alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2016.23-24.042-050alternative-913Research ArticleЭНЕРГИЯ БИОМАССЫENERGY OF BIOMASSИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА, ПОЛУЧАЕМОГО МЕТОДОМ ДВУХСТАДИЙНОЙ ПИРОЛИТИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВSTUDY OF CHARACTERISTICS OF GASEOUS FUEL PRODUCED BY TWO-STAGE PYROLYTIC CONVERSION OF WOOD WASTEЗайченкоВ. М.ZaitchenkoV. M.

д-р техн. наук, заведующий отделом распределенных энергетических систем

D.Sc. (engineering), the Head of Distributed Power Systems department

v.a.lavrenov@gmail.comЛавреновВ. А.LavrenovV. A.

младший научный сотрудник

Junior Researcher

v.a.lavrenov@gmail.comСинельщиковВ. А.SinelshchikovV. A.

канд. физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник

Ph.D. (physics and mathematics), Leading Researcher

v.a.lavrenov@gmail.comФГБУН Объединенный институт высоких температур Российской академии наук д. 13, стр. 2, ул. Ижорская, Москва, 125412, РоссияРоссияJoint Institute for High Temperatures of the Russian Academy of Sciences 13/2 Izhorskaya st., Moscow, 125412, RussiaRussian Federation201623122016023-244250Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/913

Метод двухстадийной пиролитической переработки биомассы, сочетающий пиролиз исходного сырья и последующий гетерогенный крекинг летучих продуктов пиролиза на коксовом остатке, обеспечивает высокую степень энергетической конверсии исходного сырья в газ с высшей теплотой сгорания 11–12 МДж/м3. Рассмотрена возможность использования получаемого газа без предварительной очистки от смол в качестве топлива для электрогенерирующих установок на базе двигателя внутреннего сгорания. Приведены экспериментальные данные по удельному содержанию смол и влаги в получаемом газе и влиянию на них режимных параметров процесса переработки. Проанализированы возможные механизмы увеличения объема газа с ростом температуры в зоне крекинга летучих продуктов пиролиза.

Method of two-stage pyrolytic biomass processing, combining the feedstock pyrolysis and subsequent heterogeneous cracking of volatile pyrolysis products in charcoal bed, provides a high degree of energy conversion of feedstock into gas with a higher calorific value of 11–12 MJ/m3. The paper deals with the possibility of using the raw gas (without purification from tars) as a fuel for power generation plants based on the internal combustion engine. The paper presents experimental data on the specific content of tar and moisture in the product gas and their dependence of the processing parameters. Moreover, it analyzes potential mechanisms for increasing of the product gas volume which is observed with increasing of the cracking zone temperature.

