Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ ПЛИТЫ НА БИОМАССЕ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.25-30.060-072

Полный текст:

Аннотация

Работа относится к области исследований термохимических процессов преобразования биомассы в энергию, в частности, созданию газогенераторных плит на биомассе для приготовления пищи. Благодаря высокой энергоэффективности и экологичности, газогенераторные плиты существенно превосходят традиционные печи прямого сжигания биомассы. Представлен теоретический анализ процессов газификации и горения топлива в плите (в данном случае обращенный микрогазификатор с открытым верхом). Газификация осуществляется в вертикальном микрогазификаторе плотного слоя топлива с зажиганием топлива сверху и подачей воздуха снизу. Термические процессы, протекающие в микрогазификаторе, можно разделить на три этапа: частичная газификация биотоплива, полная газификация полученного биоугля, прямое горение биоугля. Для экспериментальных исследований были созданы пилотные образцы ряда плит с объемом реактора 5,5–9,7 л и проведены их испытания на различных видах биотоплива (пеллеты из древесины хвойных пород, обрезки сосновых пиломатериалов, щепа из древесины лиственных пород, брикеты из соломы, шелуха подсолнечника, шелуха гречихи). В результате испытаний установлено, что КПД плит составляет около 30 %, что примерно в 3 раза больше, чем у традиционных печей прямого сжигания, предназначенных для приготовления пищи, а средняя тепловая мощность газогенераторных плит составила 0,71–1,78 кВт, что соответствует тепловой мощности бытовых плит на природном газе. Расход топлива и удельная интенсивность горения топлива определяются подачей воздуха. Для ориентировочных расчетов можно принять расход топлива 1 кг/час. Удельная интенсивность горения для исследованных видов топлива изменялась в диапазоне 27,5–60,6 кг/(м2 · час). Теплоизоляция корпуса плиты позволяет не только существенно сократить тепловые потери в окружающую среду, но и избежать ожогов при случайном прикосновении человека к плите. Плиты имеют следующие преимущества: экологичность; экономичность; мобильность. Потребителями плит могут быть жители негазифицированных районов, дачники, туристы. 

Об авторах

В. П. Клюс
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины
Украина

Владимир Павлович Клюс - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом возобновляемых органических энергоносителей

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094



С. В. Клюс
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины
Украина

Сергей Владимирович Клюс - кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела возобновляемых органических энергоносителей

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094



Н. М. Жовмир
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины
Украина

Николай Михайлович Жовмир - кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела возобновляемых органических энергоносителей ИВЭ НАН Украины, доцент кафедры возобновляемых источников энергии Киевского политехнического института

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094



А. Г. Дидковская
Институт возобновляемой энергетики НАН Украины
Украина

Анна Георгиевна Дидковская - кандидат технических наук, научный сотрудник отдела возобновляемых органических энергоносителей

д. 20А, ул. Гната Хоткевича, Киев, 02094



Список литературы

1. Глобальный альянс за чистые кулинарные изделия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.cleancookstoves.org. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 25.01.2018).

2. Твайделл, Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайделл. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 391 с.

3. Alexis, T. Belonio. Rice husk gas stove handbook / T. Belonio Alexis. – Philippines: Изд-во Central Philippine University, 2005. – 153 p.

4. Карп, И.Н. Исследование и внедрение процессов газификации углей и биомассы с целью замещения природного газа [Текст] / И.Н. Карп [и др.] // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2014. – № 4. – С. 3–11.

5. Кремнева К.В. Повышение эффективности двустадийного процесса газификации мелкодисперсной биомассы для когенерационных установок малой мощности: Автореф. дис. канд. техн. наук. Днипро, 2015.

6. Клюс С.В. Энергоэффективное преобразование биомассы в горючий газ и биоуголь в газогенераторах плотного слоя топлива: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 2016.

7. Пьяных К.Е. Развитие научных основ технологий замещения природного газа альтернативными топливами: Автореф. дис. докт. техн. наук. Киев, 2017.

8. Забарный, Г.Н. Использование растительных отходов для производства энергии [Текст] / Г.Н. Забарный, С.В. Клюс, Д.С. Довженко // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» (ISJAEE). – 2011. – № 8. – С. 100–106.

9. Клюс, С.В. Оценка и прогноз потенциала твердого биотоплива Украины [Текст] / С.В. Клюс, Г.Н. Забарный // Компрессорное и энергетическое машиностроение. – 2011. – № 2 (24). – С. 8–13.

10. Кремнева, Е.В. Разработка энергосберегающей технологии двухстадийной газификации биомассы для когенерационных установок [Текст] / Е.В. Кремнева // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2014. – № 6/8 (72). – С. 40–47.

11. Кремнева, Е.В. Исследование процесса пиролиза биомассы в плотном слое с учетом вторичной реакции разложения смолы / Е.В. Кремнева // Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика: сборник научных трудов. – Днепропетровск, 2011. – Вып. 3. – С. 142–154.

12. Карп, И.Н. Результаты лабораторных и промышленных испытаний газогенераторов периодического типа действия [Текст] / И.Н. Карп [и др.] // Инженерно-физический журнал. – 2015. – Т. 88. – № 3. – С. 722–729.

13. Пьяных, К.Е. Газификация как метод переработки отходов [Текст] / К.Е. Пьяных // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2015. – № 2. – С. 12–17.

14. Пат.122843 Украина, МПК (2017.01) F 24 B 1/00; F 24 C 15/00. Плита бытовая газогенераторная / Клюс В.П., Клюс С.В.; заявитель и патентообладатель Институт возобновляемой энергетики Национальной академии наук Украины. – № u 201708607; заявл. 23.08.2017; опубл. 25.01.2018, Бюл. № 2. – 4 с.

15. Исламов, С.Р. О новой концепции использования угля [Текст] / С.Р. Исламов // Уголь. – 2007. – № 5. – С. 67–69.

16. Степанов, С.Г. Технология совмещенного производства полукокса и горючего газа и угля [Текст] / С.Г. Степанов, С.Р. Исламов, А.Б. Морозов // Уголь. – 2002. – № 6. – С. 27–29.

17. Исламов, С.Р. Энерготехнологическая переработка углей / С.Р. Исламов. – Красноярск: Поликор, 2010. – 224 с.

18. Исламов С.Р. Энергоэффективное использование бурых углей на основе концепции «Термококс»: Автореф. дис. докт. техн. наук. Красноярск, 2010.

19. Гроо А.А. Интенсификация процессов теплои массообмена при слоевой газификации угля с использованием обратного дутья: Автореф. дис. канд. техн. наук. Новосибирск, 2007.

20. Померанцев, В.В. Основы практической теории горения / В.В. Померанцев. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 312 с.

21. Яворский, И.А. Физико-химические основы горения твердых ископаемых топлив и графитов / И.А. Яворский. – Новосибирск: Наука, 1973. – 291 с.

22. Канторович, Б.В. Основы теории горения и газификации твердого топлива / Б.В. Канторович. – М.: Изд-во АН СССР, 1958. – 593 с.

23. Лавров, Н.В. Введение в теорию горения и газификации топлива / Н.В. Лавров, А.П. Шурыгин. – М.: Изд-во АН СССР, 1962. – 215 с.

24. ГОСТ Р 50696-2006. Приборы газовые бытовые для приготовления пищи. Общие технические требования и методы испытаний. – Введ. 2007-01-01. – М.: Стандартинформ, 2006. – 76 с.

25. ГОСТ Р 54212-2010. Биотопливо твердое. Методы подготовки проб. – Введ. 2012-07-01. – М.: Стандартинформ, 2012. – 15 с.

26. ГОСТ Р 54186-2010. Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 1. Общая влага. Стандартный метод. – Введ. 2012-07-01. – М.: Стандартинформ, 2012. – 7 с.

27. ГОСТ Р 54185-2010. Биотопливо твердое. Определение зольности. – Введ. 2012-07-01. – М.: Стандартинформ, 2012. – 8 с.

28. ГОСТ Р 54220-2010. Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 1. Общие требования. – Введ. 2012-07-01. – М.: Стандартинформ, 2012. – 42 с.

29. Осьмак, А.А. Растительная биомасса как органическое топливо [Текст] / А.А. Осьмак, А.А. Серегин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий (ISSN 1729-3774). – 2014. – Т. 2/8(68). – С. 57–61.

30. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). – 3-е изд. – СПб: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. – 256 с.


Для цитирования:


Клюс В.П., Клюс С.В., Жовмир Н.М., Дидковская А.Г. ГАЗОГЕНЕРАТОРНЫЕ ПЛИТЫ НА БИОМАССЕ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2018;(25-30):60-72. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.25-30.060-072

For citation:


Klius V.P., Klius S.V., Zhovmir N.M., Didkоvska A.G. BIOMASS GAS GENERATOR STOVES. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2018;(25-30):60-72. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.25-30.060-072

Просмотров: 133


ISSN 1608-8298 (Print)