1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Для оценки стабильности пламени, токсичности продуктов сгорания и установления возможности их использования в качестве топлив в промышленности и в котельных установках был проведен лабораторный Часть П 168 4.2. Газификация Литература " Т.Е. 1.шбешиш, Весше! Ха!)оиаЦ !пс. анализ горения топлива из древесной коры и рисовой шелухи, Результаты испытаний показали, что получаемые из этих отходов пиротоплива могут успешно применяться в качестве заменителей основного топлива или добавок к нему. Согласно результатам других испытаний, углистые вещества коры и рисовой шелухи могут быть использованы для производства активированного угля временного назначения.
Было также установлено, что углистые вещества древесной коры пригодны для производства брикетов хорошего качества, В последнее время большое внимание уделяется производству метана, метанола, аммиака и другого ценного химического сырья из городских и других органических отходов. Ранние исследования, проводимые фирмой Осе(т)еп!а), показали, что в реакторе лабораторного типа при температуре 790'С можно получать простым способом хорошие выходы газа с высокой теплотой сгорания. В типичном эксперименте газ получался в результате 80 масс.",,' конверсии сырья. Такие благоприятные результаты были достинуты благодаря быстрому нагреванию органического материала и кратковременному пребыванию его в зоне пиролнза.
1. РоЬег К., Ваиет Н. Егош йагбайе-о!Ь Сйетатеса 7, 164-169 (1967). 2. Ртеяоп О.Т. Кеюигсе тесочету аиб Шззп Руго1уяз оГ пшп!стра! геГизе, ш: С!сап Еие)к Гготп В!ошазз, беитайе, 1)гЬап КеГизе апт) Айпси1тига) %азтез, ргосееб)пйз оГ тйе 1пзиьз!е оГ Саз Тесйпо!ойу бушроз)иш, Ог)апт)о, Е!ог!ба, )ап. 27, 1976. 3 ВоисЬег и В., Кпе!! Е.%., Ргезтоп О. Т., Ма))ап О.
М. Руго1уяз оГ шт)ш!па! итак!аз Гог от! апт) ас!!татей сагЬоо гесочету, ЕРА-600/2-77-091, Мау 1977. 4. Сове Е.3. О)криза! оГ зетчайе з1ит)йе аит( тпипабра! теГизе Ьу тЬе Оссиепта! Е)азЬ Руто!уяз Ргосезз, )п Ат)заисит) ТЬеппа! Ргосеззез Гог Сопчегзюп оГ бо!И %азтез аит) Кезииез ()опек 3.1., Кабтйпй КВ., етн.), АСБ Бушроз!иш бепек 76, Ашег!сап СЬеписа) бос!етУ, %мЬ!пйтоп, О.С., 1978, РР. 287 — 306, 5. Осе!т)еита! КезеатсЬ Согротатюп, Ртпа! Керогт то ЕРА оп Бап О!ейо Рго)ест, МаюсЬ 1979.
6. Могеу В., Сишш!ийз 3. Р., Опйп Т. И Кесочегу оГ вша!! шета! раню!ез Ггого поптпета!к шшй ап ет(т)у ситгепт зерага!от: Ехрепепсе ат Ргали!и, ОЬю, ргезептеб ат А1МЕ 104тЬ Аппиа! Меетшй, Хетт Уог1с, 1975, 7. Могеу В., Кит)у К А!иш!ииш гесочегу Ггого шипкбра) !газЬ Ьу !тпеаг тппист(ои шотогз, ргезептеп ат А1ме 103тп Аппиа! мееппй, Оайаз, '1'ехаз, 1974. 8. Ма11ап О. М., Сошртоп Е.Е. Оазйсайоп оГ СагЬопасеоиз бойня, ().а Ратепт, Ке. 29,312 оГ Ра!епт Ь)о.
3 846096, 1977. Сжижение биоиассы Т. Линдемус'» Сжижение биомассы, или карбоксилолнз, представляет собой процесс производства жидкого топлива путем взаимодействия измельченной биомассы в жидкой среле с моноксидом углерода в присутствии щелочного катализатора. Реакция протекает при высоком давлении (150-250 атм) н повышенной температуре (300-350'С) в теченве 10-30 мин. Такой переработке может быть подвергнута практически любая предварительно осушенная, измельченная н суспендированная биомасса. Начальный этап разработки процесса состоял в исследовании взаимодействия угля с моноксидом углерода и водяным паром [1!. Результаты проведенных исследований показали, что продуктом сжижения биомассы является вязкая жидкость, температура кипения которой лежит в пределах 200 — 350'С.
Жидкий продукт может иметь довольно низкую вязкость (100 сП) и при комнатной температуре полимеризоваться до полутвердого состояния. Все это свидетельствует о тозя что получаемая жидкость может быль использована в качестве промышленного топлива или компоненты топлива. Однако из-за низкой испаряемости продукт сжижения биомассы не может использоваться в качестве топлива для транспортных средств. Поскольку даже в твердом состоянии продукт практически не содержит серы, он может применяться вместо угля, причем в этом случае исключаются проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды. Энергоемкость продукта (твердого или жидкого) приблизительно в 1О раз больше энергоемкости исходного древесного сырья.
В первых работах по сжижению биомассы использовались данные о сжижении угля. В США такие работы проводились главным образом в Питтсбургском исследоватеяьском энергетическом центре [2 — 41. Полученные данные позволили сделать вывод о том, что с увеличением парпиального давления СО интенсифицируется превращение целлюлозы и увеличивается выход топливного продукта. Первоначально опыты проводились в автоклавах периодического, а затем и непрерывного действия в лабораторном масштабе.
