Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Котлы пиролизного горения: Купить пиролизный котел, длительного горения, с водяным контуром, цена в Санкт-Петербурге, Москве

Содержание

Пиролизные котлы длительного горения

Пиролизные котлы отопления используют в своей работе принцип не сжигания дров, а сжигание выделяемого из них при высокой температуре газа. Применяемый в котлах способ пиролизного сжигания твердого топлива подразумевает под собой его сжигание в среде, недостаточно богатой кислородом при низкой воздухоподаче. Пиролизные котлы в таком режиме производят нагрев древесины в камере сгорания при практическом отсутствии кислорода, в результате чего происходит разлагание древесины на древесный газ и древесный уголь (кокс — почти чистый углерод), который является конечным продуктом полного пиролиза древесины. Из-за своего принципа действия эти котлы еще называют газогенераторные и их причисляют к твердотопливным котлам длительного горения. Выделяющийся при работе пиролизный газ является прекрасным топливом, гораздо более чистым, чем древесина или каменный уголь. Пиролизные котлы длительного горения сжигают этот газ в специальной камере, где он конденсируется и смешивается с воздухом из форсунки. Температура горения при этом достигается достаточно высокая – около 700С. КПД пиролизных (газогенераторных) котлов значительно выше, чем традиционных твердотопливных, и при топке сухой древесиной он достигает 85%.

Для работы пиролизного котла в газогенераторном режиме в закладочной камере котла должна быть достаточно высокая температура (600-800С), поэтому для первоначального прогрева котла его запускают в режиме обычного твердотопливного котла. А после прогрева котел с помощью задвижек (шиберов) переводят в необходимый режим работы. Этим обуславливается многокамерное устройство пиролизного котла.

Внимание!

Важно! Время горения одной закладки дров в пиролизных котлах хоть и продлено до 8-10 часов, но необходимые технические ухищрения привели и к существенному удорожанию конструкции — они в среднем в 1,5-2 раза дороже традиционных твердотопливных котлов.
Современной альтернативой стали более дешевые и экономичные котлы длительного горения СТРОПУВА, у которых существенно увеличено время горения одной закладки: дров — до 31 часов, а угля — до 120 часов! Такое стало возможным благодаря инновационным решениям, ведь техническая мысль не стоит на месте. Ни один пиролизный котел не может сравниться с такими показателями!

Пиролизные котлы длительного горения: принцип работы и преимущества

  1. Вступление.

  2. Немного истории.

  3. Устройство и принцип работы пиролизного котла.

  4. Преимущества газогенераторных котлов.

  5. Недостатки пиролизных котлов.

  6. Бытовое применение газогенераторных котлов.

Проблемой использования твердого топлива всегда был очень низкий КПД, из-за того, что значительная часть тепловой энергии тратилась впустую.

Такое положение существовало до изобретения технологии, получившей название пиролиз.

Ее суть сводится к использованию двух камер сгорания в котлах отопления: в первой источник энергии преобразуется из твердого в газообразное состояние, во второй – происходит окончательное высвобождение тепловой энергии.

Это позволяет характеризовать пиролизные котлы, как более эффективное и экономичное оборудование, нежели более традиционные варианты, где сжигается твердое топливо.

История появления пиролиза

 

Впервые о невыгодности использования дерева в чистом виде, в качестве топлива, люди задумались в Средние века. Именно тогда появилась профессия угольщика, который занимался получением древесного угля из древесины.

В то время технология была не совершенной и значительная часть энергии расходовалась напрасно, тем не менее, КПД от такого топлива был уже выше.

Современные газогенераторы и пиролизные котлы позволили раскрыть потенциал твердого топлива по максимуму.

Устройство и принцип работы пиролизного котла

 

Принцип работы пиролизного котла основывается на двух последовательных этапах, первый из которых схож с аналогичным процессом, применяемым в обычных печах.

То есть, топливо помещается в камеру сгорания, где поджигается при достаточном количестве кислорода. Дальше процессы разняться.

В пиролизном котле происходит следующее:

  • После того, как все топливо оказывается охвачено пламенем, доступ кислорода резко ограничивают.

  • Это приводит к тому, что гореть может только часть топлива, тогда как остальной объем просто разлагается под воздействием выделяемого тепла, что приводит к образованию смеси летучих органических веществ – пиролизного газа.

В пиролизных котлах существует вторая камера сгорания, куда и поступает этот газ – в большинстве моделей это делается принудительно, с целью повышения эффективности оборудования.

 

Здесь происходит встреча разогретых летучих веществ (температура газа выше 300 градусов Цельсия) с кислородом. Итог – газ вспыхивает и начинается процесс горения с интенсивным выделением тепловой энергии, которая уже используется по прямому назначению отопительного котла.

 

Преимущества газогенераторных котлов

 

Несомненный плюс таких котлов перед обычным твердотопливным оборудованием заключается в полном сгорании топлива, что исключает из эксплуатационного процесса процедуру чистки этого варианта от сажи.

Из других преимуществ этих котлов можно отметить:

  • Минимальное количество органических отходов, что повышает характеристики безопасности оборудования.

  • Возможность использовать в качестве топлива различные типы отходов (остатки, кожевенного, швейного, скорняжного производства), так как такие котлы не способствуют образованию вредных для здоровья человека газов.

  • Более длительная работа на одном заложенном объеме топлива. Некоторые модели способны выполнять свои функции на протяжении 12-ти часов и больше, тогда как традиционные котлы необходимо заправлять минимум через 4-5 часов.

  • Возможность регулировки оборудования, позволяющая увеличить уровень экономичности или эффективности котла, тогда как в обычных моделях, работающих на твердом топливе, сделать это крайне затруднительно.

Недостатки пиролизных котлов

 

К сожалению, но и такое отопительное оборудование характеризуется некоторыми недостатками:

  • Более высокая стоимость пиролизного котла, которую можно нивелировать за счет экономии при эксплуатации.

  • Влага в топливе не должна превышать 20-ти процентов. В противном случае придется выполнять дополнительные работы по высушиванию.

  • При сильно низкой температуре возвращаемого в котел теплоносителя существует вероятность гашения первичной камеры. Для решения этой проблемы иногда понадобится несколько усложнить всю систему отопления, добавив в нее трехходовой клапан и специальную обходную трубу – цель которых заключается в подмесе более горячей жидкости в остывший теплоноситель.

  • Практически всегда для перемещения пиролизного газа во вторую камеру сгорания используется принудительная тяга. Это требует обязательного подключения котла к электросети, невозможности его работы без электрической энергии и дополнительным растратам.

 

Применение газогенераторных котлов

 

Хотя подобные котлы чаще всего используются в промышленных масштабах, тем не менее, их применение возможно и обычными людьми.

Существуют бытовые котлы, в которых топливо горит по 10-12 часов, то есть всего два раза в сутки.

Золы в топке после сгорания остаётся очень мало, так как топливо сгорает почти полностью, соответственно обслуживание таких котлов сведено к минимуму.

Такие котлы выпускают как именитые фирмы, например Buderus, так и отечественные производители, такие модели как, «Траян»,»Буржуй К» и другие.

 

Практически идеальный случай – эксплуатация подобного оборудования, на небольшом производстве, например в столярном цехе, отходы из которого можно использовать именно в таком оборудовании.

Для бытовых нужд специалисты рекомендуют использовать так называемые пеллетные котлы.

Для автоматической загрузки в таких котлах имеется бункер, куда засыпается топливо, которое после этого самостоятельно и в нужном количестве подаётся в топку:

Их топливо – пеллеты, которые состоят из прессованных опилок, коры, стружек и других подобных отходов.

Преимущества такого варианта очевидны:

  • Прессованное топливо занимает минимум места и его очень удобно хранить.

  • Использовать пеллеты можно сразу, без предварительной подготовки.

  • Пирализ в таких котлах не требует существенных размеров первичной камеры, следовательно, подобное оборудование занимает меньше свободного пространства.

  • Возможность реализации автоматической подачи топлива в топку.

Естественно, что такие котлы имеют конструкционную возможность включать в общую систему бойлер, чтобы потребитель мог дополнительно получать горячую воду для своих нужд.

Пиролизные котлы на твердом топливе. Особенности устройства и некоторые производители

Экономное и эффективное отопление – мечта любого домовладельца. Счастливы те, у кого есть возможность подключить газовые котлы, остальным приходится выбирать между твердотопливными котлами и электрическими. Твердотопливные хороши тем, что относительно недорого получается отопление. Их недостаток – необходимо постоянное присутствие для того, чтобы подкладывать топливо. Но последние разработки – котлы длительного горения пиролизного типа – стали более удобны в этом плане.

На одной закладке топлива могут греть систему от 8 до 24 часов (в зависимости от топлива и температуры окружающей среды). В дровяных пиролизных котлах промежуток между закладками дров возрастает вдвое, а котлы на пеллетах можно проверять вообще раз в месяц – такое топливо может подаваться автоматически по мере необходимости.

Есть у них недостатки. Не без этого. Два основных: оборудование дорогостоящее и очень часто энергозависимое (требуется гарантированное электропитание). Цена окупается  в процессе эксплуатации: на одной закладке дров греться дом вдвое дольше, а на закладке угля – вообще до суток. К тому же есть котлы, которые сжигают все: даже строительный мусор и старые покрышки. Все, что может гореть.

Принцип действия

Принцип действия пиролизных котлов

Как так получается, что от такого небольшого количества топлива получается столько энергии? Все дело в том, что большая часть тепла в обычных котлах (их называют котлами прямого горения) буквально «вылетает» в трубу.

Если вы топите дровами или углем, вы знаете, что к трубе дотронуться невозможно – температура там и 300oC может быть и 400oC. А в некоторых случаях (в банях, например) еще выше.

В пиролизных колах воздух из топки выходит с температурой 130-160oC.  Это достигается за счет того, что используется не только энергия выделяемая дровами, но и дожигается тот газ, который они выделяют во время тления (для этого создается специальный режим).

Работа основана на том, что углеродсодержащее топливо (уголь, дрова, брикеты, пеллеты) когда горят при недостатке кислорода, разлагается на  большое количество газов и горючих веществ. Из-за того, что в процессе тления из древесины или другого углеродосодержащего топлива, выделяется большое количество горючих газов, такие аппараты называют еще газогенераторными котлами. Например, древесина в результате пиролиза преобразуется в:

  • твердый остаток – древесный уголь, который сам является высококалорийным топливом;
  • метиловый спирт;
  • ацетон;
  • различные смолы;
  • уксусную кислоту.

Все эти вещества горят и выделяют при этом большое количество энергии. Пиролизные котлы потому имеют две камеры:

  • В камеру сгорания закладывают топливо и разжигают его для достижения нужной температуры.
  • В пиролизную камеру (камеру дожига) отводят выделившиеся при горении топлива газы. Они  уже имеют высокую температуру, смешиваются с нагнетаемым туда воздухом, воспламеняются.

В обе камеры отдельно подается воздух, его количеством регулируется интенсивность горения и мощность котла на данном этапе. Это единственная технология сжигания топлива, которая позволяет автоматизировать сжигание дров или угля.

Достоинства и недостатки

Выделение газов при горении в условиях недостатка кислорода происходит очень активно. Потому для эффективной работы такого оборудования важна автоматика, которая будет управлять процессом: ограничивать подачу кислорода после того, как дрова разгорелись и регулировать процесс в обеих камерах. Вот в этом и состоит основной недостаток кола: для работы ему нужно гарантированное питание (чтобы автоматика работала).

Пиролизные котлы на древесине могут также сжигать брикеты

Есть еще один положительный момент: пиролизные газы при горении взаимодействуют с углеродом. В результате этих реакций на выходе из котла, дым состоит в основном из углекислого газа и паров воды с небольшим количеством других примесей. Если используют дрова, выбросов СО в атмосферу в три раза меньше, чем при использовании традиционной технологии. При работе на угле ситуация еще более радужная — там сокращение выбросов раз в пять.

Дожиг газов и содержащихся в нем микрочастиц, хорош еще тем, что на стенках дымохода практически нечему откладываться: сажи образуется мало. И еще один бонус: остается мало золы. Мало золы и сажи – реже требуется чистка. Это тоже приятно.

Котлы прямого горения имеют КПД порядка 60-65%. Пиролизные – 80-90%. Это ощутимая разница.

Но преимущества еще не закончились. Регулировать мощность обычного котла можно достаточно условно. Все возможности – открыть/закрыть дверцы, поддувала и заслонки. Причем делать это нужно руками и полагаться на опыт и интуицию. Пиролизный процесс можно регулировать в широком диапазоне: можно оставить 30% мощности, а можно «разогнать» на все 100%.  И регулирует процесс автоматика, которая ориентируется на заданные параметры. Результат: экономия топлива 40%.

Камера загрузки топлива может быть расположена над камерой дожига, под ней или впереди

Конструктивно колы могут быть выполнены по-разному: в каких-то моделях камера дожига располагается под первичной, в каких-то – сверху. Есть модели, в которых она находится за первичной топкой. В некоторых агрегатах воздух подается не снизу дров через колосниковую решетку, а «вдувается» сверху, замедляя процесс горения. Все это разновидности одной и той же технологии. Но они также имеют свои плюсы и минусы. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Пиролизный котёл длительного горения Blago

Особенности Blago (Благо)

Эти котлы разработаны инженером Юрием Благодаровым. Главное их достоинство – есть энергонезависимые модели. В них искусственное нагнетание воздуха не используется, котел работает на естественной тяге.

