1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Мн Ьеачепз 1. Мн Бпудег ЬЬЧ., ВгеЬапу Ь)е %Ыгшап К.Г.), Епьдпеп!пх апд есопошЕ апа1увн оГ тчавге го епегху кузгепы, Керогг Хо. 5495-1, ТЬе Ка!рЬ М. Рагвопв Сошрапу, Гипс, 1977. Способы получения энергии из биомассы 11. ВиггопК.К., Вай!еК.С. Ншй-Ьед руго1КИв оГ воИд мазке шагепаЬ, СонгЬизпоп, ГеЬгиагу 1974. 12. Со%пап ).А. Бгешп ваяГюаг!оп оГ Ьюпшкв Ргосеей!пхв оГ йе Згд Аппиа! В!оншвк Епегву Бузшшв Соп(егепсе, Оо!деп, Со!огайо, 1979, р.
349. 13. Вай(е КЕЬагд С. Епегху Сопчегйоп Епхшееппх, Адйвоп-%ев!еу РиЬИ- зьшх Сое Кеайпх, Мышсьые!ги, 1978. 14, Адчапсед ТЬеппа! Ргосевяы 1ог Сопчегмоп оГ Бо!!6 %апек ялд Кеядши, АС8 Бушрозппп Бепев 76 ()опек Г., Каддшх 8., едз.), Аптегюап СЬепдса! Кос)е!у, %авЫпхгоп, Р. Се ! 978. 15. КеггоГг!'79, ргосеейпвв о1 а ног)гзьор оп ан 8аз!Гаса!)ои, БЕК!, 8еагг!е, %ыЫпвгоп, ГеЬпшгу 2, 1979, 8о)аг Епегву КезеагсЬ 1ы6шге РиЫюабоп Хо. 8ЕКЗГТР/ 49-1 83.
Подачи у сырья дапорньэе фнгеры Гы г внгоним изншнч- игнгиоаг реантор Жзг получения метана Горячий газ рйтрнФлипжоь петого ииа нигло мд Уечиоте вииегм во Угпигтое вмиегтпп, мнпичл и птенло дона опгд пения арганичегногп улигтпгп веи,егтва пгпмюпаллк и ионом Подача впьйгного пара Гази1пияатпр углигтпго вегиегтва дпдннмг пар 11 Ьге дыгрузна гтетгп поль э . Резервуар дпя пклаждения ' ч,";. металла и гтенпа, внотпром ;:,';:. за тет итпльзования диззи те. "'" нпгп птлпа, шдерзкаигегогя Ногыьиеннии водяной пар в металлге и гтеэгле, генерируемся водяной пар Удаление металла и стекла ввиде водной гугпензии Рецнркуляционный процесс $упдов Х.
ФЕлдМан '1 ов б Процесс Бунйаз позволяет получать из измельченных твердых городских д огатый метаном газ который может бььть использован в качестве замени- теля природного газа на промышленных объектах и в коммунальном хозяйстве. Основные этапы технологического процесса Бупйаь показаны нэ рис. 1 [91. Из- мельченные, но неразделенные твердые городские отходы подаются в реактор для получения метана, где происходит выделение летучих компонент. Образую- щиеся в процессе пиролиза более тяжелые жицкие продукты крекируются до ме- тана. После реактора твердые компоненты поступают в зону отгонки легких фракций, при этель легкое (по сравнению с металлом и стеклом) орта у щество увлекается водяным паром, который направляется в газифи- глистое ве клом органическое чий газ катор, куда подается кислород или воздух.
Образующийся в газификаторе поступает непосредственно в реактор для получения метана. Из торе горя- гонки легких ф к ии, е на. з зоны отфракций металл и стекло попадают в охлаждающий резервуар. Наиболее важнылэи особенностями пропесса Бунйаь являются следующие: поза . — раздельное управление зоналэи получения метана и га ф оляет создать значительно более мягкие условия для производства метана, чем для газификации топлив; — отличие схем контактирования при операциях перемещения измельченных твердых городских отходов, содержащих металлы и стекло, от схем газифика- ции образующегося углистого вещества: зоны по — оьделение лэеталла и стекла от органических компонент после про р хождения — п отв а е ь лучения метана перед контактом с кислородом и образовани р нием шлака; во яным па ред р щение сжигания метана в присутствии кислорода или узле д ром в газификатор благодаря физическому разделению зон пол че,и влечения его ния метана и газификации.
зон получе- В результате тепловой к.п.д. процесса значительно повышается эа счет увеличед метана и возможности превращения части твердых горолских отхо- дов при более низкой температуре, чем требуется для газиф .а ификации углистого Таким образом, в случае рециркуляционного процесса Бунйаь эффективнее ис- пользуются ресурсы сырья; так, температура в реакторе для получения метана достаточно низкая для предотвращения шлакообразоваиия металла и стекла и в то же время достаточно высокая для отделения органической части от метал- ла и стекла в процессе пиролиза и крекинги; отделение металла и стекла от ор- ганического углистого вещества происходит легко вследствие разницы в плотно- и Негшап Р, РеИшапн, Ване!1е, Со!шпЬцк 1.аЬогагойев. Способы получения энергии из биомассы Рнс.
