Пиролизный газ состав: Теплогенерирующий агрегат с выработкой пиролизного газа Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

alexxlab

Пиролиз

Пиролиз
English

Пиротеплогазогенератор позволяет производить:

  • древесные и топливные угли;
  • активные древесные и каменные угли;
  • каменноугольный кокс;
  • газификацию низкоуглеродистых и низкокалорийных видов топлива: торфа, бурого и других видов каменных углей;
  • утилизацию отходов деревообработки, органических, углеродосодержащих отходов бытового и промышленного происхождения, включая древесину, резину, скорлупу орехов и т.п. на пирокарбон (уголь) и горючий газ;
  • пиролизный газ и тепло, которое с помощью теплообменников или без них используется на различные нужды.

Принципиальная схема пиротеплогазогенератора

1. 1. Пиролиз — это переработка углеродосодержащего сырья при высоких температурах и недостатке кислорода.

1.2. В реакторе пиротеплогазогенератора при заданных температурах идет пиролиз углеродосодержащего сырья и в зависимости от выбранного режима образуется пирокарбон (уголь) требуемого качества и большое количество пиролизного газа.

1.3. Выделяемые в процессе пиролиза летучие компоненты, в том числе и водяной (Н2О) и другие пары в присутствии углерода, участвующего в реакции в качестве катализатора, превращаются в пиролизный газ различного состава по формуле:
С + Н2О + С

pНxОy = СnНm + СH4 + Н2 + СО.
Так как получаемый газ проходит через значительный слой активного углерода (угля), то он является на выходе почти абсолютно чистым без различного рода вредных примесей и при полном сгорании реакция идет с выбросом в атмосферу только углекислого газа и воды.

2. Древесное сырье

2.1. Средняя теплотворная способность при обычном сжигании дров, например, из березы составляет 2 300 кКал/кг.

2.2. Средний объем пиролизного газа, получаемого из 1 кг древесного сырья (дрова, опилки, некондиционные отходы) в пиротеплогазогенераторе составляет 1,2 м

3.

2.3. Состав получаемого пиролизного газа:

Состав Процентное соотношение
СnНm 19…29%
СH4 33…45%
Н2 12. ..28%
СО 11…18%
СО2 1,5…2,5%

2.4. Удельный вес пиролизного газа (при 00С и Р=760 мм рт. ст.) составляет 0,65…0,85 кг/м3.

2.5. Низшая теплотворная способность пиролизного газа при температуре 200С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. составляет 8 700…9 500 кКал/м3, то есть из 1 кг древесного сырья, перерабатываемого в пиротеплогазогенераторе, получается как минимум 10 440 кКал/кг.

2.6. КПД пиротеплогазогенератора при пиролизе древесного сырья на газ составляет в среднем 85%, таким образом из 1 кг древесного сырья, переработанного в пиротеплогазогенераторе, получается 8 874 кКал, что в 3,8 раза больше, чем при обычном сжигании березовых дров.

2.7. Максимальная температура пламени при сжигании пиролизного газа в горелках составляет 2 300

0С.

2.8. Для сравнения — состав и основные характеристики природного газа:

Состав Процентное соотношение
СН4 94…98%
Негорючие смеси 2…6%

Удельный вес — 0,73 кг/м3.
Низшая теплотворная способность — 8 500 кКал/м3.
Максимальная температура пламени — 1 8500С.

3. Сырье — коксующийся каменный уголь

3.1. Состав и основные характеристики коксового газа, получаемого в пиротеплогазогенераторе:

Состав Процентное соотношение
СnНm 19. ..29%
СH4 25%
Н2 50%
СО 8…10%
Негорючие примеси 15…17%

Удельный вес — 0,47 кг/м3.
Низшая теплотворная способность — 4 500 кКал/кг.
Максимальная температура пламени — 2 2000С.