Продуманное расположение топливных бункеров, камеры дожига и использование катализатора (банный камень) позволило разлагать не только простые углероды, но и сложные. За счет этого количество видов топлива значительно расширилось, а также увеличилась эффективность его перегонки.

Еще одна отличительная черта этих котлов – возможность использования сырых дров без потери мощности. Котлы Благо» промышленных мощностей могут работать на дровах с 55% влажностью, агрегаты малой мощности успешно справляются с 35% влажностью.

Конструкция  постоянно усовершенствуется. В последнее время запущено производство оборудования по сжиганию изношенных шин, есть специализированное оборудование, работающее на угле.

Обычные же пиролизные котлы длительного горения «Благо» используют дрова, опилки, щепу, обрезки и их смесь с угольной крошкой. При использовании дров их, в принципе, можно не колоть  — горят неплохо и целые небольшие чурбаки.

В результате котлы действительно всеядны: работает на старых покрышках, резине, коже, полиэтилене, не говоря уже о традиционных видах твердого топлива.

Большие пиролизные котлы «Благо» имеют несколько топливных камер (как минимум две). При необходимости (небольшие морозы  на улице) закладывать топливо можно только в одну. КПД (81-92%) котла от этого не изменяется, ниже становится только мощность. Например, котел мощностью 50к Вт можно использовать на 12 кВт. При этом на период разгона системы выдавать он будет 25 кВт, а остальное время  — 12-15 кВт. Есть небольшие модели (от 15 кВт) с одной камерой загрузки топлива.

Выпускаются пиролизные котлы длительного горения Blago мощностью от 12 кВт до 58 кВт. Более мощные установки выполняются под заказ с согласованием входных и выходных параметров. Для агрегатов от 1 Мвт может быть разработана автоматическая линия подачи топлива (это данные из сообщения автора проекта).

Что кроме «всеядности» гарантирует производитель? Во-первых, меньшее количество требуемого топлива  — его нужно на 20-30% по сравнению с другими котлами того же принципа действия. Во-вторых, длительное горение – закладка топлива происходит раз в 12-18 часов. В-третьих, высокая безопасность: совмещена загрузочная дверца и топочная задвижка, что предотвращает случайное воспламенение во время загрузки топлива, предусмотрена автоматическая корректировка заглушки для предотвращения выхода газов при нарушении правил установки. В-четвертых,  легкость использования: автоматизированный контроль, отсутствие дыма при загрузке топлива, автоматическая чистка топливных каналов.

Теперь о  недостатках, на которые указывают на форумах:

  • Оборудование дорогое.

Да, недешево. Но всем желающим продают пакет документации для самостоятельного изготовления.

Модель Мощность Площадь Максимальный объем  системы Габариты, мм Топливо Теплоноситель Цена
BLAGO-TТ 15 15 кВт 150 м2 0,83 м3 1200*530*970 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 48 т.р.
BLAGO-TТ 20 20 кВт 200 м2 0,60 м3 1200*530*1140 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 60 т.р.
BLAGO-TТ 20 25 кВт 250 м2 0,75 м3 1540*725*950 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 75 т.р.
BLAGO-TТ 30 30 кВт 300 м2 0,84 м3 1540*725*110 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 90 т.р.
BLAGO-T2 Т-BH-40 40 кВт 400 м2 120 л 2300*1100*1100 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 120 т.р.
BLAGO-T2 Т-BH-50  50 кВт 500 м2 168 л 2300*1100*1300 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 150т.р.
BLAGO-T2Т-BС-40(встроенный теплообменник) 40 кВт 400 м2 1805*1100*1100 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 120т.р.
BLAGO-T2Т-BС-48(встроенный теплообменник) 48 кВт 480 м2   1805*1100*1300 Дрова, древесные отходы Вода, незамерзающая жидкость для отопительных систем 144т.р.

 

  • Как недостаток указывают быстрое остывание котла при поздней закладке топлива.
  • Котел тяжело выходит на пиролиз.

Но два последних недостатка – результат малого опыта работы с этим котлом и неправильное положение при растопке зольника. Некоторым потребителям не нравится избыточное выведение стенок теплообменника, что затрудняет закладку топлива (модели ТТС иТТУ).

Чешские Atmos

Чешская кампания Atmos (Атмос) изготавливает более 200 моделей отопительных котлов, которые сжигают дрова, пеллеты, дизельное топливо, брикеты. Есть оборудование, которое работает на нескольких видах топлива, под заказ изготавливаются газовые котлы.

Пиролизный котёл длительного горения Atmos

Пиролизные котлы длительного горения Atmos выпускаются как для отопления небольших помещений мощностью от 15 кВт (90-180 м2), так и для производственных помещений до 1000 м2 и больше.

Состоят из двух расположенных друг над другом камер: вверху топливная камера, внизу – камера дожига газов. Камеры (одна или обе) могут иметь керамическую отделку, что повышает эффективность использования тепла – оно не рассеивается через стенки, а идет на обогрев теплоносителя. Топливный бункер имеет большие размеры, закладывать туда можно даже довольно большие поленья целиком. При этом снижается мощность, но увеличивается продолжительность горения (можно использовать в теплую погоду, когда не нужна высокая температура в системе).

Atmos производит пиролизные котлы на разном топливе:

  • на древесине — маркируются Atmos DC;
  • угольно-дровяные — Atmos C и Atmos AC;
  • пиролизные котлы Atmos DC 24 RS, DC 30 RS;
  • пеллетные котлы Atmos

Маркировка котлов содержит также префиксы GS, GSE и S. Первые два типа имеют цельнокерамическую отделку обеих топок, за счет чего КПД становится выше, а процент выбросов в атмосферу  углекислого газа значительно меньше. Несмотря на то, что стоимость таких аппаратов выше почти на 50%,в Европе продается практически оборудование только такого типа.  В нашей стране львиная доля продаж приходится на менее эффективные, зато более дешевые котлы с маркировкой S  без керамического покрытия топок.

Пиролизные котлы длительного горения Atmos: цены и технические характеристики (кликните по картинке для увеличения ее размера)

Немецкое качество «Бош»

Котлы от немецкой фирмы Bosch использовать можно в качестве основного или резервного отопительного оборудования. Их отличает широкая возможность регулирования мощности (изменяя режим работы дымососа меняете мощность теплового агрегата). КПД котлов 78-85%, объем воды в системе – 76-124 литра.

Технические характеристики пиролизного котла длительного горения Bosch Solid 5000 W-2

Работают котлы только на древесине влажностью до 25%, можно использовать брикеты из древесных материалов. Конструкция э похожа на чешские аналоги: сверху находится бункер загрузки топлива и его газификации, а снизу – камера дожига газов. Между ними расположена керамическая горелка. Стоимость таких котлов от 2000 евро.

Еще один видео-материал, который поясняет принцип действия пиролизных котлов на твердом топливе

Пиролизные котлы длительного горения для отопления — преимущества и недостатки

Автор Михаил Стахов На чтение 6 мин. Просмотров 26.3k. Опубликовано

В местах, где возможны перебои с газоснабжением или электричеством, где доступно топливо (дерево, уголь и пр.), твердотопливные котлы длительного горения приживаются в качестве основных или резервных источников тепла в отопительных системах. А особенно хорошо зарекомендовали себя пиролизные котлы длительного горения. Они и эффективны, и экономичны!

Пиролизный котел

Тематика твердотопливных котлов одно время утратила свою актуальность, а сейчас довольно уверенно пробивает себе дорогу в отопительной сфере. Успешно помогает этому рост цен на энергоносители (газ, нефть, электричество), а также большая популяризация индивидуального строительства домов и коттеджей.

Разберемся в их особенностях…

Кто это такие?

К группе пиролизных котлов для отопления обычно относятся твердотопливные их «собратья», потребляющие преимущественно дрова.

Дрова –лучшее «меню» для пиролизного котла

Важно! Дрова на территории нашей страны имеют статус легкодоступного топлива. И, заметьте, возобновляемого. Главное помнить о том, что леса не только вырубывать необходимо, но и сажать надо…

Сторонники «хайтека» могут не нервничать! Это не прыжок в прошлое, а умное интегрирование научных технологий в быт человека. Изучение пиролизного котла на дровах (даже самого простого) приоткрывает начало внушительного списка его преимуществ.

Польза пиролиза в отоплении

Длительные поиски энергосберегающих технологий затронули немного органическую химию. Учеными было замечено, что в высокотемпературной среде при ограниченном доступе кислорода процесс горения многих органически твердых веществ сопровождается стабильным выделение горючего газа, который сам по себе пригоден к дальнейшему сжиганию. А при его горении выделяется большое количество теплоты.

Иными словами, при горении одного топлива образуется новое (газообразное) топливо. Древесина в этом процессе лидирует!

Такой процесс генерирования горючего газа из твердотельных органических веществ при их тлении и назвали пиролизом, что и определило название пиролизного котла отопления. Их еще называют газогенераторными или котлами длительного горения на твердом топливе.

Медленное тление приводит к образованию пиролизного газа

За счет двухступенчатого сгорания топлива (твердого и вновь образованного газообразного) пиролизные котлы выделяют большее количество теплоты при сгорании одного и того же объема топлива, чем обычные твердотопливные агрегаты. То есть их КПД значительно выше.

Главным практическим преимуществом таких котлов является  их способность длительно (до 25-30 часов) работать на одной закладке топлива. Это достигается путем преднамеренного ограничения подачи воздуха в камеру горения.

И как он устроен?

Отличие пиролизного котла от обычного твердотопливного – в наличии в нем двух камер сгорания. Также в нем присутствует отдельный отсек для отходов процесса горения.

Верхняя камера (газифицирующая) предназначена для загрузки топлива. В ней происходит первичный распад дров.

«Внутренности» пиролизного агрегата

Вследствие ограничения доступа воздуха в камеру в ней происходит экзотермическая реакция. Высокая температура от 200 до 800 оС приводит к образованию двух горючих компонентов: пиролизного газа и древесного угля.

Выделяемое на этом этапе тепло, расходуется также на просушку древесины и подогрев поступающего в зону горения воздуха.

Далее газ попадает в среднюю камеру, где в «паре» с воздухом, затягиваемым в камеру вентилятором-дымососом при высокой температуре в 1150-1200ОС воспламеняется с выделением значительного количества тепловой энергии и фактически полным сгоранием , всего содержимого камеры.

Камеры пиролизного котла

Образовавшаяся зола, а также сажа опадают в нижнюю камеру, приспособленную для периодической очистки, частота которой зависит от качества топлива и интенсивности использования котла на дровах.

Высокотемпературные процессы, происходящие в пиролизном котле длительного горения, определяют требования к прочности всего агрегата. В ход идут сталь или чугун. Чугун более «медлителен» (инерционен), как при нагреве, так и при охлаждении, но и более долговечен. Сталь улучшает динамику при нагреве, А вот быстрое остывание пиролизного котла не всегда удобно. Стойкость к коррозии у чугуна выше, а стальные поверхности преимущественно покрывают керамическими материалами, что предохраняет металл от «разрушительности» высоких температур. Различные конструкционные материалы, наличие автоматики, мощность агрегата определяют его стоимость.

Комплект преимуществ и недостатков

Современные технологии, которые используют  пиролизные котлы, позволили им присвоить себе ряд преимуществ:

  • КПД до 85% объясняется особенностями работы котла, обеспечивающего полное сгорание топлива;
  • полное сгорание топлива обеспечивает минимизацию количества отходов;
  • медленный процесс горения позволяет добавлять новую порцию топлива два, а в некоторых конструкциях при экономном использовании даже 1 раз в сутки;
  • конструкция котла обеспечивает возможность автоматического динамического управления мощностью системы отопления в пределах 30-100 %, путем регулирования скорости поступления воздуха в нижнюю камеру сгорания;
  • экологическая чистота данной конструкции котла обеспечивается фактически полным сгоранием как твердой, так и образовавшейся газообразной топливной массы, что обеспечивает низкий выброс (примерно в 3 раза меньше) в атмосферу углекислого газа;

Пиролизные котлы на дровах имеют и недостатки. О них также следует упомянуть:

  • самый малозначительный – это необходимость постоянного электроснабжения агрегата. Но в виду того, что современные системы отопления преимущественно с принудительной циркуляцией теплоносителя, то электричество и так потребуется для обеспечения работы циркуляционного насоса.
  • «одноконтурность» пиролизных агрегатов, которая также легко компенсируется установкой накопительного бойлера для системы ГВС, что, естественно, приводит к дополнительным затратам;
  • достаточно высокая цена, которая также компенсируется экономным расходом топлива;
  • необходимость хоть и редкой, но все же «ручной» загрузки топлива. С этим недостатком успешно справляются новые котлы пиролизного типа на древесных пеллетах, которые можно автоматически дозагружать из топливного бункера или склада.

Пиролизный котел на пеллетах

  • «требовательность» к качеству древесного топлива, особенно к его влажности, для обеспечения высокоэффективной работы.