Были изучены свойства суспензии, состоящей из топливной жидкости и биомассы. Оказалось, что для обеспечения непрерывной перекачиваемости содержание измельченной биомассы в топливной жидкости не должно превышать 30;(. Дополнительные работы, проводившиеся под эгидой Управлении по охране окружающей среды [5), показали, что тюдород в этом процессе может быть более эффективным восстановителем, чем СО. 1. ОПЫТНАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ УСТАНОВКА На основании результатов исследований, проведенных Питтсбургским энергетическим исследовательским центром, была разработана опытно- !70 Часть П 171 Горячие гази холоровго ,«разгчиая и,'ела изгйчий лрвфого реаваии Вова ~В )Иимвваяв "вчзхйЮЙ ВИВ тверрай оглгалгол М 1.1. Результаты эксплуатации рис.
2. Отделение подготовки сырья л реляционной системы албанской опыт- ной установки. Рис. 1, Схема олбвнсхой опытной установки (в стадии сооружения). промышленная установка производительностью 3 т)сут (6, 7~. Такая установка была сооружена в 1975-1977 гг. в Олбани (шт. Орегон). Упрощенная схема установки приведена на рис. 1 и включает в основном укрупненное оборудование, применявшееся в опытах лабораторного масштаба Пнттсбургским энергетическим исследовательским центром Для увеличения концентрации суспензии олбанская опы~ная установка была оснащена сне~смой первичной обработки древесины и приспособлением для отделения твердого сырья с частидами крупного размера (рис. 2).
Целью первых испытаний опытной установки было подтверждение результатов, полученных на лабораторной установке, разработанной Питтсбургским энергетическим исследовательским дентром. Исследовалось влияние на продесс сжижсния таких факторов, как температура, давление, содержание СО, время пребывания сырья в реакционной зоне и контактирования с катализатором. Кроме того, в целях дальнейшего усовершенствования промыпзленной конструкции анализировалась характеристика основного оборудования, используемого в процессе.
При однократном проходе древесины конверсия составляла 50-70",;. Конверсия в этом случае определялась как процентная доля твердой части дре- Способы получения энергии из биомассы чаи Ф)~ й 173 172 Часть П ий гаг брпаралор ка/дроагика й гаг реатпор Вода, % Углерод, % Водород, % Азот, % Кислород, % Теплосодержаняе, акал/кг Удельная плотность 3 О,1 22,9 2300 0,4 77 6,5 0,4 8,4 8500 1,2 ГПЕЛВ пслу кения илии Юилетр Вода Подогрееателв ерекаеки ии гугитег-гааз 002 Виталии я колоииа Пир Неп тая дг гвларотор Топоаиыи гаг Паругеи О О ритор Пграгяодоеоииий киталитггтр Ю угцоуиааиая зала Жилвтр толлиеиая я 1угдлоств д4регегиая дхела 2.1. Реактор Таблица 1. Состав древесины я получаемой в процессе ее сжи- жения карбоксялированной жидкости весины, исчезаюшей во время пребывания в реакционной зоне в течение 5-10 мин при температуре выше 275"С.
Свойства получаемой в процессе переработки древесины карбоксилированной жидкости и древесины приведены в табл. 1. Как видно из таблицы, энергоемкость получаемой жидкости по массе почти в 4 раза, а по объему в 1О раз превышает энергосодержаннс древесины. Получаемая таким способом топливная жидкость представляет собой вязкий продукт, который имеет тецценцию в некоторых случаях переходить в полутвердое состояние. Загустевание рециркулируюшей топливной жидкости явилось причиной прекращения серии испытаний. В связи с этим возникла необходимость в выполнении дополнительных экспериментов по уточнению механизма реакции, характеристик продукта опытной установки и поиске лучшего катализатора. В настоящее время такис исследования проводятся в лаборатории в Ричленде (шт.
Вашингтон) и в лаборатории в Беркли (шт. Калифорния). 2. ГИПОТЕТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС На основании экспериментальных данных, полученных Питтсбургским энергетическим исследовательским центром, а также с учетом результатов эксплуатации албанской опытной установки в 1978 г. был разработан проект гипотетической промышленной установки по сжижению биомассы (81. Основная цель проекта состояла в получении исключительно жидкого топлива и только из древесины. Кроме того, были приняты меры по использованию побочных продуктов пропесса с целью снижения до минимума возможности загрязнения окружаюшей среды.
Схема установки производительностью 1000 т,усут влажного сырья приведена на рис. 3. Единственным сырьем явдястся биомасса для производства жидкого топлива, синтез-газа и технологического тепла. Основными узлами установки являются реакторное отделение, сепараторное отделение и отделение синтез-газа. Способы получения энергии из биомассы Ряс. 3. Схема технологического процесса переработки отходов в топливную жидкость. 1-древесина ляя аявление, 500 тиут; 2-дреаеаииа для лровзводства снится-газа, 440 тг«утг 5-нраизволсив тонливиав лндкастн, 110 т/сутз 4-древесина лля теталолегескаго те лв, 26 т)сут, 5-матрад для яро. изаолстаа синтез-гата, 151 тгврт Биомасса в виде древесной шепы высушивается, измельчается и с рециркулирующей топливной жидкостью преврашаеется в суспензию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
