Влияние торрефикации на характеристики топливных смесей из биомассы и высокозольных углеродсодержащих отходов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрено влияние процесса торрефикации на характеристики бинарных смесевых топлив, состоящих из растительной биомассы и высокозольных углеродсодержащих отходов техногенного происхождения. Показано, что за счет торрефикации можно компенсировать уменьшение теплоты сгорания смесевого топлива, связанное с добавкой высокозольного компонента. Предложен критерий для выбора режима торрефикации и получено соответствующее аналитическое выражение, позволяющее рассчитать минимально допустимое содержание биомассы в топливной смеси. Указанное выражение может быть использовано применительно к смесевым топливам из различных видов растительной биомассы и высокозольных углеродсодержащих отходов. Представлены количественные данные, демонстрирующие улучшение гидрофобных свойств смесевых топлив в результате торрефикации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Я. Д. Пудова

ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: pudova.y.d@mail.ru
Россия, Москва, 125412

В. А. Синельщиков

ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: sinelshchikov@mail.ru
Россия, Москва, 125412

Г. А. Сычев

ФГБУН Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: george.sytchev@yandex.ru
Россия, Москва, 125412

Список литературы

  1. Делицын Л.М., Власов А.С. // Теплоэнергетика. 2010. № 4. С. 49. [Thermal Engineering, 2010, vol. 57, no. 4, p. 325. https://doi.org/10.1134/S0040601510040087].
  2. Золотова И.Ю. // Инновации и инвестиции. 2020. № 7. С. 123.
  3. Худякова Л.И., Залуцкий А.В., Палеев П.Л. // XXI век. Техносферная безопасность. 2019. Т. 4. № 3. C. 375. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2019-3-375-391.
  4. Рябов Ю.В., Делицын Л.М., Ежов Н.Н., Сударева С.В. // Теплоэнергетика. 2019. № 3. С. 3. https://doi.org/10.1134/S0040363619030056 [Thermal Engineering, 2019, vol. 66, no. 3, p. 149. https://doi.org/10.1134/S0040601519030054].
  5. Ларина О.М., Синельщиков В.А., Сычев Г.А. // ТВТ. 2020. № 5. С. 782. https://doi.org/10.31857/S0040364420050051 [High Temp. 2020, vol. 58, no. 5, p. 710. https://doi.org/10.1134/S0018151X20050041].
  6. Pedersen L.S., Nielsen H.P., Kiil S., Hansen L.A., Dam-Johansen K., Kildsig F., Christensen J., Jespersen P. // Fuel. 1996. V. 75. P. 1584.
  7. Sahu S.G., Chakraborty N., Sarkar P. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2014. V. 39. P. 575. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.106
  8. Demirbas A. // Energy Conversion and Management. 2003. V. 44. P. 1465. https://doi.org/10.1016/S0196-8904(02)00144-9
  9. Любов В.К., Ивуть А.Е. // Вестн. Череповецкого гос. ун-та. 2016. № 5. С. 160.
  10. Basu P., Butler J., Leon M.A. // Renewable Energy. 2011. V. 36. № 1. P. 282. https://doi.org/10.1016/j.renene.2010.06.039
  11. Varol M., Atimtay A.T., Bay B., Olgun H. // Thermochimica Acta. 2010. V. 510. P. 195. https://doi.org/10.1016/j.tca.2010.07.014
  12. Передерий С. // ЛесПромИнформ. 2011. №8(82). С. 172.
  13. Bergman P.C.A., Kiel J.H.A. Torrefaction for Biomass Upgrading // Proc. 14th Europ. Biomass Conf. Paris, 2005. P. 206.
  14. Kosov V.V., Sinelshchikov V.A., Sytchev G.A., Zaichenko V.M. // High Temp. 2014. V. 6. № 6. P. 907. https://doi.org/10.1134/S0018151X14060170
  15. Bergman P.C.A., Boersma A.R., Zwart R.W.W., Kiel J.H.A. Torrefaction for biomass co-firing in existing coal-fired power stations “BIOCOAL”. ECN Tech. Report ECN-C–05-013, 2005. 71 p.
  16. Gil M.V., Garcia R., Pevida C., Rubiera F. // Bioresource Technology. 2015. V. 191. P. 205. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.04.117
  17. Энергетическое топливо СССР (ископаемые угли, горючие сланцы, торф, мазут и горючий газ). Справочник. М.: Энергия, 1979. 128 с.
  18. Peng J, Wang J, Bi X.T., Lim C.J., Sokhansanj S., Peng H., Jia D. // Fuel Processing Technology. 2015. V. 129. P. 168.
  19. Директор Л.Б., Синельщиков В.А., Сычев Г.А. // ТВТ. 2020. Т. 58. № 1. С. 47. https://doi.org/10.31857/S0040364420010044 [High Temp. 2020, vol. 58, no.1, p. 50. https://doi.org/10.1134/S0018151X20010046].
  20. Сычев Г.А. Экспериментальные исследования особенностей процесса торрефикации биомассы растительного происхождения: Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: ОИВТ РАН, 2020. 20 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ДТГ зависимости для исходных сырьевых материалов в потоке азота: ДО – 1, ЛП – 2, ЗШО – 3, УК – 4.

Скачать (169KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость теплоты сгорания исходных (1, 5, 6) и торрефицированных при различных температурах (240оС – 2, 270оС – 3, 300оС – 4) пеллет из смесей ДО-ЗШО и ДО-УК от их состава перед торрефикацией: 1–4 – расчет по формуле Менделеева на основе результатов элементного анализа; 5, 6 – результаты калориметрических измерений.

Скачать (191KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость теплоты сгорания исходных (1) и торрефицированных при различных температурах (240°С – 2, 270°С – 3, 300°С – 4) пеллет из смесей ЛП-ЗШО и ЛП-УК от их состава перед торрефикацией.

Скачать (187KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость относительной теплоты сгорания торрефицированной биомассы от величины массовых потерь при торрефикации в расчете на сухое состояние: ДО – древесные опилки, ЛП – лузга подсолнечника, СП – соломенные пеллеты.

Скачать (127KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Минимальная доля биомассы в исходной смеси, удовлетворяющая критерию (3), в зависимости от доли массовых потерь при торрефикации и величины отношения теплоты сгорания углеродсодержащих отходов к теплоте сгорания биомассы.

Скачать (274KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Передел гигроскопичности исходных и торрефицированных при различных температурах пеллет из смесей ДО-ЗШО и ДО-УК в зависимости от содержания углеродсодержащих отходов в исходной смеси.

Скачать (146KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Передел гигроскопичности исходных и торрефицированных при различных температурах пеллет из смесей ЛП-ЗШО и ЛП-УК в зависимости от содержания углеродсодержащих отходов в исходной смеси.

Скачать (146KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024