16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
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.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 09 (341) май 2018 года:

  • Гаджеты едут на дачу
    Гаджеты едут на дачу

    У жителей нашей страны еще с советских времен – культ дачи. Однако если раньше главным на даче был огород, то теперь многие просто уезжают за город, чтобы хорошо провести время на выходных, поесть шашлыка и отдохнуть от суеты. Какие электроприборы помогут хорошему отдыху? ...

  • Мирная эволюция: цифровые подстанции – новый шаг в энергетике
    Мирная эволюция:  цифровые подстанции –  новый шаг в энергетике

    В сфере энергетики в России происходят глобальные изменения, связанные с цифровизацией. Цифровые подстанции – новый подход, соединяющий решения в области электротехники и digital-сферы, который выводит решение задач эффективного управления энергетическими объектами на новый уровень. ...

  • Квадрокоптеры на службе энергетиков
    Квадрокоптеры на службе энергетиков

    В распоряжение специалистов МРСК Северо-Запада (входит в ГК ПАО «Россети») поступили 26 беспилотных летательных аппаратов – квадрокоптеров (БПЛА). ...

  • Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
    Цифровизация: от концепции – к практическим решениям

    Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...

  • «Академик Ломоносов» отправился в Певек
    «Академик Ломоносов» отправился в Певек

    Единственный в мире атомный плавучий энергоблок (ПЭБ) «Академик Ломоносов» 28 апреля покинул Балтийский завод в Санкт-Петербурге, где с 2009 г. велось его сооружение, и направился к месту своего базирования – на Чукотку. ...