Библиографическое описание:

Узаков Г. Н., Раббимов Р. Т., Давланов Х. А., Алиярова Л. А., Узакова Ю. Г. Расчет теплотехнических и конструктивно-технологических параметров пиролизной установки для термической переработки биомассы // Молодой ученый. — 2014. — №18. — С. 303-306.

Запасы традиционных природных топливно-энергетических ресурсов, таких как природный газ, нефть и уголь являются ограниченными. В процессе производства электроэнергии и тепло в крупных тепловых электрических станциях вырабатываются также вредные выбросы, в том числе парниковые газы. Это обусловливает актуальность возобновляемых источников энергии (ВИЭ), экологически чистых с неограниченным потенциалом. В настоящее время во многих странах мира ведутся поиски альтернативных источников энергии, в связи быстрым ростом потребности экономики в энергии.

В Узбекистане также с учетом высоких опережающих темпов развития экономики и потребности в энергии ведутся огромные работы по разработки и внедрению ВИЭ в различных отраслях народного хозяйства. В связи с этим для дальнейшего развития использования альтернативных источников энергии (АИЭ), которые Узбекистан располагает богатыми ресурсами, Президентом нашей страны принят Указ «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии» УП-4512 от 01.03.2013 г. [1,3].

Утилизация и получение энергии из биомассы один из возможных путей решения проблемы энергообеспеченности автономных и локальных потребителей энергии. Получение топлива или энергии из биомассы возможно путем термохимической (прямое сжигание, пиролиз, газификация, гидролиз) и биологической переработки. При термической переработки биомассы с использованием пиролизной технологии можно получить твердое, жидкое и газообразное альтернативное топливо. Это направление имеет значение не только с точки зрения производства энергии, но и с позиций экологии, так как решает проблему утилизации вредных отходов [2,4]. Нами создана опытная пиролизная установка для термической переработки биомассы и проведены первичные испытания для оптимизации основных конструктивных параметров (рис.1 и 2).

Рис. 1. Геометрические размеры биореактора пиролизной установки

a)

б)

Рис. 2 (a, б). Опытная пиролизная установка для получения альтернативного топлива из биомассы.

 

В настоящей работе приведены предварительные результаты расчетов и экспериментального исследования пиролиза биомассы, выполненные в Каршинском инженерно-экономическом институте. Ниже приведены основные расчетные параметры опытной установки.

Теплотехнические и конструктивно-технологические параметры установки:

-          объем биореактора-0,5 м3;

-          избыточное максимальное давление в биореакторе — 0,1 МПа;

-          рабочая температура в биореакторе -450 0С;

-          количество операторов работающих в смене — 2 чел;

-          размер площадки для установки — 3 х 4,0 м;

-          высота установки- 2,5 м;

-          количество сырья перерабатываемого в сутки — 600 кг;

-           объем загрузки реактора — 100 кг;

-          продолжительность технологического процесса (цикл)-4 часа;

-          количество циклов в сутки-6 циклов.

Результаты испытания установки: (Медленный пиролиз. Исходное сырье –навоз).

1.                 Время процесса (начало выхода продуктов пиролиза) — 25–30 мин;

2.                 Размер исходного сырья — 0,5–2 мм;

3.                 Влажность — 20 %;

4.                 Температура сушки 1500С;

5.                 Температура разложения 3750 С;

6.                 Давление, КПа — 100;

7.                 Выход газов (4,0 час после подвода тепла)-30 %;

8.                 Теплота сгорания биогаза- 20 мДЖ/ м3;

9.                 Выход жидкости, % масса сухого сырья — 30 -50 %;

10.             Выход угля, % — 20 %.

Произведен оценочный расчет энергетической эффективности установки. Расчет показателей энергетической эффективности пиролизной установки определяется экономией топлива. Расчет выполнен в следующем порядке.

Потенциальная энергия биогаза QВЫР, вырабатываемого за год определяется по формуле

QВЫР = VБГГОД · qбг =46930 · 20 = 938600 МДж.                                                      (1)

Энергетический эффект биогазовой установки Эб за год равняется

ЭБ = VБГ ТОВГОД · qбг = 35230 · 20 = 704600 МДж                                                     (2)

Коэффициент товарности пиролизной установки (по выработанному биогазу)

                                                             (3)

Годовая экономия условного топлива составит:

.                                                                          (4)

Результаты расчетов энергетической эффективности установки приведены в табл.1.

Таблица 1

Показатели энергетической эффективности пиролизной установки

Объем биореактора, VМТ, м3

0,5

Производительность по биогазу, м3 / год

 

общая VБГГОД

46930

товарная VБГ ТОВГОД

35230

Суточная производительность установки по биогазу, м3 /сут

128,5

 Объем газгольдера, м3

150

Экономия топлива, т.у.т.

24,05

 

Если учитываем количество произведенного жидкого и твердого топлива, тогда энергетическая эффективность установки возрастает в порядке 2–3 раза. Таким образом, использование энергии биомассы и внедрение в практику пиролизных установок решает важные задачи энергоснабжения фермерских хозяйств и других автономных потребителей, отдаленных от централизованного систем энергоснабжения.

 

Литература:

 

1.         Указ Президента Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии» УП-4512 от 01.03.2013 г.

2.         Раббимов Р. Т., Узаков Г. Н., Яхшибоев Ш. Я., Хужакулов С. М. Способ переработки биомассы с использованием солнечной энергии // Молодой ученый. — Чита, Россия: 2010.- № 8-с. 136–140.

3.         Материалы 6-го заседания Азиатского форума солнечной энергии «Тенденции и перспективы технологий солнечной энергетики». Ташкент, 2013.-87с.

4.         Узаков Г. Н., Раббимов Р. Т., Алиярова Л. А. Эффективность применения пиролизной технологии для получения альтернативного топлива из местных органических отходов. //Молодой ученый. № 4.-2014., с.280–283.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle