Биомасса как источник энергии стр.78

Углеродсодержащие материалы, такие, как биомасса или уголь, могут быть сжижены (или газифицированы) с помощью катализаторов в виде щелочноземельных металлов (например, Na2C03). В Албени (шт. Орегон) сооружена полупромышленная установка по сжижению отходов древесины производительностью 3 т/сут [30]. Первоначально работа проводилась на целлюлозном материале (городские отходы, остатки древесины) и навозе [31]. В процессе сжижения биомассы щелочные катализаторы стимулируют удаление кислорода из сырья при его рециркуляции в виде пульпы. Согласно последним экспериментальным данным, значительного превращения древесины в жидкое топливо можно добиться, проведя перед сжижением легкий кислотный гидролиз сырья.

Другие способы сжижения биомассы (например, экстрактивная переработка растений Euphorbia) рассматриваются в работе [4].

3.2. Основные уравнения

Для расчета технологического процесса пиролиза используются те же методы, что и в случае газификации биомассы. Однако при пиролизе в углистом веществе может оставаться половина углерода, содержащегося в исходном сырье. Поэтому трудно предсказать элементный состав и теплоту сгорания углистого вещества. Для этого необходимо использовать имеющиеся экспериментальные данные относительно исходного сырья и его пиролиза. Углистое вещество содержит большое количество углерода, немного влаги и большую часть золы, присутствующей в сырье. Для предсказания состава и теплоты сгорания получаемого топлива экспериментально определяют выход и состав горючих газов пиролиза: этана, пропана, ненасыщенных соединений и т.п.

Одним из продуктов пиролиза является вода, допустимое количество которой в биомассе, предназначенной для пиролиза, определяется

Рис. 3. Схема переработки биомассы методом рециркуляции исходного сырья.

/•о - скорость потока, масса/время; /^-основные продукты; -газы; - рециркулирующий поток; X - массовая доля биомассы; Х1 -неконвертируемая часть биомассы.

дуктов и других факторов;

- вторичный поток Р2 (в основном, газы) Р2 = (/беззол +

'^)(РРС)(/£;)-- <•*)

где У представляет собой коэффициент в уравнении (15), при этом предполагается, что вода (/н2о), поступающая в реактор, выходит в виде пара с потоком ^2.

С помощью уравнений (16) могут быть определены Рг, F3 и Х1 при условии, что для данной задачи определены величины /беззол./н2о и

Х0.

Дополнительные предположения;

1)    Удельное парциальное давление. Если СО играет роль активатора [уравнение (15)], то для обеспечения благоприятной кинетики процесса необходимо минимальное парциальное давление СО на впуске в реактор. В работе [33] оно принималось равным 13 800 кПа.

2)    Избыточный реагент. Для производства желаемого ассортимента продуктов при теоретическом расходе СО или других реагентов можно пользоваться уравнениями типа (15). Практически для улучшения кинетики реакции берется избыток реагентов, составляющий 20-80%; при этом следует учитывать потери газообразных реагентов как в результате растворения в жидкой фазе, так и в результате утечки, а также другие факторы. В работе [33] избыток реагента составлял 40%.


⇐ вернуться назад | | далее ⇒