4.1. Режим получения древесного и топливных углей марок А, Б, В по ГОСТ 7657-84.
На 1 тонну переработанного сырья получается в среднем 190 кг древесного угля 810 кг пиролизного газа, из них 260 кг пиролизного газа идет на поддержание реакции в пиротеплогазогенераторе и 550 кг используется на различные нужды. При сжигании этого газа получается до 6 000 000 кКал тепла.

4.2. Режим получения активных углей марок БАУ по ГОСТ 6217-74 и ОУ по ГОСТ 4453-74.
На 1 тонну перерабатываемого сырья заданной породы древесины получается в среднем 60 кг активного угля и 940 кг пиролизного газа, из них 240 кг пиролизного газа уходит на поддержание реакции, а 700 кг используется на нужды потребителей (до 7 500 000 кКал тепла).

4.3. Режим получения пиролизного газа.
На 1 тонну перерабатываемого углеродосодержащего сырья получается в среднем 1 000 кг пиролизного газа, 150 кг из них уходит на поддержание реакции и 850 кг пиролизного газа используется на нужды потребителей (до 8 500 000 кКал тепла).

4.4. Каждый из вышеперечисленных режимов автоматизирован и настраивается по разработанным программам, в зависимости от необходимого конечного продукта, востребованного покупателем, как по энергетическим, так и по физико-химическим и механическим показателям.

4.5. Пиротеплогазогенератор на единицу мощности выбрасывает в атмосферу СО2 в среднем в 4 раза меньше, чем при традиционном сжигании исходного сырья в качестве топлива.

4.6. Пиротеплогазогенератор может работать в «паре» с любым стандартным теплообменником или котлом.

Опытный образец пиротеплогазогенератора седьмого поколения для получения тепла и древесного угля различного качества, в том числе и активного, проходит промышленные испытания на предприятии «Дороховский ОМЗ» в поселке Дорохово Московской области.


Для заинтересованных лиц контактные телефоны:
8-916-222-11-89
8-910-725-79-33
E-mail: [email protected]

©2004-2009
Webmaster — Andrey Dolguine
E-mail: i-pro-nara@list.
ru

Сайт управляется системой uCoz

Пиролиз древесины — описание процесса и применение в котлах

Прежде чем описать процесс пиролиза древесины, стоит дать общее понятие пиролиза как процесса.
Итак, пиролиз – это химическая реакция деструкции вещества, вызываемая воздействием высокой температуры. В естественных условиях она протекает совместно с горением.

Последовательность хода процесса покажем на примере древесины:

  • нагрев вещества от внешнего источника тепла;
  • при температуре около 300 °С начинается процесс разложения вещества и выделения горючих углеводородов;
  • так как доступ кислорода не ограничивается, а тепло подводится в виде открытого пламени, при достижении 500 °С количество газов возрастает и происходит их возгорание;
  • реакция горения протекает самостоятельно, без внешнего источника тепла. Сжигаемые углеводороды обеспечивают нужное количество теплоты для дальнейшего термического разложения древесины.

 

 

Сфера применения пиролиза древесины

В идеальном варианте пиролиз древесины происходит в закрытом пространстве без поступления кислорода и с постоянным подведением тепла извне. Чтобы не расходовать для этой цели дорогие энергоносители, для поддержания процесса используют часть конечного продукта – смесь горючих газов. В состав смеси входит метан, угарный газ (СО) и водород, из негорючих веществ в ней присутствуют углекислый газ и азот.

 

Получение газообразного горючего из различных отходов деревообработки – это и есть основная сфера применения пиролиза древесины в промышленности.

 

Пример установки пиролиза древесины

 

Основное оборудование для технологического процесса — это пиролизные печи (газогенераторы), блоки охладителей и фильтров. Сырье в виде опилок, щепы и прочих отходов загружается в печь и там сжигается при минимальной подаче воздуха. Поскольку производительность установки напрямую зависит от температуры, то в промышленности зачастую применяют так называемый быстрый пиролиз, когда сырье разогревается с высокой скоростью. Смесь газов проходит охлаждение и фильтрацию, после чего закачивается в резервуары для дальнейшей обработки.

