Исследование продолжительности периода выхода летучих веществ при горении древесных гранул

Для создания высокоинтенсивных топочных устройств необходимо исследовать возможности интенсификации всех стадий горения твердого топлива. Рассмотрены особенности протекания термического разложения (термолиза) древесной гранулы (пеллеты) с выделением летучих веществ в топочном пространстве котла или теплогенератора. Расчет периода выхода летучих по известным зависимостям, полученным на основе медленного нагрева частиц древесины в инертной атмосфере, дает значения значительно больше наблюдаемых при горении. Описана методика проведения экспериментальных исследований по определению продолжительности периода выхода летучих веществ при термолизе древесных гранул диаметром 6 мм в условиях окислительной атмосферы в муфельной печи. Исследовано влияние температуры в печи, влажности и длины гранул. Экспериментально определенная продолжительность периода выхода летучих в окислительной атмосфере в 2-4 раза меньше расчетной для условий инертной атмосферы. Зависимость продолжительности периода выхода летучих от температуры имеет экспоненциальный характер, а от длины гранул по характеру близка к гиперболическому тангенсу. Продолжительность периода выхода летучих возрастает при увеличении длины гранул до 30 мм, а при дальнейшем увеличении длины остается постоянной. Продолжительность периода выхода летучих для древесных гранул с содержанием влаги W = 10,1% на 20% больше по сравнению с сухими гранулами.

биоэнергетика, древесные гранулы, пеллеты, горение, термолиз, летучие, выделение, продолжительность, bioenergy, wood pellets, combustion, thermolysis, volatile matter, release, duration

1. Гелетуха Г.Г., Желєзна Т.А., Жовмір М.М., Матвєєв Ю.Б., Дроздова О.І. Оцінка енергетичного потенціалу біомаси в Україні. Частина 1. Відходи сільського господарства та деревна біомаса // Промышленная теплотехника. 2010. Т. 32, № 6. С. 58-65.

2. Voglauer B., Rathbauer J. Austrian Biomass boiler Manufacturers. Survey. Austrian Bioenergy Centre GmbH, 2005.

3. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / Под ред. Н.В. Кузнецова. М.: Энергия, 1973.

4. Татищев С. В. Топочные устройства промышленных котельных. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956.

5. Зубенко В.И., Радченко С.В., Чаплыгин С.М., Жовмир Н.М. Технические возможности перевода малых котлов на сжигание биомассы. «Проблемы промышленной теплотехники»: Тезисы докладов VII международной конференции 23-27 мая 2011 г. / Институт технической теплофизики НАНУ // Промышленная теплотехника. 2011. Т. 33, № 7. С. 114.

6. Основы практической теории горения. Учебное пособие / Под ред. В.В. Померанцева. Л.: Энергия, 1973.

7. Біопаливо тверде. Методи визначання вмісту вологи висушуванням у сушильній шафі. Частина 1. Стандартний метод визначання загальної вологи: ДСТУ-П CTN/TS 14774-1:2012. К.: Мінекономрозвитку України, 2013.

8. Біопаливо тверде. Метод визначання вмісту золи: ДСТУ-П CEN/TS 14775:2012. К.: Мінеконом розвитку України, 2013.

9. Біопаливо тверде. Методи визначання щільності часток: ДСТУ-П CTN/TS 15150:2012. К.: Мінекономрозвитку України, 2013.

10. Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 1. Общие требования: ГОСТ Р 54220-2010 (ЕН 14961-1:2010). Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. М.: Стандартинформ, 2012.

11. Біопаливо тверде. Методи визначання вмісту летких речовин: ДСТУ EN 15148:2012. К.: Мінекономрозвитку України, 2013.

12. Древесина для производства энергии. Технология - окружающая среда - экономика / редактор Helle Serup / Центр технологий биомассы. Energistyrelsen Miljo-og Energiministeriet, 1999. www.ens.dk.