16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/341/6091445.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 09 (341) май 2018 года

Как правильно жарить пеллеты

Топливные гранулы в виде древесных пеллет являются выгодным горючим. Можно ли сделать пеллеты еще лучше по теплоте сгорания?

Выдающийся русский мастер и один из самых просвещенных людей своего времени Николай Львов (Великие архитекторы. Львов. – М., 2017) в своей книге «Русская пиростатика» конца XVIII столетия утверждал, что камины в нашем климате служат только для красоты и что для тепла от них мало толку. А вот жарить в нашем климате древесные пеллеты – дело отнюдь не для красоты, а весьма полезное, и организовать его возможно, например, по интересному способу, изложенному в патенте РФ на изобретение за номером RU 2623225.



Основы физики и технологии

Под технологическим процессом торрефакции (torrefaction – англ.) подразумевается термическая обработка в данном случае древесных пеллет либо биомассы вообще без доступа кислорода с помощью специальной технологической установки, называемой реактором. В определенной мере, если говорить о сущности торрефакции, такой технологический процесс можно отнести к пиролизу биомассы. Торрефакция реализуется при температурах, диапазон которых может составлять от 240 до 320 градусов Цельсия. Время же выдержки (экспозиции) биомассы в реакторе может исчисляться несколькими минутами либо даже достигать 3,5 часа.

Любой реактор для торрефакции биомассы, в том числе древесных пеллет, выполняет две главные функции. Во-первых, в нем осуществляется процесс нагрева биомассы до температуры торрефакции. Этот процесс может, при необходимости, сопровождаться и удалением избыточной влаги из исходной биомассы. Во-вторых, в реакторе обеспечивается поддержание требуемой температуры торрефакции при экспозиции в нем биомассы.



Как работает оборудование

Если классифицировать реакторы в зависимости от их системы нагрева биомассы, то можно сказать, что они бывают с прямым и непрямым нагревом. Принцип действия каждого из таких реакторов вытекает из названия самой системы нагрева биомассы.

Действие торрефакционных реакторов с прямым нагревом биомассы основано на непосредственном ее контакте с теплоносителем. Он находится в газообразном состоянии. Реакторы с непрямым нагревом биомассы для осуществления технологического процесса ее торрефакции работают по принципу косвенного соприкосновения биомассы с теплоносителем через проводящую тепло стенку. В качестве теплоносителя может использоваться масло, пар либо даже дымовые газы.

Установлено (П. Евич, З. Шедива, В. О. Дубровин. Современное состояние и перспективы карбонизации биомассы методом торрефакции (torrefaction)// Труды 8‑й Международной научно-технической конференции «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». Москва. ВИЭСХ. 16‑17 мая 2012 г. В 5‑ти ч. Ч. 4. Возобновляемые источники энергии. Местные энергоресурсы. Экология. – М., 2012. – С. 273‑278), что качество получаемого после торрефакции топливного продукта зависит от ряда факторов при использовании реактора той или иной системы.

Так, в реакторах с прямым нагревом биомассы газообразным теплоносителем важно учитывать его вихревое движение и распределение по объему реактора. При торрефакции биомассы в реакторах с непрямым нагревом важен учет времени ее контакта с обеспечивающей теплопередачу поверхностью.



Торрефакцию усилит кислород

Таким образом, технологический процесс торрефакции древесных пеллет по своему технологическому замыслу представляется весьма нехитрым. Он чем‑то подобен процессу поджаривания, к примеру, ломтиков картофеля либо картофельных палочек. Только протекает процесс торрефакции в несколько других технологических условиях.

Указанные выше технологические параметры процесса торрефакции биомассы будут влиять на качество конечного (товарного) топливного продукта в виде поджаренных древесных пеллет.

Вот здесь исследователям и разработчикам технологий, оборудования для торрефакции биомассы предоставляется сегодня широкое поле для творческих изысканий.

Более того, кроме варьирования температуры торрефакции и временем экспозиции биомассы в реакторе, возможно совершенствование процесса торрефакции биомассы и путем различных технологических дополнений.

Как раз в качестве такого интересного примера ограничимся здесь лишь кратким рассмотрением технологического процесса обжаривания, в частности, древесных пеллет по патенту RU 2623225.

Кстати, сразу следует заметить, что в этом изобретении необычайно ярко просматривается положительное применение на практике логического приема инверсии (А. В. Ревенков, Е. В. Резчикова. Теория и практика решения технических задач: учебное пособие для студентов втузов. – М., 2008), когда компонент, не вполне свойственный классическому процессу торрефакции биомассы, намеренно вводится в этот процесс.

Упомянутый выше патент описывает оригинальный способ осуществления технологического процесса торрефакции биомассы в соответствующем торрефакционном реакторе, при котором обеспечивается получение обжаренной биомассы и торрефакционных газов. Согласно этому способу в реактор в первом его положении подают газ, который содержит кислород (!), таким образом, чтобы этот кислород вступил в химическую реакцию с компонентами торрефакционных газов, сопровождающуюся выделением теплоты.

Отвод торрефакционных газов из реактора осуществляют во втором положении этого реактора.
Необходимо отметить, что в первом положении реактор располагается ниже по потоку, если вести отсчет по отношению ко второму его положению относительно направления движения биомассы в реакторе. Поэтому движение торрефакционных газов в реакторе обеспечивается в противоток движению биомассы. Сама же биомасса на входе в реактор имеет температуру, величина которой составляет от 30 до 230 градусов Цельсия.

Способ торрефакции биомассы, в том числе пеллет, раскрытый в содержании патента RU 2623225, дает ряд полезных практических эффектов, суть которых состоит в следующем. Во-первых, увеличивается выход энергии в процессе торрефакции биомассы. Во-вторых, обеспечивается повышение так называемой плотности энергии в поджаренном таким способом конечном биомассовом продукте (например, в древесных пеллетах).

Торрефакция как технологический процесс обжаривания биомассы, в том числе древесных пеллет, представляет собой интересное направление в современной биоэнергетике и с научной точки зрения, и по чисто практическим соображениям. Выше была рассмотрена лишь очень малая доля технологических приемов совершенствования данного процесса.

Биотопливо, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Возобновляемая энергетика

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.