И в заключении о глобальном…

Как видим, энергосберегающие технологии прочно внедрились в пиролизный котел длительного горения, реализовав в них свои актуальные глобальные цели:

  • минимизация расхода топлива;
  • повышение теплоотдачи топлива при горении;
  • снижение концентрации врезных веществ в продуктах горения.

Установив в своем доме котел подобного типа, вы не только оптимизируете свое время, затрачиваемое на его обслуживание, но и внесете свое лепту  в дело сохранения природы.

Что такое пиролизное горение (пиролиз)?

Тепловую энергию из древесины научились получать ещё в древние времена, но современные технологии позволили модернизировать этот процесс, сделав его более безопасным и экономичным. В традиционных печах происходит горение древесины, сопровождающееся выделением тепловой энергии, при этом для поддержания температурного режима в доме требуется большое количество топлива. Сгорание древесины происходит достаточно быстро, поэтому необходимо постоянное присутствие человека для своевременного удаления золы и закладки новых порций дров.

В пиролизных котлах традиционное горение топлива отсутствует — его заменяет процесс тления, который называется пиролизом. Что же такое пиролизное горение? В обычных условиях под воздействием высоких температур древесина начинает гореть, однако горение невозможно при отсутствии или недостатке кислорода. В пиролизных котлах доступ воздуха к топливу ограничен, а температура достаточно высока, поэтому вместо горения древесина начинает разлагаться на летучий газ и твёрдые отходы. Этот процесс и называется пиролизом.

Откуда же берётся тепловая энергия для обогрева жилища? Горячий древесный газ смешивается с воздухом, что запускает процесс горения и приводит к нагреву теплоносителя. Разница между обычным и пиролизным горением заключается в следующем. Температура горения древесного газа намного превосходит температуру при обычном горении древесины, поэтому при пиролизе сгорают многие газы и вредные примеси, которые в обычных дровяных печах уходят в дымоход и загрязняют окружающую среду. При пиролизе образуется намного меньше сажи и золы, что позволяет очищать котёл всего несколько раз в неделю, а не после каждой сгоревшей порции топлива.

Первый этап работы пиролизного котла напоминает работу обычных дровяных печей. В загрузочной камере поджигается небольшое количество древесины. При достижении температуры 450°C начинается выделение древесного газа. В этот момент следует произвести полную дозагрузку топлива и перекрыть доступ воздуха с помощью шиберных заслонок. Чтобы направить летучие газы в нижнюю камеру, где и будет происходить их сгорание, применяют нагнетающий вентилятор.

В форсунку, через которую древесный газ попадает в камеру сгорания, подводят воздух, и при температуре 560°C начинается горение смеси пиролизного газа с кислородом. Максимальная температура в камере сгорания может достигать 1100 °C, и вся эта тепловая энергия уходит на нагрев теплоносителя, что значительно повышает КПД отопительного оборудования. Продолжительность пиролизного горения превышает время обычного сгорания дров в несколько раз, что снижает расход топлива за одну и ту же единицу времени.

Управление пиролизным процессом осуществляется системой шиберов, а кроме того, пиролизные котлы оборудованы автоматикой, что позволяет полностью исключить присутствие человека для обеспечения работы котла. С помощью автоматических систем можно настроить работу котла на необходимый температурный режим в зависимости от погодных условий. Применение пиролиза позволяет использовать все энергетические резервы древесного топлива, существенно снижает затраты на отопление жилища, облегчает эксплуатацию отопительной системы, делает её более эффективной, безопасной и надёжной.

На сайте компании DM-Stella представлен широкий модельный ряд твердотопливных пиролизных котлов разной мощности, с помощью которых можно обеспечить обогрев помещений любой площади — от частных домов до больших производственных цехов или складских помещений.

Стоит ли провести газ? Принцип работы пиролизного котла чертеж. Газификация угля. Газогенераторные установки

Если вы имели ввиду газовый генератор, который вырабатывает электричество из газа — когенерационная установка, то вам сюда…

Если у вас нет технической возможности провести газ, или ближайшая газовая магистраль находится далеко, поэтому газификация может быть экономически не целесообразна, то для отопления возможны такие источники тепла, как дрова, уголь или электричество.

Рассмотрим преимущества современных водогрейных котлов на базе доступных источников энергии:

При выборе котла на твёрдом топливе следует руководствоваться одним немаловажным параметром — время автономной работы без новой порции дров.

Всем нам хочется пореже посещать котельную, чтобы подбросить дровишки. Это, конечно, не касается некоторых владельцев каминов, которым ритуал подбрасывания дров в камин приносит немало удовольствия.

Обычные котлы на твёрдом топливе могут работать на максимальной загрузке не более 2-3 часов, поэтому владелец обычного котла вынужден менять свой распорядок дня, а так же тратить дополнительное время для того, чтобы в доме всегда было тепло и уютно, что заметно под утро, когда дом успевает остыть.

Новые технологии пиролизного горения позволили увеличить время автономной работы котла на твёрдом топливе до 7 часов.

Теперь котлы на дровах длительного горения, в дополнение к своей эффективности, уже комфортные и экономные (с полным сгоранием).

Почему же пиролизные котлы могут работать на одной закладке топлива всю ночь?

Разумеется, время работы пиролизного котла может измеряться в некоторых пределах в зависимости от многих факторов, а именно: от температуры на улице, от желаемой температуры в помещении, от утепления дома, от влажности древесины, а также от того, как спроектирована и смонтирована система отопления.

Но бесспорно одно — пиролизные котлы в несколько раз эффективнее традиционных котлов на твёрдом топливе.

Почему пиролизные котлы лучше обычных твёрдотопливных котлов?

  1. Как правило, любые дрова содержат некоторое количество воды. При сжигании влажных дров, трудно достичь таких высоких температур, как при сжигании полученного газа из этих дров, так как часть тепла уходит на испарение воды. А повышение температуры в камере сгорания даёт эффект пиролизного горения и снижает влияние материалов, из которых состоит котёл на проведение тепла. Вспомните, как стало холодно в комнате, когда вы ненароком накрыли радиатор одеялом? Чугун, сталь — металлы, из которых состоит котел и радиаторы являются такими же изоляторами тепла в своём диапазоне температур, как и одеяло, которым накрыли горячий радиатор когда-то топивший комнату.
  2. Для горения газа в отличии от горения дров, необходимо меньше вторичного воздуха (воздух для горения газа подаётся отдельно), благодаря чему выше температура горения, выше эффективность, полнее сгорание и длительнее время горения.
  3. Процессом горения пиролизного газа легче управлять, поэтому работа газогенераторного котла поддаётся автоматизации практически так же, как газового или жидкотопливного котла, что даёт экономию на уровне современных котлов.
Что такое пиролиз древесины? Принцип работы пиролизного котла.

Пиролизные газогенераторные котлы сжигают не древесину напрямую, а продукты разложения дерева. Под действием высокой температуры в условиях недостатка кислорода сухая древесина разлагается на летучую часть — пиролизный газ и древесный уголь купить (кокс), получается газификация дров. Пиролиз (разложение) древесины происходит при температуре 200 — 800°С. Пиролизный газ при высокой температуре горит в кислороде из вторичного воздуха, кроме того, в процессе горения пиролизный газ способствует полному сгоранию активного углерода кокса. Это даёт максимально возможный КПД сгорания твёрдого топлива, и что особенно приятно, дымовые газы в дымоходе не содержат вредного для здоровья угарного газа, а только углекислый газ и водяной пар.

В процессе пиролизного горения образуется сажа и зола в минимальном количестве, так как сгорает почти всё, поэтому котел можно редко чистить.

Конструкция пиролизного котла

Образовавшийся в топке пиролизный газ при помощи вытяжного вентилятора засасывается в камеру сгорания из шамота (огнеупорной глины) где, смешиваясь с вторичным воздухом, горит в прочной форсунке из карбида кремния. Пиролизное горение обеспечивает котлу КПД на уровне 85-88%.

Своей экономностью пиролизный котёл, в отличие от обычных твердотопливных котлов, обязан точной системе управления, которая требует наличия электричества, котел без электричества работать не будет. Автоматика котла поддерживает постоянную оптимальную для продолжительного горения температуру воды, осуществляет управление насосом отопительного контура, контролируемую подачу порций воздуха выполняет регулятор скорости вентилятора.

Чертеж пиролизного котла

Циркуляционные насосы отопления требуются для:

  • Повышения эффективности теплоотдачи системы отопления,
  • Предотвращения конденсации топочных газов при температуре холодной воды ниже 55 °C, конденсация вызывает коррозию теплообменника.

Обычно, проблему перебоев электроснабжения решают путем установки маломощного недорогого дизельного генератора, или источника бесперебойного питания.

Чугунный котел долговечнее стального котла, так как обладает повышенной устойчивостью к смолам и кислотам, образующимся в процессе пиролизного горения. Кроме того, чугун менее подвержен коррозии при низкой температуре, поэтому работает без дополнительных проблем с 50%-ной мощностью осенью и весной.

Мощность котла можно регулировать заслонками первичного и вторичного воздуха (воздуха для пиролизного газа).

A  — Теплообменник с трубчатым щитком
B   — Загрузочная камера для дров
C   — Отверстия для первичного воздуха (воздух тления дров)
D   — Контроллер vitotronic 100
E   — Заслонка для вторичного воздуха (воздух горения газа)
F   — Заслонка для первичного воздуха
G   —  Отвертие для удаления золы и чистки
H   —  Канал сгорания из шамота (исключительное качество горения)
K   —  Подача вторичного воздуха
L   —  Камера сгорания из карбида кремния (долговечность и надёжность)

Рекомендации по уменьшению расхода топлива в любом котле на твёрдом топливе:

Пиролизные котлы желательно топить как можно более сухой древесиной, так как на испарение влаги требуется значительная энергия, тогда можно получить максимальную мощность котла и продлить срок службы котла.

Для сравнения, 1 кг древесины с содержанием влаги в 12 — 20% даст 4 кВт*час, тот же килограмм дров с 50%-ным содержанием воды имеет теплоту сгорания 2 кВт*час.

Расход газа на отопление можно рассчитать, с помощью программы подбора теплового насоса для дома со средним утеплением.

Чертежи пиролизных котлов.

Кроме котла также важно помещение, отведенное под котельную, поэтому разумно ознакомиться с требованиями к котельным на котлах на твёрдом топливе.

Твердотопливные пиролизные котлы длительного горения, изготовление

Сегодня в эпоху множества разных модернизированных методов отопления некоторые хозяева частных домов для отопления применяют самые доступные виды горючего: уголь, дрова и торф. Необходимость в использовании именно такого топлива часто обусловлена недоступностью природного газа.

Хоть такой способ отопления считается старинным, техника применяется современная и эффективная. Как правило, это котлы пиролизного горения. И многие их модификации могут управляться по автоматическому принципу.

Их работа строится на твёрдом горючем. Оно сгорает тотально. И такое сгорание обуславливает впечатляющую мощь и КПД такого котла. И процесс горения может длиться до 24 часов. При этом достаточно 1-2 загрузки топлива. А потери тепла получаются минимальными.

Принцип функционирования

Принцип функционирования пиролизной печи

Пиролизные котлы генерируют из дров газ. Он затем и служит для отопительных задач.

Пиролиз – процесс экзотермический. Он уже долгое время задействуется в разных промышленных сферах. Основывается на разложении сложносоставных органических структур (примеры – нефтяные продукты, уголь, дерево) при значительных температурах и ограждённом попадании кислорода на газоподобные, твёрдые и жидкие элементы.

И пиролизный котёл представляет собой отопительный аппарата с двумя отделениями. В верхнем при показателях 200 – 300 градусов (измерение по Цельсию) древесина подвергается экзотермической пиролизной реакции. По её итогам он делится на уголь и газ. Первый элемент по типу древесный. Второй – пиролизный. Его образуют СО и в малых пропорциях СО2. Состав из этого газа и воздуха следует в нижнее отделение. Там он сгорает. Рабочая температура в этом отсеке 1100 – 1200 градусов. При этом образуется огромное количество тепла. Оно создаёт отопление.

Стадии деятельности этого котла

Топочный отсек печи

Такой котёл генерирует тепловую энергию за счёт сжигания не дров, а газа, получаемого от их сгорания. КПД в результате этих операций достигает 85-90%.

А следить за горением газа намного проще. И такая возможность ведёт к автоматизации контроля над такой технологией отопления.

По конструкции топочный отсек данного котла – это два самостоятельных отдела. Их разделяют колосники.

Верхний газифицирующий отдел – это место, где при серьёзных температурах и ограничении кислорода горючее очень долго тлеет и пиролизуется.

Тепло в верхнем отделе удерживается за счёт топлива, находящегося на колоснике. Через него (горючее) сверху вниз следует первичный воздушный поток. Он довольно слабый.

В этих процессах выделяется газ. Когда в нижний отдел следует вторичный воздушный поток, газ следует вместе с ним по этому направлению. Нижняя сторона этого отдела – это форсунка, созданная из шамоты. Шамота – сильная термоустойчивая керамика.

Топочный отдел в пиролизном котле имеет очень высокое воздушное сопротивление. Все операции происходят с принудительной тягой. Она образуется дымососом.

На продолжительность работы указанного котла на одном помещении дров влияют:

  1. Уличная температура.
  2. Домашняя температура.
  3. Качество теплозащиты в доме.
  4. Разновидность горючего и его влажность.
  5. Уровень проекта отопительной технологии.

При других равнозначных раскладах пиролизные версии при аналогии со стандартными похожими аппаратами работают гораздо эффективнее.

Вопросы с горючим

Бурый уголь

Для пиролизных котлов длительного горения прекрасно подходят разные виды твёрдого горючего. Это и дерево, и торф, и уголь (как бурый, так и чёрный).

Типом горючего характеризуется его время сгорания. Оно таково:

  1. Мягкое дерево сгорает за 5 часов (максимум).
  2. Твёрдое дерево – за 6 часов.
  3. Бурый уголь – 8 часов.
  4. Чёрный уголь – 10 часов.

Если обратиться к многочисленным отзывам пользователей, то большинство называют сухие дрова самым эффективным топливом под твердотопливные пиролизные котлы.

Здесь есть свои нюансы. Это параметры дров. Их длина должна быть в диапазоне 45-65 см, а влажность – максимум 20%. Сухие дрова с такими параметрами гарантируют оптимальную мощность аппарата и продлевают его эксплуатационный срок.

Если не удаётся раздобыть качественные дрова, можно применять различное органическое горючее с очень большим количеством летучих фракций. Важное условие здесь – котёл должен поддерживать это топливо. Обычно эти сведения указываются в документах к котлу. И часто подходящими видами становятся:

  •  определённые разновидности торфа,
  •  отходы из пищевой промышленной сферы, содержащие целлюлозу,
  •  каменный уголь,
  •  пеллетные и брикетные дрова,
  •  древесные отходы

При работе котла обратите внимание, какого цвета пламя от пиролизного газа. Должен быть белый или желтовато-белый цвет. При этом не образуются побочные результаты горения. Такие условия получаются, если вы грамотно распределили траты первого и второго воздушных потоков. А влажность горючего не превосходит 30%. Если этот показатель больше, то при горении получатся большие объёмы водяного пара. Последствия этого таковы:

  1. Образуется копоть, дёготь.
  2. Снижается уровень выделяемого тепла.
  3. В крайних случаях затухает котёл.

Нюансы запуска котла и его работы

Настройка шибера

При запуске данного котла стоит учесть его специфики, отличающие его от стандартных твёрдотопливных котлов. Режим генерации газа идёт за счёт двух отделов, в которые внедрены шиберы – особые регуляторы.

Перед работой загрузочный отсек пиролизной модели необходимо прогреть до 500- 800 °С. Это оптимальные показатели в зависимости от разновидности топлива. После чего можно помещать туда твёрдое топливо.

Следующая стадия – настройка шибера в рабочий режим. Далее следует запуск дымососа.

При таком алгоритме действий во время запуска горючее будет сжигаться медленно и без кислорода, газ станет выделяться эффективно, его сгорание чистого желтовато-белого цвета. Так на целые сутки в отапливаемом помещении воцарится стабильная и комфортна температура.

Самостоятельная сборка

Сварка постоянным током

Пиролизный котёл – аппарат высокой эффективности. Его можно приобрести в специализированных точках, а можно собрать пиролизный котел своими руками. В этом случае потребуются хорошие знания об его устройстве и спецификах. Ключевыми составляющими являются:

  •  отсек сгорания,
  •  трубы, отводящие и подающие воды,
  •  зона установки дымососа,
  •  дырочки для воздуха,
  •  каналы для дыма,
  •  регуляторы (шиберы),
  •  схемы пиролизных котлов.

Для частного строения подойдёт котёл с мощность 40 кВт. Это хватит для отопления двухэтажного дома. Если дом скромный по масштабам, то будут подходящими параметры 25-30 кВт. При создании небольшого аппарата можно хорошо сэкономить и финансы, и время.

Для этой творческой работы понадобится много материалов и инструментов. Пиролизный котел своими руками требует:

  •  электродрель,
  •  набор электродов,
  •  круг для шлифовки, его диаметр – 12,5 см,
  •  металлические листы, толщина – 4 мм,
  •  профилированные трубы,
  •  вентилятор,
  •  сварочная техника с постоянным током.
  •  болгарка,
  •  отрезной круг, его диаметр – 23 см.

Стадии работы

  1. Подготавливаются стальные полосы. Они отличаются по ширине и толщине.
  2. Делается отверстие для топливной загрузки. Его необходимая форма – прямоугольная. Его правильная позиция немного выше, чем у стандартных твердотопливных моделей. Отверстие для загрузки горючего оснащается дверкой. На дверке должна быть специальная металлическая накладка. С её помощью получается основательное прилегание. Под этим отверстием устраивается отверстие для ликвидации золы
  3. Создание ограничителя для контроля над объёмом воздуха, идущего в топку. Он позволит вовремя добавлять брикеты или дрова. Его можно создать из трубы, чей диаметр равен 7 см, а длина превосходит длину корпуса задуманного котла.
  4. Прикрепление стального диска к нижней стороне ограничителя. Работа идёт по методу сварки. Такой диск станет формировать зазор в 4 см со стенками трубы.
  5. Монтаж ограничителя. Для этой задачи в крышке прибора делается отверстие.

Печи для очистки с контролируемым пиролизом — Печи для термической очистки

Контролируемый пиролиз

TM Духовки

Для деталей с содержанием горючих веществ до 15%
Максимум 800 ° F (427 ° C)

Контролируемый пиролиз компании PCPC Модели ® имеют высокоэффективную запатентованную систему, которая предупреждает и предотвращает перегрев. Печь пиролиза оснащена высокочувствительной системой управления, обеспечивающей дополнительную защиту и гибкость в эксплуатации. Эти печи могут удалять те же горючие материалы, что и модели химчисток, но в больших количествах: от 2% до 15% по весу.

В духовки включены основные и резервные устройства для распыления воды с множеством встроенных функций безопасности.

Эта чувствительная система (патент США 4270898), расположенная в дымовой трубе камеры дожигания, контролирует скорость выброса дыма от деталей путем измерения температуры дымовой трубы. Когда температура дымовой трубы достигает заданного значения, контроллер дымовой трубы включает водяной туман для охлаждения деталей, снижая скорость выделения дыма до того, как он достигнет состояния воспламенения. Распыление воды также активируется, если температура духового шкафа превышает заданное значение на 30 °.Резервное распыление воды активируется, если форсунки для распыления воды засоряются или выходят из строя. Кроме того, регулятор температуры верхнего предела с ручным сбросом отключает основную горелку, если регулятор температуры духовки выйдет из строя.

Преимущества печи для термической зачистки

  • Печи для очистки с контролируемым пиролизом — это безопасный процесс, который помогает очистить и продлить срок службы ваших промышленных деталей методом, который не загрязняет и не наносит вреда окружающей среде.
  • Наши печи для пиролиза с регулируемым контролем исключают выбросы углеводородов и использование опасных химикатов и абразивов.
  • Система управления проста в эксплуатации и помогает обеспечить безопасную и тщательную очистку с меньшими затратами на рабочую силу.

Печи для термической зачистки

Стандартные характеристики печи с контролируемым пиролизом

®

  • Запатентованная система контролируемого пиролиза ® Система распыления воды контролирует скорость выделения дыма, предотвращая повреждение из-за возгорания или перегрева в печи.
  • Первичная горелка нагревает камеру очистки до 800 ° F (427 ° C).Летучие материалы уносятся в виде дыма. Пламя горелки ограничено камерой сгорания, никогда не касаясь деталей.
  • Резервное распыление воды , если форсунки забиты.
  • Концевой выключатель с ручным сбросом
  • Панель диагностики Индикаторы отражают рабочее состояние печи и ее органов управления. Неисправность светового индикатора указывает на проблему
  • Ознакомьтесь со всеми функциями и характеристиками наших моделей с контролируемым пиролизом ®

Пиролизные характеристики стебля кукурузы с твердым теплоносителем :: BioResources

Го, М., и Би, Дж. (2015). «Пиролизные характеристики стебля кукурузы с твердым теплоносителем» BioRes. 10 (3), 3839-3851.


Abstract

Исследован пиролиз стеблей кукурузы твердым теплоносителем в диапазоне температур от 430 до 620 ° C. В качестве твердого теплоносителя использовалась высокотемпературная зола от котла с ЦКС. Были исследованы выходы трех продуктов и их характеристики. Кроме того, было определено распределение серы и азота в продуктах.Результаты показывают, что с повышением температуры выход полукокса уменьшался, выход газа увеличивался, а теплотворная способность газа увеличивалась с 10,13 до 16,65 МДж / м3. Выход биомасла достигал максимума 14,24 мас.% При 510 ° C. Легкая нефть в бионефти составляла более 69,12 мас.%. Проанализирован элементный состав полукокса и золы угля. Распределение серы и азота в полукоксе снизилось до 60,44 и 46,52 мас.%, Соответственно, в зависимости от используемого сырья. Эти результаты предоставляют основные данные для возможного промышленного применения стеблей кукурузы.


Скачать PDF


Полная статья

Характеристики пиролиза стеблей кукурузы с твердым теплоносителем

Мин Гуо a, b и Jicheng Bi a, *

Пиролиз стеблей кукурузы твердым теплоносителем исследовали в диапазоне температур от 430 до 620 ° С. В качестве твердого теплоносителя использовалась высокотемпературная зола от котла с ЦКС. Были исследованы выходы трех продуктов и их характеристики. Кроме того, было определено распределение серы и азота в продуктах.Результаты показывают, что с повышением температуры выход полукокса уменьшался, выход газа увеличивался, а теплотворная способность газа увеличивалась с 10,13 до 16,65 МДж / м 3 . Выход биомасла достигал максимума 14,24 мас.% При 510 ° C. Легкая нефть в бионефти составляла более 69,12 мас.%. Проанализирован элементный состав полукокса и золы угля. Распределение серы и азота в полукоксе снизилось до 60,44 и 46,52 мас.%, Соответственно, в зависимости от используемого сырья.Эти результаты предоставляют основные данные для возможного промышленного применения стеблей кукурузы.

Ключевые слова: Стебель кукурузы; Пиролиз; Твердый теплоноситель; Сера и азот

Контактная информация: a: Государственная ключевая лаборатория переработки угля, Институт углехимии Китайской академии наук, Тайюань 030001, КНР; b: Университет Китайской академии наук, Пекин, 100049, Китай; * Автор, ответственный за переписку: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время повышенное потребление энергии и загрязнение окружающей среды, вызванные использованием ископаемого топлива, вынуждают людей искать возобновляемые источники чистой энергии, такие как солнечная, ветровая и гидроэлектроэнергия, а также энергия биомассы.В отличие от других возобновляемых источников энергии, используемых для производства тепла или электроэнергии, биомасса является единственным ресурсом, который можно преобразовать в твердое, жидкое и газообразное топливо. Более того, биомасса не выделяет CO 2 и содержит небольшое количество серы и азота, что делает ее относительно безвредной для окружающей среды. Различные механические (твердое топливо, образующее биомассу), биологические (анаэробное сбраживание и ферментация) и термохимические (прямое сжигание, газификация, пиролиз и сжижение) технологии конверсии были разработаны для использования биомассы и применяются в промышленности для производства различных видов топлива. , химикаты и производные биопродукты.

Технология пиролиза (Balat et al. 2009) для использования биомассы недавно изучалась, поскольку она имеет несколько преимуществ. Его можно использовать для преобразования ресурсов биомассы в три продукта: твердый уголь, жидкую нефть и газ. Эти продукты можно использовать по-разному. Газ можно сжигать, выделяя тепло, или использовать в двигателе или турбине для выработки электроэнергии. Жидкое масло может служить заменителем мазута в котлах или использоваться в качестве химического сырья. Древесный уголь можно использовать в качестве материала для газификации, адсорбента или топлива.Условия реакции пиролиза более умеренные и простые, чем в других технологиях термохимической конверсии, таких как газификация и сжижение. Газификация часто проводится при высокой температуре, высоком давлении и в присутствии различных агентов. Сжижение обычно проводят под высоким давлением и с использованием растворителя. Но пиролиз, особенно в этой статье, проводился при низкой температуре, при атмосферном давлении и без какого-либо агента или растворителя. Это может повысить эффективность использования биомассы.Во время пиролиза летучие вещества в биомассе выделяются с образованием жидкой нефти и газа, которые можно использовать в качестве химикатов с добавленной стоимостью, а не сжигать напрямую. В последние годы исследования пиролиза биомассы значительно расширились. Многочисленные исследователи, использующие различные типы сырья биомассы (Aclkgoz et al .2004; Tsai et al .2007; Duman et al .2011) и реакторы (Zanzi et al . 1996; en and Kar 2011) в различных условиях реакции (Pütün et al .2007; Демирал и Аян 2011) исследовали поведение пиролиза биомассы, анализируя механизм (Шафизаде, 1982; Бриджуотер и Пикок, 2000), кинетику (Львов и Ву, 2012), параметры пиролиза (Занзи и др. . 1996; Демирал и Аян, 2011). и свойства продукта (Aclkgoz et al. al .2004; Tsai et al. 2007).