 

Применение пиролиза в котлах

Пиролизные котлы — это группа твердотопливных агрегатов. Она отличается от традиционных котлов прямого горения наличием двух камер вместо одной. По задумке, в первичной камере сжигания идет процесс газификации твердого топлива при подаче недостаточного количества кислорода, а во второй – дожигание выделяющихся пиролизных газов при добавлении вторичного воздуха. Но так ли процесс сжигания проходит на самом деле? Чтобы это понять, надо рассмотреть конструкцию теплогенератора.

 

На данный момент существует 2 вида пиролизных котлов, разберем устройство каждого подробнее. Самая популярная конструкция – когда первичная топка находится над вторичной. Между ними имеется форсунка прямоугольного сечения, сделанная из огнеупорного кирпича. А теперь внимание: воздух в главную топку нагнетается с помощью вентилятора, частично попадая и в нижнюю камеру для дожигания газов. То есть, принцип пиролиза нарушен изначально, так как вместо ограничения по кислороду вентилятор создает его избыток.

Что это дает? Полное и эффективное сжигание дров, так что и золы не остается. Но этому есть объяснение: сухое дерево не оставляет после себя золы, а только легкий пепел, половина которого просто выдувается вентилятором через форсунку в дымоход. По всем признакам данной конструкции можно присвоить название «котел верхнего дутья», поскольку вентилятор нагнетает воздух в верхнюю камеру. За счет этого возрастает температура горения, увеличивается выход газа, но он тут же сгорает, проходя через форсунку. Подобный алгоритм работы имеет мало общего с химической реакцией пиролиза.

 

Котлы с естественной подачей воздуха

В другом типе теплогенераторов камеры расположены наоборот: главная топка снизу, вторичная – над ней. Форсунки нет, вместо нее устроен обычный газоход, соединяющий камеры между собой. Вентилятора здесь нет, воздух в обе топки подается естественным путем – за счет тяги дымохода. Причем подача осуществляется по раздельным каналам. Следует отметить, что в данном случае процесс пиролиза древесины организован лучше, горение в топливнике происходит с малым расходом воздуха, его поступление ограничено заслонкой.

 

 

О наших котлах

Наши котлы относятся к второму типу — работают на естественной тяге, с сжиганием топлива через окисление отходящих газов при помощи инжекторов в камере сгорания.

 

Быстрый пиролиз биомассы в реакторе с псевдоожиженным слоем в атмосфере N2, CO2, CO, Ch5 и h3

. 2011 март; 102(5):4258-64.

doi: 10.1016/j.biortech.2010.12.075. Epub 2010 23 декабря.

Хуйянь Чжан 1 , Руй Сяо, Дэнхуэй Ван, Гуанъин Хэ, Шаньшань Шао, Цзюбин Чжан, Чжаопин Чжун

Филиалы

принадлежность

  • 1 Школа энергетики и окружающей среды Юго-восточного университета, Нанкин 210096, Китай.
  • PMID: 21232946
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2010.12.075

Huiyan Zhang et al. Биоресурсная технология. 2011 9 марта0003

. 2011 март; 102(5):4258-64.

doi: 10.1016/j.biortech.2010.12.075. Epub 2010 23 декабря.

Авторы

Хуйянь Чжан 1 , Руй Сяо, Дэнхуэй Ван, Гуанъин Хэ, Шаньшань Шао, Цзюбин Чжан, Чжаопин Чжун

принадлежность

  • 1 Школа энергетики и окружающей среды Юго-восточного университета, Нанкин 210096, Китай.
  • PMID: 21232946
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2010.12.075