биомассагазификацияпиролизгетерогенный крекингдвухстадийная пиролитическая конверсиякоксовый остатокпиролитические смолыbiomassgasificationpyrolysisheterogeneous crackingtwo-stage pyrolytic conversioncharcoaltarsReferencesИзменение климата, 2014 г.: Обобщающий доклад. Вклад Рабочих групп I, II и III в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата [основная группа авторов, Р.К. Пачаури и Л.А. Мейер (ред.)]. МГЭИК, Женева, Швейцария, 163 стр.Izmenenie klimata, 2014: Obobŝaûŝij doklad. Vklad Rabočih grupp I, II i III v Pâtyj ocenočnyj doklad Mežpravitel’stvennoj gruppy èkspertov po izmeneniû klimata [osnovnaâ gruppa avtorov, R.K. Pachauri, L.A. Meier (red.)]. MGÈIK, Geneva, Switzerland, 163 p. (in Russ.)BP Statistical Review of World Energy June 2016 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.bp.com/statisticalreview. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 01.11.16.).BP Statistical Review of World Energy June 2016. Available at: http://www.bp.com/statisticalreview (in Eng.).Панцхава, Е.С. Биогазовые технологии − радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии / Е.С. Панцхава // Теплоэнергетика. − 1994. − № 11. − С. 36–42.Panchava E.S. Biogazovye tehnologii – radikal’noe rešenie problem èkologii, ènergetiki i agrohimii. Teploènergetika.1994;(11):36–42 (in Russ.).Quoilina, S. Techno-economic survey of Organic Rankine Cycle (ORC) systems / S. Quoilina, M. Van Den Broekb, S. Declayea et al. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. − 2013. − Vol. 22. − P. 168–186.Quoilina S., Van Den Broekb M., Declayea S. et al. Techno-economic survey of Organic Rankine Cycle (ORC) systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013;(22):168–186 (in Eng.).McKendry, P. Energy production from biomass (part 2): conversion technologies / P. McKendry // Bioresource Technology. − 2002. − Vol. 83. − P. 47–54.McKendry P. Energy production from biomass (part 2): conversion technologies. Bioresource Technology. 2002;(83):47–54 (in Eng.).Rentizelas, A. Comparative techno-economic analysis of ORC and gasification for bioenergy applications / A. Rentizelas, S. Karellas, E. Kakaras et al. // Energy Conversion and Management. − 2009. − Vol. 50, − No 3. − P. 674–681.Rentizelas A., Karellas S., Kakaras E. et al. Comparative techno-economic analysis of ORC and gasification for bioenergy applications. Energy Conversion and Management. 2009;(50/3):674–681 (in Eng.).Гелетуха, Г.Г. Обзор технологий газификации биомассы / Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная // Эко-технологии и ресурсосбережение. − 1998. − № 2. − С. 21–29.Geletuha G.G., Zheleznaya T.A. Obzor tehnologij gazifikacii biomassy. Èkotehnologii i resursosbereženie. 1998;(2):21–29 (in Russ.).Milne, T.A. Biomass Gasifier “Tars”: Their Nature, Formation, and Conversion / T.A. Milne, R.J. Ev-ans, N. Abatzoglou. − Technical Report, 1998. − 204 p.Milne T.A., Evans R.J., Abatzoglou N. Biomass Gasifier “Tars”: Their Nature, Formation, and Conversion. Technical Report. 1998, 204 p (in Eng.).Chembukulam, S.K. Smokeless fuel from car-bonized sawdust / S.K. Chembukulam, A.S. Dandge, N.L. Kovilur et al. // Chem. Prod. Res. Dev. − 1981. − Vol. 20. − P. 714–719.Chembukulam S.K., Dandge A.S., Kovilur N.L. et al. Smokeless fuel from carbonized sawdust. Chem. Prod. Res. Dev. 1981;(20):714–719 (in Eng.).Батенин, В.М. Термические методы переработки древесины и торфа в энергетических целях / В.М. Батенин, А.В. Бессмертных, В.М. Зайченко и др. // Теплоэнергетика. − 2010. − № 11. − С. 36–42.Batenin V.M., Bessmertnyh A.V., ZaшсрenkoБатенин, В.М. Пиролитическая конверсия биомассы в газообразное топливо / В.М. Батенин, В.М. Зайченко, В.Ф. Косов и др. // Доклады Академии наук. − 2012. − Т. 446. − № 2. − С. 179–182.V.M. et al. Termičeskie metody pererabotki drevesiny i torfa v ènergetičeskih celâh. Teploènergetika. 2010;(11):36–42 (in Russ.).Зайченко, В.М. Двухстадийная термическая конверсия древесной биомассы в синтез-газ / В.М. Зайченко, В.В. Качалов, В.А. Лавренов и др. // Экология и промышленность России. − 2016. − Т. 20. − № 11. − С. 4–9.Batenin V.M., Zaшсрenko V.M., Kosov V.F et al. Pirolitičeskaâ konversiâ biomassy v gazoobraznoe toplivo. Doklady Akademii nauk. 2012;(446/2):179–182 (in Russ.).Антропов, А.П. Получение синтез-газа в процессе торрификации биомассы / А.П. Антропов, Р.Л. Исьемин, В.В. Косов и др. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и эко-логия» (ISJAEE). − 2011. − № 10. − С. 42–46.Zaichenko V.M., Kachalov V.V., Lavrenov V.A. et al. Dvuhstadijnaâ termičeskaâ konversiâ drevesnoj biomassy v sintez-gaz. Èkologiâ i promyšlennostэ Rossii. 2016;(20/11):4–9 (in Russ.).Morf, P. Mechanisms and kinetics of homogeneous secondary reactions of tar from continuous pyrolysis of wood chips / P. Morf, P. Hasler, T. Nussbaumer // Fuel. − 2002. − Vol. 81. − P. 843–853.Antropov A.P., Isemin R.L., Kosov V.V. et al. Polučenie sintez-gaza v processe torrifikacii biomassy. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2011;(10):42– 46 (in Russ.).Reed, T.B. Free energy of formation of binary compounds: an atlas of charts for high-temperature chemical calculations / T.B. Reed. – Cambridge, MA: MIT Press, 1971.Morf P., Hasler P., Nussbaumer T. Mechanisms and kinetics of homogeneous secondary reactions of tar from continuous pyrolysis of wood chips. Fuel. 2002;(81):843–853 (in Eng.).Reed T. B. Free energy of formation of binary compounds: an atlas of charts for high-temperature chemical calculations. Cambridge, MA: MIT Press, 1971 (in Eng.).Reed T. B. Free energy of formation of binary compounds: an atlas of charts for high-temperature chemical calculations. Cambridge, MA: MIT Press, 1971 (in Eng.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.