БИОМАССА Как источник энергии

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС

Выход и состав продуктов пиролиза зависят от температуры реакции и времени пребывания в реакционной зоне (табл. 3). Данные, приво - Таблица 3. Продукты завода пиролиза фирмы Occidental

Выход при 500СС, исходя из сухого сырья, поступающего в реактор

Углистое вещество 20%

С

48,8 масс.%

Н

3,3

Высшая теплота сгорания

. N

1,1

S

0,4

19100 кДж/кг

А

0,3

Зола

33,0

О

13,0

100,0

Топливная жидкость 40%

С

57,0 масс.%

Н

7,7

Высшая теплота сгорания

N

1,1

24600 кДж/кг

S

0,2

А

0,3

Зола

0,5

О

33,2

100,0

Газ 30%

Н2

12 мол. %

СО

37

- Высшая теплота сгорания

Со2

37

15,0 МДж/им3

СН4

6

С2Н4

3

С2Н6

1

Сз

1

С* +

2

H2S

0,8

Неї

0,2

100,0

Вода 10%

П-89

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС

Твердые городские отходы, 10864 Охлаждающая жидкость, 493

Материалы первого этапа

Рис. 3. Общий энергетический баланс по высшей теплоте сгорания.

Значения приводятся в кДж/кг сырья. Чистый тепловой к. п. д. = пиротопливо/твердые городские отходы + + охлаждающая жидкость = 31%; энергетическое отношение = производство пирс топлива/энергия, расходуе­мая в процессе производства = 6,93.

Димые на рис. 3, относятся к пиролизу за один проход, а не к общему выходу. Газ и углистое вещество, как указывалось выше, сжигаются в качестве источника топлива для процесса. Конечными продуктами пи­ролиза являются пиротопливо, вода, зола и топливный газ.

Выход продуктов пиротоплива (табл. 4), считая на невысушенные отходы, составляет 25%. На долю алюминия, стекла и черных металлов

Таблица 4. Суммарный состав продуктов

Поступающие отходы

Продукты

Бумага

34,13

Пиротопливо

Пищевые

От-

Ходы

2,13

(20% влаги)

Садовые

От-

Бросы

12,40

Алюминий

Древесина

1,73

Стекло

Пластмасса

1,73

Черные металлы

Резина

0,40

Кожа, текстиль

1,07

Черные

Ме-

Таллы

5,33

Цветные

Ме-

Таллы

0,93

Стекло

5,73

Различные

Ма-

Териалы

10,00

Вода

24,40

Итого

100,00

Таблица 5. Материальный баланс процесса пиролиза за однократный проход

Номер і

І наименование потока

2

3

12

15

Компоненты

Поступа­

Сверхга-.

Сырье

Сырье,

Сверхга­

Ющие

Баритные

После

Поступа­

Баритные

Отходы

Отходы

Первого

Ющее на

Предметы

Измельчения классифика-

После

Цню

Классифи­

Воздухом

Кации

Воздухом

Органические вещества

53,61

0,87

52,74

63,44

50,95

Черный металл

5,33

0,59

4,74

0,48

Цветные металлы

0,93

0,93

1,22

0,12

Стекло

5,73

5,73

6,15

2,03

Различные материалы

10,00

0,30

9,70

13,25

4,37

Вода

24,40

0,24

24,16

30,11

22,58

Общая масса

100,0

2,00

98,00

114,65

80,05

Энергоемкость, кДж на

1 кг сухой массы

14357

10368

14452

15247

17064

Зола, масс. %

28,72

44,70

28,34

24,62

14,61

Вода, масс. %

24,40

12,21

24,65

26,26

28,20

Примечание. Основа расчета: 100 масс, единиц поступающих отходов.

