экологически чистые альтернативные источники энергии, является приоритетной задачей развития энергетики во многих странах мира.

В последнее время, на фоне подорожания ископаемых топлив, все более актуальным становится вопрос использования возобновляемых энергетических ресурсов, одним из которых является биомасса растительного происхождения [1].

Одним из наиболее эффективных направлений при использовании биомассы является ее термическое разложение с получением пиролизной жидкости. Для получения жидких продуктов с высоким выходом наиболее целесообразно использовать процесс быстрого контактного пиролиза.

Технологическая схема процесса контактного пиролиза древесных отходов представлена на рис.1.

Из приемного бункера 1, древесные отходы поступают в загрузочное устройство 2, после этого подаются в реактор 3, для контактного пиролиза древесных отходов, твердые остатки пиролиза собираются в приемник 4. Полученная парогазовая смесь в реакторе, проходит через теплообменник 5, где происходит её конденсация и жидкая часть направляется в приемный резервуар 6, неконденсированные газы сжигаются на факеле.

Существенными условиями процесса быстрого контактного пиролиза являются: 1) очень высокие потоки тепла (для интенсивной теплопередачи требуется мелко размельченная биомасса и механоактивация процесса); 2) тщательно контролируемая температура (500 - 550°С) и время пребывания паров пиролиза в реакторе (не более 1с); 3) быстрое охлаждение парогазовой смеси. Угольный остаток и неконденсированный газ рассматриваются как побочные продукты быстрого контактного процесса пиролиза.

Рис.1. Схема быстрого контактного пиролиза древесных отходов.

1 – приемный бункер древесных отходов, 2 – загрузочное устройство, 3 – реактор, 4 – приемник, 5 – теплообменник, 6 – приемный резервуар.

В основе технологии быстрого контактного пиролиза биомассы древесины лежит процесс передачи энергии от рабочей металлической поверхности на образец, содержащий древесные отходы, при непосредственном их контакте, при этом температура пиролиза определяется температурой металла. Эффективность быстрого контактного пиролиза определяется, главным образом, температурой поверхности металла и длительностью контакта [2].

Выход жидких продуктов при пиролизе древесины прямо пропорционально зависит от скорости химических превращений и обратно пропорционально – от времени пребывания продуктов в реакционной зоне.

Жидкое пиротопливо, полученное при быстром контактном пиролизе, обладает более высокой, чем исходная биомасса, энергетической плотностью, может долго храниться, безопасно транспортироваться и использоваться в качестве топлив в турбинных установках, паровых котлах и печах.

Таким образом, технология быстрого контактного пиролиза является перспективным способом утилизации отходов деревообрабатывающей, пищевой, сельскохозяйственной промышленности, а также твердых бытовых отходов с высоким содержанием (до 50%) органики путем превращения их в энергоносители, сырье для стройматериалов и удобрений.

Литература.

[1]. Грачев А.Н. Технология быстрого пиролиза при энергетическом использовании низкокачесивенной древесины [Текст] / А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, И.А. Валеев, Р.Г. Хисматов, А.А. Макаров, Д.В. Тунцев // журнал Энергетика Татарстана. Издательство: ООО. – 2008. - №4 – С. 16 – 20.

[2]. Тунцев Д.В. Энергетическое использование жидких продуктов быстрого пиролиза древесины [Текст] / Д.В. Тунцев, C.А. Забелкин, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров//Вестник Московского государственного университета леса. Лесной вестник. – 2010. - №4 (73). – С. 79 – 84.