1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 46
Текст из файла (страница 46)
твердых веществ, хранится и используется в качестве конечного продукта газификации древесины. При прохождении топлива через вакуумный фильтр на нем оседает суспензия с 50 масс.% твердых вешеств, которая при температуре 66 — 93 С возврашается в газификатор. Производство пиротоплива с помошью данной установки, согласно расчетам, лолжно составлять 192,4 мз/сут при плотности 1141,2 кг7мз, что эквивалентно производству 9163 кг/ч. На основании данных о массовом балансе компонент системы (рис. 12) можно определить общий материальный баланс (табл.
3, рис. 11). Общий энергетический баланс системы определяется путем оценки состава и теплоты сгорания топливной жидкости и углистого вешества (табл. 4). Теплота сгорания углистого вещества может быть вычислена по формуле Дюлонга-Птиа ! Максимальная теплота сгорания = 14 500 С ч- 62000(Н вЂ” Оз/8) + 40008, а теплота сгорания топливной жидкости по формуле Теплота сгорания высшая 22820- 3780г', где И вЂ” плотность топливной жидкости при 15,6715,6'С (предполагается, что плотность топливной жидкости при !5,6~'15,6'С равна 1,8). На основании приведенных выше теплот сгорания можно вычислить общий энергетический баланс (табл.
5, рис. 13). Таким образом, в процессе газификации энергия распределяется следующим образом: 39;; приходится на топливную жидкость и 61% иа углистое вещество, обший тепловой к.п.д. равен 73,6"~,'. Предполагается, что гипотетический процесс энергетически самообеспечен. Получаемый в процессе топливный газ обеспечивает тепловой энергией сушилку н котельную. Водяной пар из котельной используется для генерирования энергии, необходимой для работы воздуходувок, насосов и для других вспомогательных целей. б.
ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВНОГО ГАЗА Топливный газ, получаемый в процессе газификации, богат моноксидом углерода, водородом и углеводородными газами. При сжигании низко- и среднекалорийных газов важное значение имеют отношение воздуха к топливу, температура, длина и стабильность пламени, легкость воспламенения газа и пределы его воспламеняемости. Низкокалорийный газ содержит 176 часть энергии, содержащейся в ~аком же объеме природного газа. Однако для сжигания низкокалорийного газа размер горелки следует увеличить всего на 31;~, при этом объем продуктов сгорания возрастает всего на 19;1 по сравнению с объемом продуктов сгорания природного газа.
В надлежащим образом сконструированной горелке низкокалорийный газ может гореть стабильным пламенем, хотя температура пламени иизкокапорийного Часть П Способы получения энергии из биомассы газа 1760'С, в то время как температура пламени природного газа 19б0'С, что обусловлено высоким разбавлением топливного газа азотом. Длина пламени обычно увеличивается с повышением теплоты сгорания газа (некоторые специалисты с таким представлением не согласны).
Низкокалорийный газ имеет более широкие пределы воспламенения, и поэтому воспламенение такого газа не вызывает проблем. Для предотвращения конденсации пиротоплива и смолы система топливных трубопроводов должна быть покрыта теплоизоляцией. Вследствие более высокого содержания водорода в низкокалорийиом газе при его горении образуется относительно больше паров воды, что приводит к некоторым потерям тепла. Потери тепла с пролуктами сгорания будут выше вследствие большего их объема, что вызовет также повышенный перепад давления в котельной. Низкая температура пламени при сжигании низкокалорийного газа приведе~ к увеличению конвективной теплопередачи и снижению количества поглощенного тепла в объеме самой печи.
Температура пламени среднекалорийного газа примерно на 38'С ниже, чем у природного газа, и тем не менее при сжигании ~акого газа воздуха потребляется всего лишь на 5~„больше. Следовательно, объем продуктов сгорания среднекалорийного газа примерно равен объему продуктов сгорания природного газа. Переоборудование котельных, работающих на измельченном угле, для эксплуатации на низкокалорийиом газе связано с незначительной реконструкцией, в то время как перевод котельных, работающих на природном газе, на низкокалорийиьпй газ потребует значительной модификации.
