06.01.2003 21:59
Выполнены обзор и анализ состояния и перспектив развития технологий быстрого пиролиза биомассы в мире. Рассмотрены характеристики и области применения различных продуктов пиролиза. Проанализированы особенности технологий быстрого пиролиза, технические проблемы "и способы их разрешения. Приведена схема абляционного конусного пиролизного реактора и схема RTP-процесса быстрого пиролиза. Показано, что технологии быстрого пиролиза в целом еще не достигли коммерческого уровня. Имеются отдельные запатентованные Технологии, которые используются в коммерческих целях (например, RTP-технология, процесс Pyrocycling(tm)), и несколько демонстрационных установок, но основная часть установок является лабораторными или пилотными. Ключевые слова: биомасса, пиролиз, пиролизный реактор, пиротопливо.
Наряду с прямым сжиганием и газификацией пиролиз является эффективным методом термохимической переработки биомассы (БМ), промышленных и бытовых отходов и одновременно одной из наименее развитых технологий энергетического использования БМ. Пиролиз представляет собой процесс термического разложения органических соединений без доступа кислорода и происходит при относительно низких температурах (500-800 ╟С) по сравнению с процессами газификации (800-1300 ╟С) и горения (900-2000 ╟С).
Продукты пиролиза
Считается, что БМ (древесина) имеет химическую формулу CH1.400.6. Реакцию пиролиза БМ можно представить следующим образом: БМ + тепло = С (углистое вещество) + смолы + СО + СО2 + Н2 + Н2О + СН4 + СnНm. Первичными продуктами могут быть жидкость, твердое углистое вещество и газы в зависимости от вида и параметров процесса пиролиза, вторичными - энергия, топливо и химические продукты.
Жидкие продукты пиролиза вызывают большой интерес вследствие их высокой энергетической плотности и потенциальной возможности использования их в качестве жидкого топлива. Жидкость, образующуюся в процессе пиролиза, часто называют "масла", "пиротопливо", "биотопливо" или "смолы". Она близка по своему составу к БМ, имеет чуть большую теплоту сгорания (20-25 МДж/кг) и состоит из сложной смеси высокоокисленных углеводородов с содержанием воды до 20 % (мас.). Необработанное пиротопливо представляет собой густую черную смолянистую жидкость, выход которой может достигать до 80 % массы сухого сырья (при быстром низкотемпературном пиролизе). Пиротопливо может использоваться в качестве заменителя котельного топлива. Имеется опыт использования пиротоплива в газовых турбинах и дизельных двигателях.
Твердые продукты пиролиза. Твердым продуктом процесса пиролиза является углистое вещество (QНP = 30 МДж/кг), выход которого может достигать 30-35 % массы сухого сырья при карбонизации и медленном пиролизе. Углистое вещество может использоваться в качестве топлива (в основном для бытового применения в каминах), а также для технологических нужд промышленности (металлургической, электроугольной, фармакологической, для очистки воды и газов).
Газообразные продукты пиролиза представляют собой обычно среднекалорийный газ (QHP = 15-22 МДж/нм3), а при частичной газификации низкокалорийный газ (QHP = 4-8 МДж/нм3). Выход газообразного топлива может доходить до 70 % массы сухого сырья при высокотемпературном быстром пиролизе. Состав газа зависит от сырья и параметров процесса. Эти продукты имеют высокий уровень углеводородов (в частности, метана). Теплотворная способность повышается, если использовать газ пока он горячий и содержит относительно много смол. Такой газ обычно используется в самом процессе пиролиза для поддержания температуры процесса и сушки исходного сырья.
Химические продукты. В составе продуктов пиролиза выявлено несколько сотен химических составляющих. Все большее внимание уделяется регенерации отдельных химических соединений (левоглюкозан и гидроксиуксусный альдегид) или их семейств (полифенолы) из продуктов пиролиза. Более высокая ценность отдельных химических продуктов по сравнению с топливом могла бы сделать выгодным извлечение этих продуктов даже при их небольших концентрациях. Интегральный подход к проблеме получения химических продуктов и топлива открывает широкие возможности в этом направлении.
Технологии быстрого пиролиза БМ
Современные технологии пиролиза БМ могут быть разделены по таким характерным признакам: скорость нагрева (быстрый, медленный пиролиз); среда, в которой происходит пиролиз (вакуумный, гидропиролиз, метанопиролиз). Характеристики основных технологий пиролиза обобщены в табл.1.
При высоких скоростях нагрева (1000-10000 ╟С/с) до 650 ╟С с последующим быстрым гашением происходит конденсация промежуточных жидких продуктов. Доля образующегося углистого вещества минимальна, а при определенных обстоятельствах углистое вещество, по-видимому, вообще не образуется. При более высоких температурах процесса основным продуктом является газ. Пиролиз при высоких скоростях нагрева известен как быстрый, огневой или ультрапиролиз в соответствии со скоростью нагрева и временем протекания процесса, хотя различия между этими видами пиролиза определены нечетко.
