Кремнева К. В. Підвищення ефективності двостадійного процесу газифікації дрібнодисперсної біомаси для когенераційних установок малої потужності

Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу двостадійної газифікації дрібнодисперсної біомаси для когенераційних установок малої потужності на базі ДВЗ та розробці нової технології отримання генераторного газу з малим вмістом смол з метою скорочення споживання викопного палива, в тому числі і природного газу. На основі експериментальних досліджень встановлено, що стабільний процес окислювального піролізу дрібнодисперсної біомаси в щільному шарі в режимі фільтраційного горіння при температурі фронту не більше 800oС забезпечується питомими витратами повітря в кількості 25…55 м3/(м2год). Експериментально визначено, що величина швидкості просування зворотної теплової хвилі при окислювальному піролізі дрібнодисперсної біомаси в щільному шарі визначається товщиною частки біомаси та становить: 11,4…18,2 см/год для шкаралупи волоського горіха; 45…90 см/год для лузги соняшника. Вдосконалено математичну модель окислювального піролізу дрібнодисперсної біомаси в щільному шарі, в якій додатково враховано емпіричні залежності швидкості просування зворотної теплової хвилі, зміни об'єму коксового залишку по відношенню до вихідної біомаси і температури фронту горіння. Вперше отримані залежності вмісту смол у піролізному газі від часу контакту їх із коксовим залишком при температурах 500…670oС. Визначено, що процес розкладання смол завершується за час контакту 1,5…3,1 с. Кількість теплоти, яка необхідна для реалізації процесу окислювального піролізу дрібнодисперсної біомаси в щільному шарі в режимі фільтраційного горіння, становить 2,60…3,46 МДж на 1 кг вихідної сировини. Розроблені технологічні схеми когенераційних установок на базі газових ДВЗ, які основані на двостадійному процесі газифікації біомаси з повітряною / пароповітряною газифікацію коксового залишку, та запропоновані ефективні режими їхньої роботи. Ефективність роботи схем підтверджена результатами енергетичного, ексергетичного та техніко-економічного аналізів.