Передвижные котельные, оснащенные горелками, работающими на жидком и газообразном топливе, имеют очень маленькие камеры сгорания, чтобы можно было нх приспособить для работы на низкокалорийиом газе. В этом случае придется реконструировать котельные примерно на 50'„', и экономически работа вряд ли будет оправданна. При модификадии котельной, работающей на угле, нефтяном жидком топливе и природном газе, для ежи~анна ннзкокадорийного газа потребуются: — воздуходувки больших размеров с нагнетальным потоком; — модернизация конвективной секции котельной для приспособления ее к увеличенному объему продуктов сгорания; — модернизация горелок и воздушной камеры с тем, чтобы можно было установить горелки большего размера; — установка топливопроводов с большей пропускной способностью, регуляторов сгорания и устройств для защиты от пламени; — упрочнение коммуникаций и связанного с ними вспомогательного оборудования для подачи большего объема воздуха и отвода горячих отходящих ~азов.
Пизкокалорийный газ давно уже применяется в шахтных печах с дутьем в металлургической промышленности, причем теплота его сгорания колеблется в пределах 2,б-3,35 МДж/мз. Для сжигания низкока- лорийного газа обычно используются горелки с газовой улиткой. Очень важно, чтобы для всех низкокалорнйных газов использовались специально сконструированные горелки. Важными параметрами, которые надо учитывать при конструировании таких горелок, являются состав низкокалорийного газа, температура и давление газа, поступающего в горелки, и степень загрязнения газа 1влага, пары, смола и кислые соединения). 7. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Конструкция газификатора сама по себе довольно проста, однако вся система, предназначенная для газификации биомассы, включает самое разнообразное и относительно сложное оборудование.
При проектировании полупромышленных, опытных и демонстрационных установок по газификации биомассы возникают трудности в связи с отсутствием соответствуюшего оборудования. Во многих случаях отсу~стане такого оборудования обусловлено несоответствием проектных данных конструкции требованиям, предъявляемым к переработке неоднородного сырья. Предпринимались попытки использования для газификации биомассы выпускаемых промышленностью воздуходувок, насосов, компрессоров, теплообменников, сушилок, транспортеров, контрольно-измерительных приборов, но опыт показал, что более подходящим является специально спроектированное оборудование.
К такому оборудованию относятся: — устройства для приема, погрузки, разгрузки, транспортирования и хранения сырья; — устройство для подачи сырья; — устройство для подачи водяного пара; — устройство для сбрасывания, разгрузки опрокидыванием„охлаждения, хранения и удадения золы и углистого вещества; — контрольно-измерительные приборы. В тех случаях, когда газификатор предполагается использовать в качестве источника заменителя топлива.
могут потребоваться: — системы охлаждения и очистки газа; — устройства для снабжения водой, распределения и очистки воды; — устройства для снабжения дополнительным количеством жидкого топлива, его распределения и применения; — система предотвращения загрязнения окружаюшей среды; — устройства для обращения с топливной жидкостью, газом и углистым вешеством. 8.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПЛИВА ИЗ БИОМАССЫ Производство низкокалорийного заменителя топлива газификацией биомассы позволяет значительно расширить топливный потенциал. В табл. 6 приведены данные из отчета фирмы 8811псегпаг)опа! о возможности производства топлив в соответствии с программой переработки биомассы в США без учета дополнительных ресурсов в виде твердых городских отходов [33. 237 Часть 1! Гол Всего но осмом 29,0 44,4 54,4 51,7 222,! 65,3 263,9 69,8 295,7 1985 62,5 2000 82,5 2020 92,5 88,0 114,3 137,0 Таблица 6. Доступное количество биомассы в США низким солериа. С высоким сслсрна- Дремниаа бмамасна Навоз, инеи ваагм, ылн.т нием влаги, млн.т млн.т мш.