!. Осяовные этапы газификации твердых отходов. Ь ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ЯЪ'ХОАЙ Прн проектировании реактора для получения метана были использованы данные о газификации углнстого вещества. В экспериментальной программе особое внимание уделялось удалению летучих фракций н гндрогазификации сырья 111. В процессе разработки экспериментальной программы было установлено, что в реакторе лля получения метана скорость превращения твердых городских отходов ограничивается теплопередачей прн температуре 538-649 С. Поскольку органические компоненты твердых отходов представляют собой, как правило, бумагу, имеющую небольшую толщину, скорость теплопередачи обычно очень высокая.
Это означает, что реактор для получения метана может перерабатывать твердые городские отходы в больших объемах. Кроме того, оказалось, что высокое парцнальное давление водорода практически не имеет существенного значения для процесса Яупдаа н при выборе оптимальной 241 Часть В Способы получения энергии вз биомассы конструкции установки следует руководствоваться давлением с учетом имеющегося оборудования. 2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ РЕАКТОРА Экспериментальный реактор имел достаточно гибкую конструкцию, что позволяло использовать его и как реактор с зоной свободного падения„ и как реактор с подвижным слоем. В результате испытаний было установлено, что скорость превращения ограничивалась только теплопередачей к частицам сырья, а глубина превращения определялась количеством содержания Н, в отходах, т.
е, отношением Н, к сырью. Оценка производительности реактора производилась на основании данных, полученных при эксплуатации его как газификатора с зоной свободного падения. В этом случае исключается возможность зависания твердых отходов. (При эксплуатации реактора с внутренним диаметром 7112 мм для получения метана не возникало никаких проблем, связанных с зависанием сырья.) Металл и стекло облегчают продвижение сырья через зону свободного падения. Кроме того, противопоюк твердых материалов и газов позволяет лучше использовать физическое тепло газов и, следовательно, высокое содержание паров влаги о~ходов.
Скорость падения сырья составляла около 1,22 м/с. При скорости газа 0,915 м/с удельный выход газа, производимого в реакторе, по тепло- содержанию может достичь величины 79,5 кДж/ч на 1 м' поперечного сечения реактора (5371 кг сухого органического сырья в 1 ч на 1 мз поперечного сечения реактора), что существенно превышает производи-, тельность большинства систем, особенно с неподвижным и подвижным слоем сырья.
Так, например, удельный выход тепла в газификаторе угля Же!1шап-Оа!пз)эа составляет 17 кДж/м' в 1 ч (23. После прохождения смеси углистое вещество-металл-стекло через зону свободного падения углистое вещество отделяется и потоком водяного пара переносится в газификатор; для газификации углистого вещества в газификатор подается кислород.
Прн проектировании конкретной установки Вупйач может возникнуть необходимость в дополнительных сведениях, например в более точных значениях скорости падения различных компонент твердых отходов после измельчения я скорости осушки твердых отходов, чтобы оценить, требуется ли их предварительная осушка нлн можно ограничиться осушкой в верхней части реактора для получения метана. 3. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС Общий материальный баланс системы бупйав составлялся на основании экспериментальных данных, полученных на небольшой установке, с помощью которой изучалось влияние основных параметров на превращение углерода и распределение продуктов в реакторе для получения метана.
Как было указано, углистое вещество из реактора получения метана поступает на вторую ступень газификатора, где оно полностью газифицируется в присутствии кислорода и водяного пара. Поскольку из углистого вещества, подаваемого в газификатор, в основном удалены летучие фракции, для характеристики газифнкатора были использованы данные о газификаторе 1ОТ Я и Сравнение характеристики газификатора 1ОТ с характеристиками других аналогичных реакторов показало отличную сходимость. Поскольку углистое вещество из реактора для получения метана поступает в газификатор при температуре 538 — 649'С, расхол кислорода должен быть меньше, чем дает расчет, основанный на результатах испытаний газификатора, работающего на угле беэ предварительного на~рева.
Следует подчеркнуть, что экспериментальные данные были получены при помощи газификатора, размеры которого были меньше размеров промышленных установок. Таким образом, эти результаты включают влияние тепловых потерь и с большим запасом прочности отражают характеристику для крупных установок. После охлаждения и быстрого прекращения процесса Вупйач конечный продукт имеет следующий состав: Нх СНч СО СОз СэНь 24,7 ! 8,8 24,7 30,9 0,9 Теплота сгорания топливного газа составляла 13 636,8 кДж/м', а е) о выход-1,174 мз на 1 кг сухих ор аническн ко онент сырья.
Содержание в топливном газе Н,, СО и СО, зависит от соотношения водорода и оксида углерода в водяном газе, (Н,О + СО— Н, + СО,), поэтому предполагалось что отношение Н, к СО равно 1. Реакция, в результате которой изменяется соотношение между оксидом углерода и водородом в водяном газе, в некоторой степени зкзотермична и приводит к образованию СО„который представляет собой неконденсируюшийся газ. Поэтому чем интенсивнее эта реакция, тем меньше теплота сгорания получаемого газа. В связи с тем что при определении состава газа, а также стоимости производства важное значение имеет расход кислорода, потребление его в проектируемой системе бупйаэ сравнивалось с расходом для систем газификации с неподвижным слоем в табл.
1. Меньший расход кислорода в случае технологии 8упйаэ по сравнению с технологией Рпгох объясняется разделением зон газификации с более низкой температурой, отсутствием шлакообразования металла и стекла, а также более высоким выходом метана. " Для промышленных установок, возможно, потребуется газнфякатор другого типа, однако лля оценки материального баланса более подходит газнфякатор 1ОТ, поскольку для него характерен более высокий расход кислорода по сРавнению, например, с газяфикаторамя с псевдоожвженнмм слоем сырья.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
