Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб енерготехнологічної переробки біомаси, в якому біомасу піддають піролізу з одночасним одержанням пірогазу і біовуглецю шляхом проходження гарячого газового теплоносія, утвореного при спалюванні технологічного газу, крізь рухомий, затиснутий шар біомаси, який відрізняється тим, що фізичною теплотою продуктів піролізу підігрівають повітря, частину якого використовують для спалювання технологічного газу з коефіцієнтом надлишку повітря α<1, а частину для підсушування вихідної біомаси.

Текст

Реферат: Винахід належить до теплоенергетики, зокрема біоенергетики, а саме до способу енерготехнологічної переробки біомаси шляхом утилізації фізичної теплоти продуктів піролізу для підігрівання повітря, частину якого використовують для спалювання технологічного газу, а частину для підсушувння вихідної біомаси. UA 102789 C2 (12) UA 102789 C2 UA 102789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до теплоенергетики, зокрема біоенергетики і безпосередньо до енерготехнологічної переробки біомаси. Відомі способи переробки біомаси і утилізації її енергії шляхом прямого спалювання в різних теплоенергетичних пристроях з одержанням теплоти і електроенергії [Гелетуха Г.Г., Железная Т.А. Обзор современных технологий сжигания древесины с целью выработки тепла и электроэнергии. Часть 1. //Экотехнологии и ресурсосбережение.-1999. - №5. - С.3-12]. Іншими відомими способами переробки біомаси є способи, в яких біомаса піддається попередній термохімічній переробці (піроліз, газифікація чи анаеробна ферментація). В залежності від направленості процесу на виході можуть отримуватися горючий газ, рідке паливо чи біовуглець. На даний час, більшість відомих способів, направлена на газифікацію біомаси з отриманням горючого газу і наступним його спалюванням в теплоенергетичних установках. Проте, ефективність використання енергії біомаси при цьому залишається низькою. Особливо це відчутно при переробці біомаси з високою (40 % і більше) початковою вологістю, коли унеможливлюється проведення процесу в автотермічному режимі. У таких випадках не достатньо теплоти екзотермічних реакцій і тому для проведення процесу необхідно підводити теплоту від стороннього джерела енергії. Крім того, при газифікації біомаси, з використанням повітряного дуття, горючий газ отримують сильно забаластованим азотом, двоокисом вуглецю і 3 парами води. Внаслідок цього теплота згоряння такого газу не перевищує 4.6 МДж/м . Ці недоліки, дещо, можна ліквідувати шляхом піролізної переробки біомаси в спеціальних енерготехнологічних установках [С.Д.Федосеев, А.Б. Чернышев. Полукоксование и газификация твердого топлива. М.: ГОСТОПТЕХ- ИЗДАТ, 1960.-326с.]. В цих установках, при відсутності кисню, здійснюють енерготехнологічну переробку біомаси, як за рахунок теплоти екзотермічних реакцій, так і за рахунок теплоти іншого джерела енергії, яку підводять через стінку (зовнішній теплообмін). При цьому, одночасно отримують, як горючий газ (пірогаз), так і тверде (біовуглець) чи рідке паливо. Так, відомий спосіб [Промышленное производство древесного угля. -Экспресс - информ.: Заруб. Опит. - М.: ВНИПИЭИ леспром, 1987.-20с., ил, табл.(лесохимия и подсочка; Вып.3)], в якому піроліз проводять за рахунок теплоти рециркулюючого теплоносія, одержаного при спалюванні неконденсованих газів піролізу і його подачі в піролізну зону горизонтальної реторти на зустріч руху біомаси. При проходженні над шаром біомаси, теплоносій температурою 450-550 °C, віддає теплоту і нагріває її до температури термічного розкладання. Вище зони розкладання біомаси, відбувається часткове її підсушування. При цьому сам теплоносій охолоджується, насичуючись газами термічного розкладання і водяними парами від сушіння біомаси, що подається в зону піролізу. В такому способі піролізу, в порівнянні зі способом піролізу із зовнішнім обігрівом, забезпечується краща теплопередача і інтенсифікація самого процесу. Основним недоліком цього способу є те, що значна частина біомаси (15-20 %) згоряє оскільки неможливо чітко регулювати об'єм необхідного повітря. Це зменшує вихід кінцевих продуктів, збільшує нерівномірність прогріву біомаси та спричиняє перепал біовуглецю, тобто погіршується його якість. Як у першому, так і в другому способі піролізу теплоносій сильного баласту є горючий газ, чим знижує його теплоту згоряння. Крім того, насичення пірогазу водяними парами призводить до його охолодження і конденсації важких вуглеводневих сполук, що також зменшує теплоту згоряння горючого газу. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб піролізу [Патент України № 43070, від 15.11.2001. Бюл. № 10, 2001, "Спосіб піролізу деревини"], який вибрано за прототип. У відомому способі біомасу піддають піролізу з одночасним отриманням пірогазу і біовуглецю за рахунок теплоти теплоносія, що утворюється при спалюванні технологічного газу. Отриманий теплоносій температурою 900-1100 °C, подають в піролізну камеру з подальшим його проходженням крізь рухомий, затиснутий шар біомаси. При змішуванні високотемпературного теплоносія з холодною біомасою, останню швидко нагрівають в режимі "теплового удару" до температури термічного розкладання важких вуглеводневих сполук в горючий газ. Крім того, внаслідок проходження високотемпературного теплоносія крізь шар біомаси, що піддається піролізу, у порівнянні зі способом, в якому теплоносій проходить над шаром біомаси, забезпечується підвищення швидкості і рівномірності її прогріву, та інтенсивності тепло- масообмінних процесів. Це дозволяє підвищити продуктивність процесу та інші його техніко-економічні характеристики. Іншою перевагою цього способу є те, що на виході з піролізної камери потік парогазової суміші має температуру, при якій виключається конденсація летючих речовин. Це підвищує теплоту згоряння пірогазу і дозволяє його спалювати в топкових пристроях без охолодження і складної системи очистки. 1 UA 102789 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Одним із суттєвих недоліків прототипу є те, що значна кількість теплоти втрачається у вигляді фізичної теплоти продуктів піролізу при їх охолодженні, збільшуючи при цьому теплові викиди в атмосферу. Величина цих втрат може сягати до 10 і більше відсотків, від загальної потенціальної теплоти, поданої в установку, що суттєво погіршує енергетичну ефективність даного способу піролізу. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення способу енерготехнологічної переробки біомаси за рахунок утилізації фізичної теплоти продуктів піролізу, що забезпечить підвищення його енергетичної ефективності та зменшить теплові викиди в навколишнє середовище. Поставлена задача вирішується тим, що згідно з винаходом в способі енерготехнологічної переробки біомаси, в якому біомасу піддають піролізу з одночасним отриманням пірогазу і біовуглецю, шляхом проходження крізь рухомий, затиснутий шар біомаси гарячого газового теплоносія, утвореного при спалюванні технологічного газу, фізичною теплотою продуктів піролізу підігрівають повітря, частину якого використовують для спалювання технологічного газу з коефіцієнтом надлишку повітря α

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for power technological processing of biomass

Автори англійською

Nosach Viliam Hryhorovych, Basok Borys Ivanovych, Bilieka Borys Dmytrovych, Demydenko Serhii Kalenykovych, Pohozhev Volodymyr Mykolaiovych, Skliarenko Yevhen Valentynovych

Назва патенту російською

Способ энерготехнологической переработки биомассы

Автори російською

Носач Вильям Григорьевич, Басок Борис Иванович, Билека Борис Дмитриевич, Демиденко Сергей Каленикович, Погожев Владимир Николаевич, Скляренко Евгений Валентинович

МПК / Мітки

МПК: F23L 15/00, C10J 3/00, C10B 51/00, F23G 7/00, F23G 5/027, C10B 53/00, F23J 15/00, C10B 53/02

Мітки: переробки, енерготехнологічної, спосіб, біомаси

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-102789-sposib-energotekhnologichno-pererobki-biomasi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб енерготехнологічної переробки біомаси</a>

Подібні патенти