т Согласно оценке, энергоемкость 60,8 млн. т сухой биомассы составляет!055 !О" кДж энергии. Таким образом, даже без учета твердых городских отходов из ресурсов биомассы, которыми располагают США, может быть получено 4220 1О'з кДж энергии. Литература 1. Гопез Ь Сопчег6пх Бо1гд %аз!ел влд Кемйиев !о ГиеЬ ш: СЬепнса! Епв(пеег!пв, БК( 1пгегпадопа1, !978, )ипе 2, рр. 87 — 94. 2. Очегепд К. Олв!Исабоп — Ап Очегиеи, Ргосеед!пвз оГ а стог)гвьор оп ан хавгйса6оп, Яо!аг Епегву КыеагсЬ 1пз6гиге, Без!Ее, %авив!оп, ГеЬгиагу 2, 1979.
3. КоЬап Б.Мс Вагхьогйаг Р.М. Мгвмоп Апа!узп Гог йе Гедега! Гиеь Ггопг Вюшаш Рговгаш, Чо(. !Ч, БК( 1пгегпайопаЬ Меп1о Ратх, Сай(огни, )апиагу 1979. Дополнительная литература 1. %апх Ен СЬепх М. А Сошрапяоп оГ ТЬегнюсЬеплса1 Оаярйса6оп Тесьпо1ов!ш Гог Вюптазз, !п Епегху Ггош Вюшаы ап6 %апек, Соп1егепсе ргосеедшвв оГ гЬе Гпвгйше оГ Оав ТесЬпо1овУ (1ОТ) птее6пв ш %азЫпвкоп, Р.Сн Аихыв, 1978, Гпзггшге о1 Оав ТесЬпо!оху, СЫсаво, П!шон. 2. Рге1ппшагу ТесЬп!са! 1пГоппа6оп, Ьом Вги хав ргодис6оп Ьу гье роиег хав ргодисег ип!г, Рачу Ромегхав 1пс., Ноак!оп.
Такая, уи!у 1978. 3. 8нпопв Н.А. Епьдпеегшх ГеамЬг16у вшду оГ тйе ВпгЬЬ Со!шпЬш КыеагсЬ Ьох Гие! хыгтгсаг!оп вувгеш, Вп6яЬ Со1шпЬ!а Кеяеагсь, Чапсоичег, Вп6вЬ Со1шпЬнь Мау 1978. 4. КашЬыЬ Х.Е. Мог1егп Оаз Ргодисегв, Вепп Вгоз. 1.гдз 1.опйоп, 1923. 5. Нви Ч.Ч. С1еап Гие!в Ггогп Ьюпгаы. ХАБАгтМ/Х/1538, Хабопа! Аешпаи!Ев ап6 Брасе Адшшн!габоп, Ноимоп„Теказ, 1974. 6. КоЬеггв А.Г. А геч!ем оГ Ыпе6св дага Гог йе руго1узй оГ иоод апд ге)агед виЬз!апсев, Сошвия~ Г!ашл, 14, рр. 261-272 (1970).
7. Найааау Р. Оы)Гаса!(оп хен апойег !гуош, В.С. ЬшпЬеппап, ОсгоЬег 1979. 8. Чозв О.Ч. !пдыгпа1 чгоод епегху сопчеш!оп, Ргосеед!пвв оГ йе Гие! ап6 Епегху КепеиаЫе Кевоише Бушромшп, Ашепсап СЬеппса! Босшгу, СЫсахо, Аихшг 1977. 9. Ге1дшап Н. К Сопчегвюп оГ Гогевг гезииев го а шегьапе псЬ хав, Епегву Гшш Вюншы апд %авгев, СопГегепсе Ртоссед!гзхз оГ гЬе Гпзгйиге оГ Оы ТесЬпо!оху пгеег6п8 ш %авЫпхгоп, Р. Се !978. 10. Норйпв Н.Он Вакчшо Р.Г. "Яупваз Ггош Маните: А сопсерша! р!апг дев!8п, Весше! Ха!юла), !пс., Бап Ггапснсо, Ги1у, 1978 (%Икон Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
