Мар 07 2004

Теплогенераторы малой мощности,

Опубликовано в 08:20 в категории Сбор и переработка отходов

Теплогенераторы малой мощности,

работающие на отходах древесины.

Кремнева Е.В.

Национальная Металлургическая академия Украины, .Днепропетровск

В процессе лесозаготовки и первичной разделки древесины до 60% ее переходит в отходы [2]. Количество древесных отходов, которые образуются в Украине, а также их энергетический потенциал представлены в таблице 1.[1]

Таблица 1

Тип отходов древесины

Количество, млн пл.м3

Энергетический потенциал,млн

т. у. т.

Невывезенная древесина на лесосеках (порубочные остатки ),W=50-60% p>

1.406

0.314

Отходы в гослесхозах при распиловке кругляка, W=40-45%

0.425

0.114

Отходы на ДОКах при изготовлении готовой продукции, W=25-30%

0.656

0.180

Дрова, вывозимые с лесосеки, W=40-45%

3.853

0.969

Всего

6.367

1.577

Для большинства районов Украины, сегодня наиболее доступным топливом являются отходы древесины, а также сельскохозяйственные отходы. Поставщиками данного вида топлива могут быть предприятия деревообрабатывающей промышленности (опилки, щепа, кора, обрезки), сельскохозяйственные предприятия (неиспользованная солома, лузга и т.д.).

Необходимо также учитывать, что в настоящее время переработкой органических отходов, как правило, занимаются те предприятия, на которых они накапливаются. Предприятия – производители отходов, как правило, заинтересованы в получение тепловой энергии для удовлетво-

рения собственных нужд, таким образом, целесообразно утилизировать отходы непосредственно на месте их получения. При этом исключаются затраты на транспортировку.

В настоящее время в качестве альтернативы газовым и мазутным отопительным установкам индивидуального пользования для домов с относительно невысоким уровнем потребления в тепловой энергии рассматриваются котлы на древесном топливе с предварительной газификацией  древесины [3].

Получение теплоты в виде горячего воздуха, пара и горячей воды из биомассы  экономически выгодно уже сейчас. Украина  обладает достаточным техническим потенциалом, чтобы начать собственное производство  котлов, которые используют в качестве топлива биомассу [1].

Данное направление довольно широко развито и продолжает развиваться за рубежом. Всего в Европе известны более100 производителей маломощных топок работающих на древесине, угле, соломе и других органических отходах сельского хозяйства, причем больше всего их  в Германии. При этом в качестве перечисленных видов топлива в предлагаемых установках в 59% используется древесина[6].

До последнего времени использование химической энергии твердого топлива для получения тепла осуществлялось в основном путем прямого сжигания топлива, осуществляемого различными способами. Основные технологии сжигания древесной биомассы достаточно подробно описаны в работе [4].

Несмотря на то, что прямое сжигание  представляет собой старейшую и наиболее развитую технологию получения энергии из биомассы до сих пор имеется потенциал для ее дальнейшего развития с точки зрения увеличения КПД и улучшения экологических характеристик.

Разрабатываемые в настоящее время новые теплогенераторы для переработки биомассы основаны на слоевом  обращенном сжигании [5].

В Национальной Металлургической Академии Украины в течение ряда лет разрабатываются отопительные устройства малой мощности для получения горячего воздуха и воды, работающие на биомассе.

В данной работе предложен  способ регулируемого сжигания биомассы с предварительной ее газификацией  с целью получения горячего воздуха.

 На рисунке 1 представлен экспериментальный образец теплогенератора, предназначенный для получения горячего воздуха с температурой 80-850С. Тепловая мощность данного агрегата составляет 20-25кВт, площадь поверхности нагрева 1,5м2. В качестве топлива в опытах использовались отходы древесины с размером кусков от 5 до 20см, влажностью 18-25%.

 Газификатор представляет собой вертикальную шахту, куда сверху загружаются отходы древесины. Собственно газификация происходит в нижней части газогенератора в высокотемпературной зоне при температуре порядка 8000С куда подается необходимое, регулируемое количество воздуха (первичный воздух). Первичный воздух вместе с горячими газами обеспечивает подсушку топлива, отвод водяных паров которые вместе с продуктами газификации поступают в зону горения расположенную ниже. Сюда же подается вторичный воздух необходимый для сжигания продуктов газификации (вторичный воздух). Заканчивается горение в зоне дожигания. Таким образом, в газогенераторе представляющем собой вертикальную шахту можно выделить, но ходу топлива три зоны: зону запаса топлива, зону подсушки, пиролиза горения и газификации топлива  и зону дожигания продуктов газификации и древесного угля. В зависимости от вида древесины одной загрузки хватает на 2-4 часа работы.

КПД данного агрегата составляет 80-85%.

К недостаткам данного типа теплогенераторов можно отнести ограничения по содержанию в сырье мелкодисперсной фракции. Преимуществами такого способа сжигания являются:

· возможность регулирования тепловой мощности теплогенератора в широком диапазоне нагрузки, как на стадии газификации топлива, так и на стадии дожигания путем перераспределения потоков воздуха;

·  возможность автономной работы длительное время;

· высокий коэффициент поленого действия;

· малое гидравлическое сопротивление котла (25-35Па) позволяет работу на естественной тяге, что делает возможным эксплуатацию агрегата без затрат электроэнергии.

Перечень Ссылок

1. Г.Г. Гелетуха, Т.А.Желєзная, Тишаєв С.В., Кобзар С.Г., Копєйкін К.О.. Концепція розвитку біоенергетики в Україні. Інститут технічної теплофізики НАН України Науково – технічний центр “Біомасса” ГО “Енергія майбутнього століття”, Київ – 2001.

2. В.И. Ягодин, Ю.Д. Юдкевич/ Новый Энерготехнологический комплекс “ПОЛИКОЗ” для производства древесного угля и тепловой энергии из лесосечных отходов. Нетрадиционная энергетика информационный бюллетень ст 63,№1- 2002

3. Газификатор древесины – отопительный котел и солнечная установка. Отопительная техника для домов с малой потребностью в энергии. Holzvergaser-Heizkessel und Solaraniage. Heiztechnik  fur Niedrigenergiehauser/ Sibbertsen Jan // Ikz – Haustechn. – 2000. – 55, №3. – с. 34,36,38-39.-Нем.

4. Г.Г. Гелетуха, Т.А.Железная ./ Обзор современных технологий сжигания древесины с целью выработки тепла и электроэнергии. Часть1 – Экотехнологии и ресурсосбережение, №5 ,1999г.

5. И.И. Борисов, А.А. Халатов, / Теплогенераторы, работающие на биомассе: анализ рынка Украины. -  Промышленная теплотехника,  №1, 2002г.

6.Маломощные топки для древесины.Kleinfeuerungsanlagen fur Holz. Marktbedeutung und Schadstoffausstob / Hartmann Hans, laurhardt Thomas // Kund L Mag.-1996.-10,№5.-с.16,18,20.-Нем.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.