Для пиролиза сначала требуется источник тепла. В большинстве лабораторных исследований для пиролиза используются реакторы с электрическим подогревом. В некоторых исследованиях изучается использование теплоносителей, таких как песок или стальная дробь (Zheng 2008; Brown and Brown 2012).Однако предыдущие исследования пиролиза биомассы с использованием высокотемпературной золы из котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем (ЦКС) в качестве твердого теплоносителя, который может быстро пиролизовать биомассу, ограничены. Эта технология была вдохновлена ​​пиролизом угля с твердым теплоносителем и системой поли-генерации, как это было ранее исследовано в нашей лаборатории (Liang и др. , 2007; Qu и др. , 2011). В системе поли-генерации пиролизер устанавливается рядом с котлом ЦКС. Циркулирующая высокотемпературная зола из котла CFB транспортируется в пиролизер для обеспечения теплом пиролиза угля с образованием гудрона и газа.Обугленный, произведенный в пиролизере, возвращается в котел для сжигания, чтобы обеспечить тепло для производства пара и, следовательно, для выработки электроэнергии. Полигенерация гудрона, газа, тепла и энергии может быть реализована на электростанции с использованием котла CFB, подключенного к пиролизеру, что повышает эффективность использования угля. В последние годы были разработаны котлы, сжигающие биомассу (Saidur и др. .2011; Ray и др. .2014), и проекты выработки энергии на основе биомассы (Zhang и др. .2009), что сделало возможным использование биомассы. для использования в поли-генерации аналогично углю.Если биомасса используется в системе полигенерации, пиролиз с высокотемпературной циркулирующей золой в пиролизере является первой проблемой, требующей решения. Настоящее исследование сосредоточено на этой проблеме. В качестве твердого теплоносителя, использованного в данном исследовании, использовалась высокотемпературная циркулирующая зола, полученная из котла с CFB производительностью 75 т / ч на электростанции. Печь нагревает золу до высоких температур.

Кукуруза — одна из основных культур, выращиваемых в Китае. Ежегодно образуется большое количество сельскохозяйственных остатков стеблей кукурузы (Liao et al .2004 г.). Однако лишь небольшая их часть используется в качестве топлива для приготовления пищи в домашних условиях или в качестве корма в сельской местности. Большинство из них выбрасываются или сжигаются фермерами, что приводит не только к неэффективному использованию ресурсов, но и к загрязнению. Эффективная и чистая утилизация остатков стеблей кукурузы имеет большое значение, особенно в Китае. Кроме того, при правильном использовании стеблей кукурузы фермеры и предприятия получат экономические выгоды, поскольку стебли кукурузы очень дешевы. Стебель кукурузы был выбран в качестве сырья для настоящего исследования пиролиза.

Температура является наиболее важным параметром, влияющим на эффективность быстрого пиролиза биомассы (Williams и Besler 1996; Uçar and Karagöz 2009; Angın 2013). В этом исследовании оценивались характеристики пиролиза стеблей кукурузы при различных температурах. Кроме того, было изучено распределение серы и азота биомассы на газообразные, жидкие и твердые продукты. Хотя биомасса содержит мало серы и азота, это исследование также дает рекомендации по чистому использованию биомассы, особенно с точки зрения удаления серы и азота перед использованием в бойлере.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Материалы

Используемый стебель кукурузы был получен из Тайюаня в провинции Шаньси, Китай. Для удобства подачи в пиролизер высушенный воздухом стебель кукурузы сначала измельчали ​​в порошок, затем гранулировали в цилиндры диаметром 2,0 мм и длиной 6,0 мм. Ближайшие и окончательные анализы гранулированных образцов стеблей кукурузы перечислены в таблице 1. Чтобы исключить влияние влажности, перед каждым испытанием достаточное количество образцов сушили при 105 ° C в течение нескольких часов и хранили в эксикаторе для предотвращения поглощение влаги из атмосферы.Зола (из котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем), используемая в качестве твердого теплоносителя, сначала просеивалась, чтобы получить образцы размером от 0,12 до 4 мм. Его плотность составила 1,06 × 10 3 кг / м 3 . Зола также была высушена перед экспериментами.

Таблица 1. Предварительный и окончательный анализы сырья

Аппаратура и процедура

Принципиальная схема экспериментальной установки представлена ​​на рис.1.Он состоит из шести основных компонентов. Это питатель теплоносителя (диаметр 60 мм, длина 500 мм), питатель биомассы (диаметр 50 мм, длина 200 мм), пиролизер (диаметр 100 мм, длина 400 мм), закалочная емкость (диаметр 140 мм, длина 120 мм), систему охлаждения и регулятор температуры.

Рис. 1. Принципиальная схема экспериментальной установки

В верхней части пиролизера смеситель полностью перемешал твердый теплоноситель и образцы биомассы, чтобы обеспечить адекватную теплопередачу между ними.Скорость нагрева может достигать более 600 ° C / мин. Для полной конденсации конденсируемого газа система охлаждения состояла из трех последовательно соединенных конденсаторов. Первый охлаждали прохладной водой. Второй и третий охлаждали смесью холодной воды и льда, помещенной в контейнер из нержавеющей стали. Терморегулятор был подключен термопарами типа К к питателю теплоносителя и пиролизеру. Вся система была хорошо запечатана.

Для каждого цикла 1500 г золы загружали в устройство подачи теплоносителя и нагревали до заданной температуры, например 800 ° C.Одновременно в загрузчик биомассы загружали 50 г биомассы. Пиролизер нагревали примерно до 400 ° C для компенсации тепловых потерь. Чистый азот вводили во все устройство, чтобы обеспечить полное удаление воздуха. После нагрева питателя теплоносителя до желаемой температуры образцы золы и стеблей кукурузы одновременно сбрасывали в пиролизер, открывая клапаны под двумя питателями. Чтобы предотвратить потерю пиролизных газов, клапаны немедленно закрывались, как только зола и образцы попадали в пиролизер.Частицы образцов золы и стеблей кукурузы были равномерно перемешаны в смесителе, и образцы стеблей кукурузы подверглись быстрому пиролизу из-за высоких скоростей теплопередачи от высокотемпературной золы. Летучие вещества поступали в систему охлаждения, в которой конденсируемые летучие вещества собирались в жидкой форме. Время пребывания паров в пиролизере было менее 2 секунд. Газы, не конденсируемые при температуре окружающей среды, перетекали в газовый мешок и собирались для последующего анализа. Эксперименты длились не менее 20 мин, пока не переставало наблюдаться значительное выделение газа.После завершения пиролиза остаточные твердые смеси золы и полукокса выгружали в резервуар для закалки для охлаждения до температуры окружающей среды, а затем выгружали для взвешивания. После того, как смеси золы и полукокса были выгружены, некоторые гольфы были вручную извлечены из смесей для анализа. Регистрировали выход твердого полукокса, определяемый вычитанием содержания золы-носителя из выгружаемых смесей. Выход газообразных продуктов был рассчитан после анализа анализаторами, объединив его с объемом, указанным в разделе анализа.Выход жидких продуктов определяли как разницу веса системы охлаждения до и после эксперимента. Расчетный баланс массы для различных экспериментов, описанный как общий выход полукокса, жидкости и газов, деленный на массу сырья, был выше 99%, что считается разумным. В этом исследовании каждый эксперимент проводился как минимум дважды, пока не была достигнута хорошая повторяемость. Анализ продуктов, полученных в каждом испытании, проводился согласно следующим методам.

Анализ

Для определения химического состава неконденсируемых газовых продуктов использовались газоанализаторы трех типов. Неконденсирующиеся газы (H 2 , CH 4 и CO) анализировали с помощью газового хроматографа с детектором теплопроводности (модель SP-2305, колонка с молекулярным ситом 5A, чистый Ar в качестве газа-носителя). Легкие углеводородные газы (от C2 до C4) анализировали с помощью газового хроматографа с пламенно-ионизационным детектором (модель GC-1790, колонка C18, чистый азот в качестве газа-носителя).CO 2 анализировали газоанализатором Orsat. Объем газа был получен путем дренирования. После анализа газового продукта газоанализаторами можно рассчитать средний молекулярный вес газа. Количество молей газа можно рассчитать по его объему. Затем можно рассчитать массу газообразного продукта по средней молекулярной массе и количеству молей.

Жидкие продукты присутствовали как в водной фазе, так и в масляной фазе. Сначала жидкие продукты сливали из конденсаторов в делительную воронку, где водную фазу отделяли от масляной фазы после отстаивания в течение не менее 10 мин.Биомасло, оставшееся в конденсаторах, извлекали промывкой тетрагидрофураном (ТГФ). ТГФ удаляли роторным испарителем. Две части бионефти смешивали вместе и экстрагировали гексаном n в ультразвуковом экстракторе. После экстракции бионефть разделяли на легкую нефть ( n -растворимая в гексане фракция) и асфальтен ( n -нерастворимая в гексане фракция).

Проанализированы характеристики твердого полукокса. Испытания включали окончательный анализ, температуру плавления золы и состав золы полукокса.Окончательный анализ полукокса на содержание углерода, водорода, азота и серы проводили с помощью элементарного анализатора CHNS / O (Vario Micro cube, Германия). Температуру плавления золы определяли на анализаторе точки плавления золы (5E-AF-3, Китай). Состав золы анализировали с помощью XRF (рентгенофлуоресцентного) анализатора (приложение S4 PIONEER, Bruker AXS, США).

Уголь и биомасла были проанализированы с помощью элементарного анализатора, упомянутого выше, на содержание серы и азота (Миддлтон et al. 1997). Газы анализировали на микрокулоновском анализаторе (LC-4, Китай) на содержание серы. Азот в газах получали разностным методом.

Теплотворная способность сырья, биомасла и полукокса рассчитана по формуле (1) после элементного анализа,

Теплотворная способность: CV (МДж / кг) 0,3383C + 1,443 (H - O / 8) (1)

, где C, H, O — массовые доли углерода, водорода и кислорода соответственно (en and Kar 2011).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Доходность Распределение продукции

Распределение выхода твердых, жидких и газообразных продуктов пиролиза стеблей кукурузы в зависимости от конечной температуры пиролиза (430, 470, 510, 560 или 620 ° C) показано на рис.2. Баланс массы во время экспериментальных процессов превышал 99%, что считается приемлемым. Выходы полукокса снизились с 44,72 до 31,58 мас.% При повышении температуры пиролиза с 430 до 620 ° C. Уменьшение выхода угля с повышением температуры может быть связано либо с более сильным первичным разложением стебля кукурузы при более высоких температурах, либо с вторичным разложением угля (Horne and Williams 1996; Demiral et al .2012). Повышение температуры пиролиза увеличивало выход газа с 14.От 78 до 22,20 мас.%. Считается, что увеличение образования газообразных продуктов связано с вторичным разложением полукокса при более высоких температурах с образованием некоторых неконденсируемых газообразных продуктов. Вторичный крекинг паров пиролиза при более высокой температуре также способствовал увеличению выхода газа (Demiral et al .2012). Выход жидкого продукта достиг 45,40 мас.% При 510 ° C и оставался стабильным при дальнейшем повышении температуры от 510 до 620 ° C. Согласно отчету Чена (стебли хлопка были электрически нагреты для быстрого пиролиза), во время того же диапазона температур пиролиза от 430 до 620 ° C выход полукокса снизился с 32.От 12 до 26,93 мас.%, В то время как выход газа увеличился примерно с 26,21 до 31,86 мас.% (Chen et al. 2012). Видно, что между этой статьей и отчетом Чена есть некоторая разница. Это может быть связано с разным размером частиц и природой материалов, рассмотренных в двух статьях. Что касается выхода жидкости, Чен сообщил, что выход жидкости составил 40 мас.% От массы образца биомассы и показал небольшое увеличение при температурах выше 350 ° C. Подобная тенденция была обнаружена и в этой работе, о чем говорилось выше.Из приведенного выше сравнения можно сделать вывод, что при пиролизе биомассы с золой теплоносителя выходы полукокса, газа и жидких продуктов аналогичны выходам биомассы, нагреваемой электрическим током для пиролиза. Но выход летучих веществ ниже, чем из псевдоожиженного слоя с песком в качестве теплоносителя, где скорость нагрева очень высока (около 1000 ° C / с) (Zheng 2008). В системе полигенерации, когда биомасса впервые подверглась пиролизу, могут быть получены газ и бионефть с высоким содержанием добавок.Эти продукты могут улучшить экономичность системы. Кроме того, дешевизна биомассы также может снизить общую стоимость. Приведенные выше эксперименты демонстрируют, что биомасса может подвергаться пиролизу высокотемпературной золой из котла CFB. Но если вся поли-генерирующая система может работать успешно, стадия пиролиза должна работать в сочетании с котлом, как указано в ссылке для угля (Liang и др. , 2007; Qu и др. , 2011). Такую работу можно рассматривать как приоритетную для будущих исследований.

Рис. 2. Распределение выходов продуктов пиролиза стеблей кукурузы, полученных при различных температурах

Свойства газообразных продуктов

Свойства газообразных продуктов пиролиза показаны на рис. 3. Содержание CO и CO 2 было намного выше, чем у H 2 , CH 4 или C 2+ , что составляет более чем 75 об.%. Даже при самой низкой температуре, 430 ° C, содержание CO и CO 2 составляло около 90 об.%. Это связано с тем, что содержание кислорода в биомассе было относительно высоким, и при начальной температуре CO 2 и CO выделялись быстрее, чем другие газы (Chen et al .2012). С повышением температуры содержание CO 2 заметно уменьшалось с 53,01 до 35,18 об.%. Предыдущие исследователи подтвердили, что CO 2 образуется во время низкотемпературного декарбоксилирования гемицеллюлозы и целлюлозы, обнаруженных в биомассе (Yang et al .2006; Махинпей и др. . 2009; Шен и Гу 2009). Содержание СО мало менялось во всем исследованном диапазоне температур. СО может образовываться в процессе декарбонилирования во время ароматической конденсации лигнина (Fu и др. , 2009). Кроме того, содержание H 2 , CH 4 и C 2+ увеличивалось с 9,18 до 24,20 об.% С повышением температуры. Выпуски H 2 , CH 4 и C 2+ показали аналогичные тенденции.Ароматическая конденсация и термический крекинг тяжелых углеводородов способствовали высвобождению H 2 , CH 4 и C 2+ (Ян и др. , 2006; Чен и др. , 2012). Теплотворная способность газа увеличилась с 10,13 до 16,65 МДж / м 3 с повышением температуры из-за увеличения количества горючего H 2 , CH 4 и C 2+ , образующихся и выделяемых. Тенденция, демонстрируемая выделением газа, аналогична тенденции, обнаруженной в нескольких предыдущих исследованиях (Fu et al .2009; Махинпей и др. . 2009; Думан и др. . 2011; Чен и др. . 2012).

Рис. 3. Свойства газообразных продуктов, полученных при различных температурах

Свойства жидких продуктов

Жидкие продукты были разделены на две фракции: водную фазу, называемую водой, и масляную фазу, называемую бионефть. Затем фракция бионефти была дополнительно разделена на две части: легкую нефть ( n -растворимый в гексане) и асфальтен ( n -нерастворимый в гексане).Выходы воды, бионефти и легкой нефти в зависимости от температуры пиролиза показаны на рис. 4. Выход воды увеличивался с 27,00 до 32,28 мас.% При повышении температуры пиролиза с 430 до 620 ° C. Выше 510 ° C степень этого увеличения была меньше, с 31,16 до 32,28 мас.%. Закон выхода воды в этой работе аналогичен открытию Williams и Besler (1996), которые пришли к выводу, что выход воды при пиролизе образцов древесины при 420 ° C и выше остается практически постоянным и составляет около 37 мас.%. Выход биомасла сначала увеличивался, а затем уменьшался с повышением температуры, и максимальное значение, 14,24 мас.%, Было получено при 510 ° C. Это согласуется с другим отчетом, в котором максимальные выходы пиролизного масла были получены при температурах в диапазоне от 450 до 550 ° C во время быстрого пиролиза стеблей кукурузы (Zheng 2008). Более высокая температура обработки приводит к большему крекингу бионефти, что приводит к более высокому выходу газа и более низкому выходу бионефти. В этой работе из-за метода разделения, при котором часть водорастворимых органических веществ попадала в воду, выход бионефти был ниже, чем указано в некоторой литературе.В таблице 2 представлены результаты анализа биомасла, полученного при 510 ° C. Средний химический состав бионефти был CH 1,29 O 0,29 N 0,03 S 0,01 . Содержание кислорода в бионефти было заметно ниже, чем в исходном сырье, что является благоприятным, поскольку высокое содержание кислорода может препятствовать производству транспортного топлива. Как молярное отношение H / C, 1,29, так и теплотворная способность 27,68 МДж / кг были ниже, чем у традиционных легких или тяжелых нефтепродуктов.Если бионефть, полученная в этом исследовании, будет использоваться в качестве транспортного топлива, она потребует обширной переработки.

На фиг. 4 также показано, что выход легкой нефти снизился с 11,70 до 9,35 мас.% С увеличением температуры пиролиза. Содержание легкой нефти в бионефти составляло более 69,12 мас.% Во всем диапазоне испытанных температур пиролиза, как показано в таблице 3. Таблица 3 также показывает, что содержание легкой нефти в бионефти постепенно снижалось с 87,81. до 69,12 мас.% при повышении температуры пиролиза.Пиролиз при повышенных температурах дает достаточно энергии для пиролиза макромолекул из биомассы. Содержание тяжелой нефти (асфальтенов) в нефти постепенно увеличивалось с увеличением температуры пиролиза. Легкая нефть, согласно анализу с помощью ГХ-МС, оказалась сложной органической кислородной смесью, состоящей в основном из альдегидов, кетонов, сложных эфиров, фуранов и других веществ, используемых в качестве источников химических товаров.

Рис. 4. Выходы жидких компонентов при различных температурах пиролиза

Таблица 2. Свойства Bio-Oil

Таблица 3. Содержание легкой нефти в бионефти при различных температурах

Свойства твердых продуктов

Характеристики гольца приведены в таблице 4. Для сравнения со свойствами сырого стебля кукурузы эти данные также приведены в таблице. В конечном счете, при повышении температуры пиролиза с 430 до 620 ° С содержание углерода в гольцах увеличивалось с 63.61-64,37 мас.%. Однако содержание водорода в обугле снизилось с 3,35 до 2,23 мас.%, А содержание кислорода показало аналогичную тенденцию, уменьшившись с 16,89 до 12,65 мас.%. По сравнению с сырыми стеблями кукурузы содержание углерода в гольцах увеличилось, в то время как содержание водорода и кислорода в гольцах снизилось. Это указывает на то, что после пиролиза больше водорода и кислорода из стеблей кукурузы было выделено в летучие вещества (большая часть из которых образует воду), в то время как больше углерода было накоплено в угле. Содержание серы и азота было выше, чем в сырье.Содержание золы в гольцах было намного выше, чем в сырых стеблях кукурузы. Кроме того, теплотворная способность угля превышала 21,48 МДж / кг, что намного больше, чем у сырья (15,75 МДж / кг), что означает, что можно использовать полукокс в качестве топлива. Эти результаты аналогичны результатам предыдущих исследований (Fu et al , 2009, 2011).

Из-за высокой зольности угля зола может оказать серьезное воздействие на котел, когда полукокс используется в качестве топлива. Определены температура плавления и состав золы.Таблица 4 показывает, что температура плавления древесной золы была выше, чем сырьевой золы. Это связано с тем, что содержание Al 2 O 3 и SiO 2 (которое может повысить температуру плавления золы) в древесной золе было выше, чем в золе сырья, в то время как содержание K 2 O (которое может снижение температуры плавления золы) содержание в золе полукокса было ниже, чем в золе сырья. С повышением температуры пиролиза температура плавления золы полукокса увеличивалась с 1118 до 1148 ° C.Это связано с тем, что содержание Al 2 O 3 и SiO 2 увеличилось, в то время как содержание K 2 O уменьшилось. Однако масштабы увеличения были небольшими.

Таблица 4. Свойства полукокса, полученного при различных температурах

Распределение серы и азота в продуктах

Во время пиролиза стеблей кукурузы сера и азот в сырье распределялись между тремя продуктами. Распределение серы и азота в газообразных, жидких (бионефти) и твердых продуктах показано на рис.5. Распределение серы и азота показало сходные тенденции в трех фазах. С повышением температуры содержание серы и азота, распределенных в гольцах, уменьшалось, а распределенных в бионефти и газе увеличивалось. Сера, распределенная в гольцах, составляла около 60 мас.%. Распределение азота в углях уменьшалось с 74,18 до 46,52 мас.% С повышением температуры пиролиза. Использование полукокса в качестве топлива в котле может снизить нагрузку на котел по десульфурации и денитрификации по сравнению с непосредственным сжиганием сырья в котле.Распределение серы и азота в жидкой фазе было намного больше, чем в газовой фазе.

Рис. 5. Распределение серы (а) и азота (б) в продуктах пиролиза

Свойства теплоносителя

Также были проанализированы характеристики теплоносителя, как показано в таблице 5. Небольшие изменения теплоносителя произошли до и после экспериментов. Теплоноситель просто давал тепло для пиролиза.Ни процесс пиролиза, ни биомасса не влияли на теплоноситель. Таким образом, зола теплоносителя может и дальше попадать в котел CFB и не повлияет на работу котла.

Таблица 5. Свойства теплоносителей до и после экспериментов

ВЫВОДЫ

  1. При повышении температуры пиролиза с 430 до 620 ° C выход полукокса снизился с 44,72 до 31,58 мас.%, Выход газа увеличился с 14,78 до 22,20 мас.%, А выход жидкости достиг максимального значения 45.40 мас.% При 510 ° C.
  2. Компоненты газового продукта включали CO, CO 2 , H 2 , CH 4 и C 2+ . На молекулы CO и 2 приходилось более 75 об.% Газового продукта. Повышение температуры пиролиза значительно снизило содержание CO 2 , не сильно повлияло на содержание CO и увеличило содержание H 2 , CH 4 и C 2+ .
  3. Выход биомасла достиг максимального значения 14.24 мас.% При 510 ° C. Легкое масло в биомасле составляло более 69,12 мас.% Биомасла во всем исследованном диапазоне температур пиролиза.
  4. Теплотворная способность угля превысила 21,48 МДж / кг, что намного больше, чем у сырья.
  5. Содержание золы в гольцах было намного больше, чем в сырых стеблях кукурузы. Температура плавления золы полукокса была выше, чем у золы сырья.
  6. После пиролиза содержание серы в гольцах составляло примерно 60 мас.% от общей серы и содержание азота в голье уменьшилось с 74,18 до 46,52 мас.% при повышении температуры пиролиза.
  7. Характеристики теплоносителя до и после экспериментов мало изменились. Он просто давал тепло для пиролиза.

ССЫЛКИ

Аклкгоз, К., Онай, О., и Коккар, О. М. (2004). «Быстрый пиролиз льняного семени: выходы продуктов и составы», J. Anal. Прил. Пирол . 71 (2), 417-429.DOI: 10.1016 / S0165-2370 (03) 00124-4

Ангин Д. (2013). «Влияние температуры пиролиза и скорости нагрева на биоугля, полученный пиролизом жмыха семян сафлора», Biochar. Технол . 128, 593-597. DOI: 10.1016 / j.biortech.2012.10.150

Бриджуотер, А. В., и Пикок, Г. В. К. (2000). «Процессы быстрого пиролиза биомассы», Renew. Sust. Energ. Ред. 4 (1), 1-73. DOI: 10.1016 / S1364-0321 (99) 00007-6

Балат, м., Балат, м., Киртай, Э., и Балат, Х. (2009). «Основные пути термопреобразования биомассы в топливо и химикаты. Часть 1: Системы пиролиза », Energy Convers. Управляйте . 50 (12), 3147-3157. DOI: 10.1016 / j.enconman.2009.08.014

Браун, Дж. Н., и Браун, Р. К. (2012). «Оптимизация процесса шнекового пиролизера с теплоносителем с использованием методологии поверхности отклика», Bioresour. Technol. 103 (1), 405-414. DOI: 10.1016 / j.biortech.2011.09.117

Chen, Y.Q., Yang, H.P., Wang X.Х., Чжан С. Х., Чен Х. П. (2012). «Система пиролитической полигенерации на основе биомассы при пиролизе хлопковых стеблей: влияние температуры», Биоресурсы. Технол . 107, 411-418. DOI: 10.1016 / j.biortech.2011.10.074

Демирал И., Аян Э. А. (2011). «Пиролиз виноградного жома: влияние условий пиролиза на выход продукта и характеристики жидкого продукта», Bioresour. Технол . 102 (4), 3946-3951. DOI: 10.1016 / j.biortech.2010.11.077

Demiral, İ., Eryazıcı, A., and ensöz, S. (2012). «Производство бионефти путем пиролиза кукурузного початка ( Zea mays L.)», Biomass Bioenerg. 36, 43-49. DOI: 10.1016 / j.biombioe.2011.10.045

Думан, Г., Окутуцу, К., Укар, С., Шталь, Р., Яник, Дж. (2011). «Медленный и быстрый пиролиз семян вишни», Биоресурсы. Технол . 102 (2), 1869–1878. DOI: 10.1016 / j.biortech.2010.07.051

Fu, P., Hu, S., Xiang, J., Sun, L. S., Li, P. S., Zhang, J. Y., и Zheng, C.Г. (2009). «Пиролиз стеблей кукурузы на характеристику нагара, образующегося при различных условиях удаления летучих веществ», Energy Fuels 23 (9), 4605-4611. DOI: 10.1021 / ef

8y

Фу, П., И, В. М., Бай, X. Y., Ли, З. Х., Ху, С., и Сян, Дж. (2011). «Влияние температуры на состав газа и структурные особенности полукокса пиролизованных сельскохозяйственных остатков», Биоресурсы. Технол . 102 (17), 8211-8219. DOI: 10.1016 / j.biortech.2011.05.083

Хорн, П. А.и Уильямс П. Т. (1996). «Влияние температуры на продукты мгновенного пиролиза биомассы», Топливо 75 (9), 1051-1059. DOI: 10.1016 / 0016-2361 (96) 00081-6

Лян П., Ван З. Ф. и Би Дж. К. (2007). «Исследование характеристик процесса моделирования сжигания в циркулирующем псевдоожиженном слое в сочетании с пиролизом угля», Fuel Process. Технол . 88 (1), 23-28. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2006.05.005

Ляо, К. П., Янь, Ю. Дж., Ву, К. З. и Ханг, Х.Т. (2004). «Исследование распределения и количества ресурсов остатков биомассы в Китае», Biomass Bioenerg. 27 (2), 111-117. DOI: 10.1016 / j.biombioe.2003.10.009

Львов, Г. Дж., И Ву, С. Б. (2012). «Аналитические исследования пиролиза кукурузного стебля и трех его основных компонентов с помощью TG-MS и Py-GC / MS», J. Anal. Прил. Пирол . 97, 11-18. DOI: 10.1016 / j.jaap.2012.04.010

Миддлтон, С. П., Патрик, Дж. У. и Уокер, А. (1997). «Высвобождение азота и серы из угля при пиролизе и частичной газификации в псевдоожиженном слое», Топливо 76 (13), 1195-1200.DOI: 10.1016 / S0016-2361 (97) 00118-X

Махинпей, Н., Муруган, П., Мани, Т., и Райна, Р. (2009). «Анализ биомасла, биогаза и биоугля в результате пиролиза пшеничной соломы под давлением с использованием трубчатого реактора», Energy Fuels 23 (5), 2736-2742. DOI: 10.1021 / ef8010959

Пютюн, А. Э., Онал, Э., Узун, Б. Б., и Озбай, Н. (2007). «Сравнение« медленного »и« быстрого »пиролиза табачных остатков», Ind. Crops Prod . 26 (3), 307-314. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2007.03.011

Цюй, X., Лян, П., Ван, З. Ф., Чжан, Р., Сун, Д. К., Гонг, X. К., Ган, З. X., и Би, Дж. К. (2011). «Пилотная разработка процесса полигенерации сжигания в циркулирующем псевдоожиженном слое в сочетании с пиролизом угля», Chem. Англ. Technol. 34 (1), 61-68. DOI: 10.1002 / ceat.201000202

Рэй, К. Д., Ма, Л., Уилсон, Т., Уилсон, Д., МакКрири, Л., и Виденбек, Дж. К. (2014). «Потенциал преобразования котлов на биомассе в восточной части США», Renew.Энергия 62, 439-453. DOI: 10.1016 / j.renene.2013.07.019

Саидур Р., Абдельазиз Э. А., Демирбас А., Хоссейн М. С. и Мехилеф С. (2011). «Обзор биомассы как топлива для котлов», Renew. Sust. Energ. Ред. . 15 (5), 2262-2289. DOI: 10.1016 / j.rser.2011.02.015

Шен, Н., Кар, Ю. (2011). «Пиролиз жмыха семян черного тмина в реакторе с неподвижным слоем», Biomass Bioenerg. 35 (10), 4297-4304. DOI: 10.1016 / j.biombioe.2011.07.019

Шафизаде, Ф.(1982). «Введение в пиролиз биомассы», J. Anal. Прил. Пирол . 3 (4), 283-305. DOI: 10.1016 / 0165-2370 (82) 80017-X

Шен, Д. К., и Гу, С. (2009). «Механизм термического разложения целлюлозы и ее основных продуктов», Биоресурсы. Technol. 100 (24), 6496-6504. DOI: 10.1016 / j.biortech.2009.06.095

Цай, В. Т., Ли, М. К., и Чанг, Ю. М. (2007). «Быстрый пиролиз рисовой шелухи: выходы продуктов и составы», Биоресурсы. Технол .98 (1), 22-28. DOI: 10.1016 / j.biortech.2005.12.005

Учар, С., и Карагез, С. (2009). «Медленный пиролиз зерен граната: влияние температуры на урожайность продукта и свойства биомасла», J. Anal. Прил. Пирол . 84 (2), 151-156. DOI: 10.1016 / j.jaap.2009.01.005

Уильямс, П. Т., и Беслер, С. (1996). «Влияние температуры и скорости нагрева на медленный пиролиз биомассы», Renew. Энергия 7 (3), 233-250. DOI: 10.1016 / 0960-1481 (96) 00006-7

Ян Х.П., Ян, Р., Чен, Х. П., Ли, Д. Х., Лян Д. Т. и Чжэн, К. Г. (2006). «Механизм пиролиза отходов пальмового масла в насадочном слое», Energy Fuels 20 (3), 1321-1328. DOI: 10.1021 / ef0600311

Занзи Р., Шёстрём К. и Бьёрнбём Э. (1996). «Быстрый высокотемпературный пиролиз биомассы в реакторе свободного падения», Топливо 75 (5), 545-550. DOI: 10.1016 / 0016-2361 (95) 00304-5

Чжан П.Д., Ян Ю.Л., Тянь, Ю.С., Ян, Х.Т., Чжан, Ю.К., Чжэн, Ю.Х., и Ван, Л.С. (2009). «Развитие биоэнергетической промышленности в Китае: дилемма и решение», Renew. Sust. Energ. Ред. 13 (9), 2571-2579. DOI: 10.1016 / j.rser.2009.06.016

Чжэн, Дж. Л. (2008). «Пиролизное масло от быстрого пиролиза стеблей кукурузы», J. Anal. Прил. Пирол. 83 (2), 205-212. DOI: 10.1016 / j.jaap.2008.08.005

Статья подана: 13 февраля 2015 г .; Рецензирование завершено: 12 апреля 2015 г .; Полученные и принятые изменения: 1 мая 2015 г .; Опубликовано: 6 мая 2015 г.

DOI: 10.15376 / biores.10.3.3839-3851

Как мы используем пиролиз | HERU

Можно простить вас, если вы подумаете, что пиролиз — это хирургическая процедура из прошлого или даже какая-то форма исторического исследования, исследования или древнего искусства.

Для тех из вас, кто, возможно, не знаком с этим выражением, пиролиз — это термохимическая обработка, которую можно применить к любому органическому продукту на основе углерода.

Но это не просто термохимическая обработка, это сердце и душа HERU.

Вы видите, что пиролиз — это, по сути, нагревание ресурсов глубоко в животе HERU, позволяя ему превращать повседневные «вредные» предметы, такие как пластмассы, подгузники, чашки для кофе и продукты питания, в энергию, которую можно использовать для подогрева воды. системы и производить газ для бытовых / коммерческих котлов.

Заправка будущего

Преобразование веществ в нефть, синтез-газ или синтез-газ, а также уголь (произведенный в отсутствие кислорода) — это старинная технология, лежащая в основе революционной технологии HERU.

И в сочетании с нашей революционной инновацией в области тепловых трубок, которая была разработана и запатентована совместно с Университетом Брюнеля в Лондоне, камера пиролиза является самой эффективной из когда-либо разработанных для низкотемпературной обработки.

С практической точки зрения, пиролиз входит во вторую стадию общего процесса HERU. Ему предшествует этап 1 — сушка, а затем следует этап 3 — сжигание.

Запатентованные тепловые трубки позволяют распределять тепло по всей камере.Затем это снижает энергию, необходимую для нагрева камеры, и обеспечивает больший контроль над процессом пиролиза без движущихся частей внутри камеры.

Что еще более важно, сочетание пиролиза и передовой технологии тепловых трубок HERU позволяет осуществлять высокоэффективный низкотемпературный процесс пиролиза, создавая продукты, которые используются для топлива дома.

Значительная экономия углерода

Дома, которые работают на дуэли с использованием энергии, вырабатываемой HERU, и солнечной энергии, по оценкам, сберегут в среднем 1 200 кг CO2 в домохозяйстве.И, если принять его во всех 27 млн ​​домохозяйств Великобритании, можно будет сэкономить 32,4 миллиона тонн углерода, что эквивалентно 8,8% от общего объема выбросов углерода в Великобритании *. И это только домашние хозяйства, только представьте, чего можно достичь, если бы бизнес тоже принял HERU….

Пиролиз может быть устаревшим методом лечения, но нет ничего старого в том, как он используется для питания первого в мире гибридного котла и позволяет HERU стать новым героем в борьбе с загрязнением пластмассой и глобальным потеплением, а также помочь в движении к возобновляемым формам. упаковки.

Хотите узнать больше о том, как HERU может помочь наполнить ваш мир энергией и в то же время без особых усилий снизить воздействие на окружающую среду? Или, может быть, вы хотите увидеть пиролиз в действии? Свяжитесь с нами по телефону 01386 425808 или [email protected]

Физико-химические свойства бионефти пиролиза лигноцеллюлозной биомассы при высокой и медленной скорости нагрева | Нанда | Энергетические и экологические исследования

Физико-химические свойства бионефти пиролиза лигноцеллюлозной биомассы с высокой и медленной скоростью нагрева

  • Сонил Нанда
  • Правакар Моханти
  • Януш Козинский

    0

  • Аджай 900
    Абстрактные

    Бионефть — это основной продукт пиролиза биомассы, который потенциально может быть использован в двигателях, котлах, печах и турбинах для производства тепла и электроэнергии.После каталитической модернизации биомасла могут использоваться в качестве топлива для транспорта благодаря улучшению их топливных свойств. В этом исследовании биомасла, полученные из лигноцеллюлозных биомасс, таких как пшеничная солома, тимофеевка и сосновый лес, оценивались путем пиролиза с медленной и высокой скоростью нагрева при 450 ° C. Пиролиз с низкой скоростью нагревания (2 ° C / мин) привел к низким выходам биомасла и большому количеству биохардов, тогда как пиролиз с высокой скоростью нагрева (450 ° C / мин) давал значительное количество биомасла с пониженным выходом биоугля.Физико-химический и композиционный анализы бионефти были выполнены с помощью исследований углерод-водород-азот-сера (CHNS), теплотворной способности, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR), газовой хроматографии-масс-спектрометрии (GC-MS. ), электрораспылительной ионизации-масс-спектрометрии (ESI-MS) и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Выход биомасла, полученного из трех биомасс, составлял 40-48 мас.% При пиролизе с высокой скоростью нагрева и 18-24 мас.% При пиролизе с низкой скоростью нагрева.Химические компоненты, идентифицированные в биомаслах, были разделены на пять основных групп, таких как органические кислоты, альдегиды, кетоны, спирты и фенолы. Процентные интенсивности водород и углеродсодержащих частиц были рассчитаны на основе 1 H и 13 C-ЯМР. Изучение биомасла из травяных и древесных биомасс выявило их потенциал для замены ископаемого топлива и биохимического производства.

    пиролиз | BioEnergy Consult

    Вы знаете пословицу: мусор для одного — сокровище для другого.Когда дело доходит до рекуперации энергии из твердых бытовых отходов, обычно называемых мусором или мусором, это сокровище может быть особенно полезным. Вместо того, чтобы занимать место на свалке, мы можем перерабатывать мусор для производства энергии для питания наших домов, предприятий и общественных зданий.

    В 2015 году Соединенные Штаты получили около 14 миллиардов киловатт-часов электроэнергии от сжигания твердых бытовых отходов или ТБО. Семьдесят один завод по переработке отходов в энергию и четыре дополнительных электростанции сожгли около 29 миллионов тонн ТБО в США.С. того года. Однако только 13 процентов отходов страны превращается в энергию. Около 35 процентов перерабатывается или компостируется, а остальное попадает на свалки.

    Восстановление энергии путем сжигания

    Преобладающей технологией для установок по производству энергии из ТБО является сжигание, которое включает сжигание мусора при высоких температурах. Подобно тому, как некоторые предприятия используют уголь или природный газ в качестве источников топлива, электростанции также могут сжигать ТБО в качестве топлива для нагрева воды, которая создает пар, вращает турбину и производит электричество.

    Несколько методов и технологий могут сыграть роль в сжигании мусора для производства электроэнергии. Самый распространенный тип мусоросжигательных заводов — это так называемые установки массового сжигания. Эти агрегаты сжигают мусор в одной большой камере. Предприятие может сортировать ТБО перед отправкой в ​​камеру сгорания для удаления негорючих материалов и вторсырья.

    Эти системы сжигания с массовым сжиганием используют избыточный воздух для облегчения перемешивания и обеспечения доступа воздуха ко всем отходам. Многие из этих установок также сжигают топливо на наклонной подвижной решетке, чтобы еще больше перемешать отходы.Эти шаги жизненно важны, потому что твердые отходы несовместимы и их содержание варьируется. Некоторые предприятия также измельчают ТБО перед перемещением в камеру сгорания.

    Установки газификации

    Еще один метод преобразования мусора в электричество — газификация. Этот тип завода по переработке отходов в энергию не сжигает ТБО напрямую, а вместо этого использует их в качестве сырья для реакций, в результате которых образуется топливный газ, известный как синтез-газ или синтез-газ. Этот газ обычно содержит окись углерода, двуокись углерода, метан, водород и водяной пар.

    Подходы к газификации различаются, но обычно включают высокие температуры, среду с высоким давлением, очень мало кислорода и измельчение ТБО до начала процесса. К распространенным методам газификации ТБО относятся:

    • Пиролиз, при котором кислород практически отсутствует, парциальное давление и температура от 600 до 800 градусов Цельсия.
    • Системы с подачей воздуха, в которых вместо чистого кислорода используется воздух и температура от 800 до 1800 градусов Цельсия.
    • Плазменная или плазменно-дуговая газификация, при которой используются плазмотроны для повышения температуры до 2 000–2800 градусов Цельсия.

    Синтез-газ можно сжигать для производства электроэнергии, но он также может быть компонентом при производстве транспортного топлива, удобрений и химикатов. Сторонники газификации сообщают, что это более эффективный метод преобразования отходов в энергию, чем сжигание, и может производить около 1000 киловатт-часов электроэнергии из одной тонны ТБО. При сжигании в среднем производится 550 киловатт-часов.

    Проблемы преобразования ТБО в энергию

    Превращение мусора в энергию кажется идеальным решением.У нас много мусора, и нам нужно производить энергию. Установки по переработке ТБО в энергию решают обе эти проблемы. Однако относительно небольшое количество отходов превращается в энергию, особенно в США

    .

    Типовая схема завода по переработке ТБО

    Этот недостаток может быть вызван в основном первоначальными затратами на строительство завода по переработке отходов в энергию. В краткосрочной перспективе гораздо дешевле отправлять мусор прямо на свалку. Некоторые люди считают, что эти процессы производства энергии слишком сложны и дороги.В частности, газификация имеет репутацию слишком сложной задачи.

    Экологические проблемы также играют роль, поскольку при сжигании отходов могут выделяться парниковые газы. Хотя современные технологии могут сделать сжигание отходов более чистым процессом, их сторонники по-прежнему жалуются, что это слишком грязно.

    Несмотря на эти проблемы, по мере того, как накапливается мусор, а мы продолжаем искать новые источники энергии, заводы по переработке отходов могут начать играть более важную роль в наших процессах производства энергии и управления отходами.Если мы подойдем к этому ответственно и эффективно, это может стать очень жизнеспособным решением некоторых проблем, с которыми сталкивается наше общество.

    Что лучше, эффективный котел или пиролизная система?

    Волокна и скорлупа пальмовых ядер (ПКС) представляют собой твердые отходы производства пальмового масла, которые
    производятся в производстве CPO на этой фабрике. Количество клетчатки и ПКС
    отходов довольно много, что составляет около 20% каждой грозди свежих фруктов
    (FFB) или почти такой же, как произведенный CPO. Завод по производству пальмового масла с
    Производительность 60 тонн / час FFB может производить до 8 волокон.1 тонна на
    час или 194,4 тонны в сутки и ПКС 3,3 тонны / час в час или 79,2
    тонн в сутки. И поскольку они оба являются отходами, обычно
    утилизация отходов изначально не рассматривается, в том числе для использования
    в качестве топлива в котлах на заводах по производству пальмового масла для производства электроэнергии
    и пар. При использовании волокна и ПКС для котельного топлива обычно используется 100%
    волокна и около 30% ПКС. В этих условиях оставшиеся 70%
    PKS можно использовать для других целей, в том числе для продажи или даже
    экспортируется.

    Когда скорлупа становится коммерческим товаром и спрос возрастает,
    на заводах по производству пальмового масла старые неэффективные котлы заменяются новыми.
    которые имеют высокий уровень эффективности. Таким образом, 100% PKS не
    дольше используется для котельного топлива и требует только волокна в качестве топлива. В этом
    условия начинает происходить смена парадигмы мышления, то есть когда
    твердые отходы практически не замечаются и считаются проблемой,
    тогда это становится важной частью дополнительного дохода и
    можно даже предположить, что если оболочка будет успешно продана, то она будет
    достаточно, чтобы покрыть эксплуатационные расходы завода по производству пальмового масла.Наверняка что-то интересное, если производство CPO (сырая пальма
    нефть) с 0% эксплуатационных расходов, так что прибыль становится все более привлекательной
    особенно на фоне недавнего снижения цен на CPO.

    Еще одна вещь, которую можно сделать, — это использовать установку пиролиза, чтобы запустить
    котел. При пиролизе используется не только клетчатка, но и пустые фрукты.
    связка (EFB). EFB — это твердые отходы производства пальмового масла, которые на сегодняшний день имеют
    вообще не использовался. Помимо производства энергии, пиролиз также
    производит продукцию в виде древесного угля (biochar).Хотя древесный уголь (biochar)
    также может использоваться в качестве источников энергии, но в производстве пальмового масла
    компании использование biochar для плантаций может быть более совместимым. В
    использование биоугля на плантациях пальмового масла в основном используется для экономии удобрений,
    что является одним из основных компонентов затрат (около 30%) в CPO
    производственный бизнес. На площади 20 тыс. Га масличных пальм.
    плантаций, стоимость удобрений оценивается в рупий. 71,50 миллиарда
    (около 5 миллионов долларов США) в год или рупий. 35.75 миллиардов (около 2,5 долларов США).
    млн) в год на каждые 10 000 га, подробнее пожалуйста
    читайте здесь.
    Заводы по производству пальмового масла с большим видением, безусловно, стараются максимизировать свои
    потенциал с целью максимизации прибыли от добычи к переработке
    производственная деятельность. С помощью Biochar также можно добиться увеличения
    производительность FFB, подробнее читайте здесь.

    Применение biochar будет проще в Индонезии, чем в
    Малайзия, это потому, что почти все маслобойни в Индонезии также
    имеют плантации пальмового масла, в то время как в Малайзии комбинаты обычно не
    имеют собственные плантации пальмового масла.Индустрия пальмового масла также имеет
    важную роль для двух стран, потому что Индонезия и Малайзия
    крупнейшие производители CPO и владельцы крупнейших плантаций пальмового масла в
    мир сегодня. Производство пальмового масла составляет около 7%
    ВВП Малайзии и 3% ВВП Индонезии, поэтому его роль нельзя игнорировать.
    Как пиролизные, так и высокоэффективные котлы, отходы биомассы могут быть
    используется в качестве источника энергии, и 100% ПКС могут быть реализованы на коммерческой основе, но
    с пиролизом
    лучше потому что отходы EFB тоже можно перерабатывать, есть biochar
    продукт (пока только зола, если только при обычном горении) для
    Экономия удобрений на пальмовых плантациях и выхлопных газах
    котлы завода по производству пальмового масла также чисты, потому что они сжигают газ
    (синтез-газ), полученный в процессе пиролиза.

    Требования к транспортировке биомасла быстрого пиролиза

    Бионефть быстрого пиролиза — это возобновляемое жидкое топливо, которое может заменить ископаемое топливо при производстве энергии. В Финляндии в настоящее время реализуются несколько проектов по производству пиролизного масла. В качестве нового продукта необходимо учитывать требования и условия транспортировки.

    Пиролизное масло — жидкое биотопливо, производимое, например, из биомассы или другого сырья, содержащего углерод.Пиролизное масло производится в пиролизерах, которые могут быть интегрированы в ТЭЦ или быть автономными. Обычные котлы ТЭЦ могут использовать неконденсированные пары и угольные остатки, что увеличит общую эффективность установок пиролизного масла и интеграции ТЭЦ. Интегрированная система подачи и транспортировки топлива также полезна для обоих процессов.

    В Финляндии в настоящее время реализуются несколько проектов по производству пиролизного масла из биомассы. Производственная мощность одного завода по производству пиролизного масла в Финляндии может составить до 100 000 тонн в год.Пиролизное масло является универсальным топливом, поскольку оно может заменить тяжелое жидкое топливо (HFO) при производстве тепла и электроэнергии. В будущем пиролизное масло также может стать одним из альтернативных видов топлива для судоходства, и его можно будет очищать для получения транспортного топлива и использовать в качестве химического вещества.

    Низкая теплотворная способность пиролизного масла составляет примерно половину теплотворной способности ископаемых масел (LFO и HFO). Пиролизное масло обычно является кислым, нестабильным при высоких температурах или в течение длительного периода хранения, сильно полярным и в основном нелетучим, содержащим большое количество химически растворенной эмульгированной воды.Из-за кислотности пиролизное масло будет классифицироваться как опасный груз на автомобильном, железнодорожном и водном транспорте.

    Решения для транспорта

    Возможными вариантами транспортировки пиролизного масла в Финляндии являются автомобильный, железнодорожный и водный транспорт. Однако в Финляндии пиролизное масло никогда не транспортировалось в больших объемах. Как жидкое пиролизное масло необходимо транспортировать в цистернах или в танк-контейнерах. Автоцистерны и цистерны в настоящее время являются наиболее распространенными видами транспорта для автомобильных и железнодорожных перевозок.Водный транспорт в основном использовался для импорта и экспорта, а внутренние водные пути — для перевозки необработанной древесины и сыпучих материалов (например, угля).

    инжир. 1 — Маркировка пиролизного масла при транспортировке

    При транспортировке опасных грузов маркировка требуется всегда, а также для автомобильного, железнодорожного и водного транспорта пиролизного масла. В маркировке (Рис. 1.) нижний номер ООН 3265 означает «Жидкость коррозионная, кислотная, органическая, н.у.к.» а 80 означает коррозионную активность (8) без какой-либо вторичной опасности (0).Для водного транспорта пиролизное масло также потребует классификации IMO.

    Пиролизное масло требует специального оборудования при погрузке, разгрузке и транспортировке. Все поверхности, контактирующие с продуктом, должны быть кислотостойкими. Подходящими материалами являются кислотостойкая сталь, такая как AISI 316L, или некоторые полимеры, такие как PTFE (тефлон). Подходящие прокладочные материалы могут быть, например, Витон и тефлон, которые обычно используются, например, для серной кислоты. Кислые продукты уже широко транспортируются, и имеется подходящее транспортное оборудование.Однако подходящее оборудование для автомобильных дорог, железных дорог, а также водных путей в настоящее время в какой-то мере используется, поэтому либо необходимы новые инвестиции, либо оборудование может освободиться от их текущих обязанностей.

    В Таблице I проиллюстрированы различные методы транспортировки для типичных размеров единиц и ориентировочных годовых транспортных потоков для объема 100 000 тонн в год. При расчетах предполагается, что вся продукция регулярно транспортируется одним способом. Обычно на практике логистическая цепочка может состоять из комбинации различных альтернатив.Для железнодорожного транспорта предполагается, что один поезд состоит из десяти химовозов, а танк-контейнеры перевозятся автомобильным транспортом с полуприцепом. Максимальная полезная нагрузка на единицу может варьироваться в зависимости от страны Европы.

    Таблица 1 — Различные методы транспортировки, размеры единиц и количество ежегодных перевозок с производительностью 100 000 тонн / год

    Подходящий метод транспортировки всегда тесно связан с производственными площадками и объектами конечных пользователей, существующими транспортными связями и годовыми объемами производства.Расстояние транспортировки также является очень важным фактором, и расположение завода определяет подходящие варианты и условия для транспортировки. Если объемы производства больше, производители могут инвестировать, например, по новым железнодорожным сообщениям и вагонной вместимости.

    Автомобильные дороги железные и водные пути

    Автоперевозки с грузовиком и прицепом в настоящее время являются наиболее экономичным и гибким вариантом, если на производственном предприятии нет железнодорожного сообщения или глубоководной гавани.Основными преимуществами автомобильного транспорта являются постоянный транспортный поток от производства до конечных пользователей и самый широкий охват. Преимущества для железнодорожного и водного транспорта — большие габариты на один транспорт. Железнодорожные перевозки будут хорошим вариантом для прямых внутренних маршрутов на дальние расстояния от завода до конечного потребителя. Если потребуется дополнительная погрузка и разгрузка, рентабельность железнодорожного транспорта может снизиться. Водный транспорт танкерами-химовозами — лучший способ крупномасштабного вывоза, когда размер одного груза составляет не менее 3 000 м³.Однако железнодорожный и водный транспорт в Финляндии имеют самые значительные ограничения. Железнодорожная сеть в Финляндии довольно обширна, но для практического использования железнодорожного транспорта вдоль нее должны располагаться производственные предприятия. Водному транспорту также необходимы химические порты и достаточные складские мощности для работы. По этим причинам автомобильные перевозки часто необходимы в какой-либо части логистической цепочки железнодорожного и водного транспорта в Финляндии.

    Пиролизное масло — это новый топливный продукт на европейских рынках, который, несомненно, создаст рабочие места в сфере поставок сырья, добычи нефти и транспортировки конечного продукта.При транспортировке пиролизного масла, например, Что касается грузовиков, то в Финляндии необходимы сотни перевозок ежегодно, если объем производства на завод может достигать 100 000 тонн в год. Эти большие объемы могут предложить операторам постоянные возможности для бизнеса.

    Требования и классификация для транспортировки пиролизного масла необходимы, потому что крупномасштабное производство должно быть коммерциализировано в Финляндии в ближайшие несколько лет. Пиролизное масло классифицируется как опасный груз при транспортировке, и его можно транспортировать всеми обычными способами транспортировки.Различные методы имеют ограничения, которые необходимо учитывать, а также национальное законодательство.