Розроблення методу розрахунку процесу газифікації низькосортного палива у суцільному шарі на основі експериментальних досліджень


  • S. S. Lys Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів http://orcid.org/0000-0002-7359-1177
  • M. M. Semerak Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів https://orcid.org/0000-0002-7582-6398
  • O. H. Yurasova Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів https://orcid.org/0000-0001-9930-9152
Ключові слова: нижча теплота згорання; синтез-газ; матеріальний і тепловий баланси; газифікація низькосортного палива

Анотація

Розроблено метод розрахунку процесу газифікації низькосортного палива, який дає змогу провести розрахунок параметрів робочого процесу в газифікаторі зі суцільним шаром, який є найбільш технологічно та конструктивно простим. Проаналізовано фізичні моделі процесу газифікації твердого палива, які дають змогу побудувати методику розрахунку параметрів робочого процесу у газифікаторі, засновану на рівняннях теплового і матеріального балансів, вигорання і газифікації вуглецю, що сприяє підвищенню екологічних показників та модернізації наявних інженерних методів розрахунку. Використано стандартизовані методи проведення досліджень процесу газифікації низькосортного палива. У процесі розроблення газогенераторної установки, що дає змогу виробляти синтез-газ, застосовано сучасні методи використання відповідних контрольно-вимірювальних пристроїв. Використано математичне планування експериментальних досліджень. Розроблено метод розрахунку процесу газифікації деревини, який дає змогу провести розрахунок параметрів робочого процесу в газифікаторі зі суцільним шаром, засновану на рівняннях теплового і матеріального балансів. На основі експериментальних досліджень складено матеріальний і тепловий баланси процесу газифікації деревини породи сосна (Pinus sylvestris). Показано, що під час газифікації соснової деревини невеликі втрати тепла виходять внаслідок винесення пилу і втрат вуглецю із золою і шлаком.

Біографії авторів

S. S. Lys, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, ст. викладач, кафедра теплоенергетики, теплових і атомних електричних станцій

M. M. Semerak, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри теплоенергетики, теплових і атомних електричних станцій

O. H. Yurasova, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

ст. викладач, кафедра теплоенергетики, теплових і атомних електричних станцій

Посилання

Al-Rahbi, Amal S., Onwudili, Jude A., & Williams, Paul T. (2016). Thermal decomposition and gasification of biomass pyrolysis gases using a hot bed of waste derived pyrolysis char. Bioresource Technology, 204, 71–79. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2015.12.016
Hejazi, Bijan, Grace, John R., Bi, Xiaotao, & Mahecha-Botero, Andrés. (2017). Kinetic model of steam gasification of biomass in a bubbling fluidized bed reactor. Energy Fuels, 31(2), 1702–1711. https://doi.org/10.1021/acs. energyfuels.6b03161
Islam, Piash Mahmudul, Faruque, Hossain Md, & Zakia, Parveen. (2016). Physico-chemical properties and nutrient content of some slow pyrolysis biochars produced from different feedstocks. Bangladesh Journal of Scientific Research, 29(2), 111–122. https://doi.org/10.3329/bjsr.v29i2.323
La Villetta, M., Costa, M., & Massarotti, N. (2017). Modelling approaches to biomass gasification: A review with emphasis on the stoichiometric method. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 74, 71–78. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.027
Lopez, Gartzen, Alvarez, Jon, Amutio, Maider, Arregi, Aitor, Bilbao, Javier, & Olazar, Martin. (2016). Assessment of steam gasification kinetics of the char from lignocellulosic biomass in a conical spouted bed reactor. Energy, 107, 493–501. https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.04.040
López-González, D., Fernandez-Lopez, M., Valverde, J. L., & Sanchez-Silva, L. (2014). Gasification of lignocellulosic biomass char obtained from pyrolysis: Kinetic and evolved gas analyses. Energy, 71, 456–467. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.04.105
Lys, S. S. (2017a). Termichne pereroblennia nyzkosortnykh palyv u hazopodibne palyvo dlia vykorystannia v teploenerhetychnykh ustanovkakh. Scientific Bulletin of UNFU, 27(3), 145–147. https://doi.org/10.15421/40270332
Lys, S. S. (2017b). Analiz eksperymentalnykh doslidzhen protsesu hazyfikatsii nyzkosortnykh palyv. Scientific Bulletin of UNFU, 27(1), 154–156. https://doi.org/10.15421/40270136
Lys, S. S., & Mysak, Y. S. (2012). Fizyko-khimichna model protsesu hazyfikatsii derevyny. Visnyk inzhenernoi akademii Ukrainy, 2, 301–304. [In Ukrainian].
Mingaleeva, G., Ermolaev, D., & Galkeeva, A. (2016). Physico-chemical foundations of produced syngas during gasification process of various hydrocarbon fuels. Clean Technologies and Environmental Policy, 18, 297–304. https://doi.org/10.1007/s10098-015-0988-8
Moltó, Julia, Barneto, Agustín G., José, Ariza, & Conesa, Juan A. (2013). Gas production during the pyrolysis and gasification of biological and physico-chemical sludges from oil refinery. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 103, 167–172. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2012.09.012
Mysak, Y., Lys, S., & Martynyak-Andrushko, M. (2017). Research on gasification of low-grade fuels in a continuous layer. (Vol. 2). Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 8(86), 16–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017. 96995
Tapas, Kumar Patra, & Sheth, Pratik N. (2015). Biomass gasification models for downdraft gasifier: A state-of-the-art review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 50, 583–593. https://doi.org/10.1016/j.rser. 2015.05.012
Zhang, Yan, Zheng, Yan, Yang, Mingjun, & Song, Yongchen. (2016). Effect of fuel origin on synergy during co-gasification of biomass and coal in CO2. Bioresource Technology, 200, 789–794. https://doi.org/10.1016/j.biortech. 2015.10.076
Zhiqiang, Wu., Shuzhong, Wang, Zhengyuan, Luo, & Lin, Chen. (2017). Physico-chemical properties and gasification reactivity of co-pyrolysis char from different rank of coal blended with lignocellulosic biomass: Effects of the cellulose. Bioresource Technology, 235, 256–264. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.03.121
Опубліковано
2019-02-28
Як цитувати
Lys, S. S., Semerak, M. M., & Yurasova, O. H. (2019). Розроблення методу розрахунку процесу газифікації низькосортного палива у суцільному шарі на основі експериментальних досліджень. Науковий вісник НЛТУ України, 29(1), 87-92. https://doi.org/10.15421/40290119
Розділ
Технологія та устаткування