Таблица 6. Материальный баланс процесса пиролиза

Номер и наименование потока

23 49 53 57 58 55

Компоненты----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Сырье для Рецирку - Дополни- Образую - Выход Пиро - пи роли за лирующее тельная щаяся стекла топливо

Углистое жидкость вода вещество

Газ — — — — 6,20 — Пиротопливо — — — — — 16,75 Вода 2,05 — — 10,52 0,42 4,18 Охлаждающая жид­кость — — 0,89 — — — Сухое твердое веще­ство 47,79 14,39 — — — —

Общая мас­са 49,84 14,39 0,89 10,52 6,62 20,93

Примечание. Основа расчета: 100 масс, единиц поступающих отходов.

16

21

23

25

8

40

36

37

42

Сырье,

Вторичное

Сырье

Тяжелый

Черный

Черный

Стекло

На сельско­

Алюми­

Поступа­

Измельчение для

Воздушный

Металл

Металл

Хозяйст­

Ний

Ющее

Пиролиза

Классифи­

Венные

Иа сито

Катор

Поля

50,95

41,12

■ 45,77

12,47

0,01

0,16

0,17

0,10

0,47

4,47

0,47

0,12

1,10

0,11

0,71

2,03

0,20

0,36

4,12

4,40

0,52

0,03

4,37

0,88

1,66

8,88

4,34

2,30

1,84

2,05

7,53

5,86

59,79

44,04

49,84

34,57

4,47

0,48

4,56

11,00

0,84

17064

18286

18046

11385

2261

2233

163

7551

4274

14,61

8,06

9,24

45,90

87,77

87,91

99,00

71,23

79,33

3,85

4,18

4,11

21,77

1,01

1,06

3,41

53,29

3,16

Приходится 11%. Из отходов получают топливные газы, жидкое топли­во и остаток, используемый в качестве удобрения полей.

Общий энергетический баланс представлен на рис. 3: процесс энерге­тически самообеспечен и чистый тепловой к. п. д. может достигать 31%; отношение получаемой энергии к расходуемой составляет 6,93. Под­робные данные о материальном и энергетическом балансе основных по­токов для секции пиролиза приведены в табл. 5, а для всего отделения пиролиза-в табл. 6.

Таблица 7. Характеристика котельного топлива № 6 и пиротоплива

Характеристика Котельное Пиротопливо

Топлива топливо № 6

Состав, масс.%

TOC \o "1-3" \h \z С 85,7 57,0

Н 10,5 7,7

S 0,7-3,5 0,2

. С1 — 0,3

Зола 0,05 0,5

N 2,0 1,1

О 2,0 33,2

Удельная плотность 0,98 1,30 Энергоемкость

КДж/кг 42300 24600

КДж/л 41 500 32000

Температура застывания, °С 18-29 32

Температура вспышки, °С 66 56

Вязкость кинематическая, мм2/с при 88°С 1000 28001'

Прокачиваемость до температуры, °С 46 71

Распыление до температуры, °С 105 116

11 Пиротопливо, содержащее 14% воды (рыночное качество).

К следующему заключению:

«Лабораторные испытания пиротоплива, полученного на полупромышлен­ной установке, показали, что оно или смеси его с котельным топливом № 6 мо­гут успешно использоваться в качестве топлива в коммунальных котельных, ос­нащенных соответствующим оборудованием для перекачки и распыления топ­лива».

Стабильность горения пиротоплива и смесей его с котельным топли­вом № 6 такая же, как и при сжигании только котельного топлива № 6. Кроме того, в отходящих газах содержится значительно меньшее коли­чество несгоревшего углерода при избытке кислорода свыше 2%.

Несмотря на то что пиротопливо не смешивается с котельным топ­ливом № 6, вместе они представляют собой мелкодисперсную систему, сгорающую удовлетворительно. Сжигание такого топлива в комму­нальных котельных позволяет, во-первых, значительно уменьшить кор­розионное действие пиротоплива на малоуглеродистую сталь и, во - вторых, снизить содержание серы в котельном топливе № 6, которое без этого может применяться только в крайних случаях.

БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энер­гетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.

Кислород

Микроорганизмы, ответственные за производство этанола фермента­цией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из на­чального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.

Тепловой и энергетический к. п. д

Для составления энергетического баланса необходимо точно опреде­лить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из си­стем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеаль­ной.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.