Абстрактный

Быстрый пиролиз биомассы является одной из наиболее перспективных технологий утилизации биомассы. Чтобы увеличить свой экономический потенциал, пиролизный газ обычно рециркулируется в качестве газа-носителя. В этом исследовании быстрый пиролиз биомассы проводили в реакторе с псевдоожиженным слоем с использованием различных основных компонентов пиролизного газа, а именно N(2), CO(2), CO, CH(4) и H(2), в качестве газов-носителей. Исследовано влияние атмосферы на выход продуктов и состав масляных фракций. Результаты показывают, что атмосфера CO дает самый низкий выход жидкости (490,6%) по сравнению с максимальным значением 58,7%, полученным с CH(4). В атмосфере CO и H(2) больше кислорода превращалось в CO(2) и H(2)O соответственно. ГХ/МС анализ жидких продуктов показывает, что в атмосфере СО и СО(2) образуется меньше метоксисодержащих соединений и больше монофункциональных фенолов. Высшая теплотворная способность полученного бионефти в атмосфере N(2) составляет всего 17,8 МДж/кг, а в атмосферах CO и H(2) увеличивается до 23,7 и 24,4 МДж/кг соответственно.

Copyright © 2010 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Похожие статьи

  • Сравнение некаталитического и каталитического быстрого пиролиза кукурузных початков в реакторе с псевдоожиженным слоем.

    Чжан Х., Сяо Р., Хуан Х., Сяо Г. Чжан Х и др. Биоресурсная технология. 2009 г., февраль; 100(3):1428-34. doi: 10.1016/j.biortech.2008.08.031. Epub 2008, 30 сентября. Биоресурсная технология. 2009. PMID: 18829306

  • Повышение ценности стеблей хлопка путем быстрого пиролиза и газификации воздуха в неподвижном слое для производства синтез-газа в качестве предшественника биотоплива второго поколения и устойчивого сельского хозяйства.

    Кантарелис Э., Забаниоту А. Кантарелис Э. и др. Биоресурсная технология. 2009 Январь; 100 (2): 942-7. doi: 10.1016/j.biortech.2008.07.061. Epub 2008 9 сентября. Биоресурсная технология. 2009. PMID: 18783941

  • Быстрый совместный пиролиз биомассы и лигнита в анализаторе реактора с микрофлюидным слоем.

    Мао Ю, Дун Л, Дун Ю, Лю В, Чанг Дж, Ян С, Lv Z, Фан П. Мао Ю и др. Биоресурсная технология. 2015 Апрель; 181: 155-62. doi: 10. 1016/j.biortech.2015.01.066. Epub 2015 21 января. Биоресурсная технология. 2015. PMID: 25647026

  • Обзор анаэробного реактора с восходящим потоком воздуха.

    Бал А.С., Дхагат Н.Н. Бал А.С. и соавт. Индийская компания J Environ Health. 2001 г., апрель; 43 (2): 1-82. Индийская компания J Environ Health. 2001. PMID: 12397675 Обзор.

  • Микроволновый пиролиз биомассы для производства жидкого биотоплива.

    Инь С. Инь С. Биоресурсная технология. 2012 сен; 120: 273-84. doi: 10.1016/j.biortech.2012.06.016. Epub 2012 16 июня. Биоресурсная технология. 2012. PMID: 22771019Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

  • Термическое разложение крафт-лигнина в газовых средах аргона, водорода и углекислого газа.

    Ян К., Ли Дж., Чжан Дж., Цай З. Ян Кью и др. Полимеры (Базель). 2018 3 июля; 10 (7): 729. doi: 10.3390/polym10070729. Полимеры (Базель). 2018. PMID: 30960654 Бесплатная статья ЧВК.

Типы публикаций

термины MeSH

вещества

Исследование потенциала самоподдерживающейся системы медленного пиролиза при различных условиях эксплуатации

%PDF-1.7 % 1 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > транслировать приложение/pdfdoi:10.1016/j.biortech.2014.03.134

  • Изучение потенциала самоподдерживающейся системы медленного пиролиза при различных условиях эксплуатации
  • Кайл Кромби
  • Ондржей Машек
  • Биоуголь
  • Пиролиз
  • Пиролизный газ
  • Автономный
  • Биоэнергетика
  • БИОРЕСУРСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, 162 (2014) 148-156.

    No related posts.

    • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *