Альтернативная энергетика

Биомасса

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

-          производительность установки, равная 1814 т/сут влажного сырья;

-          сырье - влажная древесная щепа;

-          элементный состав сухой древесины в-масс.%: 52,3 углерода, 6,0 водорода, 41,2 кислорода, незначительные количества серы и азота, 0,5

-          содержание влаги в древесной щепе принято равным 50%;

-          теплота    сгорания    сухой    древесной    щепы    принята    равной 20,7 кДж/кг;

-          снижение содержания влаги в древесной щепе до 7% путем сушки в горизонтальной вращающейся сушилке;

-          в реакторе с непрерывным потоком имеется уплотненный (неподвижный) слой древесной щепы, поддерживаемый решеткой и движущимся вверх газом;

-          в газификатор поступают древесная щепа с 7% влаги и остаток с фильтров после очистки пиротоплива;

-          очистка,  охлаждение и   освобождение  пирогаза  от  взвешенной

-          охлаждение и очистка газа осущестляются рециркулирующим пиротопливом;

-          использованная для охлаждения вода поступает в реактор вместе с сырьем;

-          для обеспечения эксплуатации установки производительностью 1814 т/сут необходимо четыре газификатора, каждый диаметром 381 см и высотой 305 см.

Схема газификационной установки производительностью 1814 т/сут для производства углистого вещества и пиротоплива. На установку поступает древесная щепа, содержащая 50% влаги. После сушки во вращающейся сушилке содержание влаги уменьшается до 7%. Сушка обеспечивается энергией за счет сжигания газа пиролиза. В начале процесса для сушки используется природный газ. Для получения продуктов сгорания с температурой ниже температуры воспламенения древесной щепы сжигают рабочую смесь, в которой отношение воздуха к топливу порядка 15:1. Предполагается, что необходимая температура на впуске продуктов сгорания в сушилку находится в интервале 177-204°С. Отходящие газы из сушилки направляются в систему мешочных фильтров.

Высушенная щепа подается в газификатор. Воздух в газификатор нагнетается под донную решетку. Газификатор оснащен системой подачи водяного пара. В процессе эксплуатации установки получается углистое вещество, которое выгружается с помощью винтового конвейера при температуре 427-538°С и охлаждается во вращающемся охладителе водой до температуры 66°С. Согласно расчетам, производительность установки по углистому веществу должна быть равной 265,8 т/сут, или 11,07-103 кг/ч. Отходящие из газификатора газы, представляющие собой топливный газ пиролиза, загрязнены парами смолы и ненасыщенных углеводородов.

Топливный газ пропускается через очистительный скруббер типа Вентури при температуре 149-204°С. Очистка и охлаждение его осуществляются топливной жидкостью, а не водой. На начальной стадии эксплуатации в качестве очистительной жидкости можно использовать дизельное топливо № 2. Поскольку топливный газ содержит мелкие твердые частицы, скруббер типа Вентури можно проектировать с перепадом давления в горловине, равным 0,03-0,04 кг/см2.

Для охлаждения топливного газа обычно требуется большое количество топливной жидкости. При охлаждении топливной жидкостью компоненты, загрязняющие газ, конденсируются в результате понижения температуры газа до 66-93 °С.

Органический конденсат собирается в резурвуар, а топливный газ пропускается через электростатический осадитель для отделения увлеченных капель жидкости. Очищенный топливный газ может быть использован для котельной и для работы вращающейся сушилки. Охлажденная топливная жидкость содержит летучую золу и шлак и поэтому пропускается через вращающийся вакуумный фильтр. Фильтрат (пиро-топливо) откачивается, и большая часть его используется для скруббера типа Вентури. Избыток, в котором может содержаться 0,4-0,5 масс.% твердых веществ, хранится и используется в качестве конечного продукта газификации древесины.

При прохождении топлива через вакуумный фильтр на нем оседает суспензия с 50 масс.% твердых веществ, которая при температуре 66-93°С возвращается в газификатор. Производство пиротоплива с помощью данной установки, согласно расчетам, должно составлять 192,4 м3/сут при плотности 1141,2 кг/м3, что эквивалентно производству 9163 кг/ч.

Таким образом, в процессе газификации энергия распределяется следующим образом: 39% приходится на топливную жидкость и 61% на углистое вещество, общий тепловой к. п. д. равен 73,6%.

Предполагается, что гипотетический процесс энергетически самообеспечен. Получаемый в процессе топливный газ обеспечивает тепловой энергией сушилку и котельную. Водяной пар из котельной используется для генерирования энергии, необходимой для работы воздуходувок, насосов и для других вспомогательных целей.