Таблица 1
Характеристики Быстрый пиролиз, низкие температуры Быстрый пиролиз, высокие температуры Медленный пиролиз Карбонизация
Время процесса 1с 1 с 5-30 мин часы, дни
Размер сырья малый малый средний большой
Влажность сырья очень низкая очень низкая низкая низкая
Температура, ╟С 450-600 650-900 500-700 400-600
Давление, кПа 100 10-100 100 100
Газ:
выход, % массы сухого сырья до 30 до 70 до 40 до 40
теплота сгорания, МДж/нм3 10-20 10-20 5-10 2-4
Жидкость:
выход, % массы сухого сырья* до 80 ДО 20 ДО 30 до 20
теплота сгорания, МДж/кг 23 23 23 10-20
Твердое вещество:
выход, % массы сухого сырья до 15 до 20 20-30 30-35
теплота сгорания, МДж/кг 30 30 30 30
* Количество жидкости с учетом воды реакции и влаги сырья.
В настоящее время быстрый пиролиз утвердился как технология термохимической конверсии БМ со значительным потенциалом, особенно для высокого выхода жидкого топлива и химических продуктов. Этот тип пиролиза используется для получения максимального количества либо газа. либо жидкости в соответствии с установленной температурой процесса. Низкотемпературный быстрый пиролиз позволяет максимизировать долю жидкого продукта. Быстрый пиролиз является основным термохимическим способом прямого получения жидкости из БМ и отходов.
Состояние развития технологий БЫСТРОГО пиролиза биомассы в мире. В табл.2 и 3 отражено состояние развития современных технологий пиролиза, которые используются для получения пиротоплива.
Таблица 2
Организация, страна
Технология
Производительность по исходному сырью, кг/ч
Pasquali-ENEL, Италия GRES, Греция ЦКС
ЦКС
25
10
Red Arrow-Ensvn. США 2 реактора с КС 2500
ENEL-Ensyn, Италия Ensyn, Канада 2 реактора с КС
2 реактора с КС
650
100
VTT, Финляндия 2 реактора с КС КС 20
1
Union Fenosa-университет Ватерлоо, Испания
КС 200
Dynamotive-RTI, Канада КС 20
RTI, Канада КС 10
Университет Ватерлоо,
Канада КС 3
Schelde-BTG-Twente, абляционный
Нидерланды конусный 50
NREL, США вихревой 20
Астонский университет, абляционный
Великобритания пластинчатый 5
КС 2
Pyrovac, Канада вакуумный
пиролиз 75
Примечание. ЦКС ≈ циркулирующий кипящий слой, КС ≈ кипящий слой.
Таблица 3
Организации, занимающиеся испытанием двигателей
Двигатель
Мощность, МВт,
Wartsila Diesel, Финляндия
Orenda, Канада
Onnrod Diesel, Великобритания
дизельный
газотурбинный
дизельный
1.5
2.5
0.25
Организация BTG (Нидерланды) занимается разработкой технологии быстрого пиролиза БМ в абляционном конусном реакторе. Реактор-прототип был сконструирован в университете Twente (Нидерланды), затем патент на технологию был выкуплен BTG. Создан реактор производительностью 50 кг/ч, и ведутся работы по созданию реактора производительностью 200 кг/ч.
Компания Dynamotive (Канада) в 1997 г. запустила пилотную установку с кипящим слоем производительностью по сырью 20 кг/ч, конструкция которой была разработана в Resource Transforms International (Канада). На установке производится отработка процесса пиролиза с целью создания демонстрационной установки производительностью 1 т/ч.
В Италии компанией ENEL периодически запускается пилотная установка производительностью 650 кг/ч, состоящая из Двух реакторов кипящего слоя. Установка разработана Ensyn (Канада). Один из запусков планировался на 1998 г. с тем, чтобы произвести в течение лета 200 т пиротоплива в основном по заказу фирм, отрабатывающих технологии получения из него электроэнергии. Дальнейшая работа установки зависит от наличия потребителя пиротоплива и планов ENEL.
В 1997 г. на установках компании Ensyn (Канада, Великобритания, США) было переработано 14.7 тыс. т сухой древесины и выработано 11 тыс. т пиротоплива, которое использовалось как котельное топливо для выработки тепла и электроэнергии, а также для производства химических продуктов. К 1998 г. планировалось увеличить производительность установок и начать строительство четырех новых: двух в Европе и двух в Северной Америке. Производительность установок должна составить 400 тыс. т сухой древесины и 300 тыс. т пиротоплива в год, из них около 90 тыс. т пиротоплива будет продано на рынке химических продуктов, 154 тыс. т будет продано как котельное топливо для выработки тепла и 56 тыс. т планируется использовать как топливо для выработки электроэнергии.
Организация NREL (США) с 1980 г. разрабатывает технологию абляционного вихревого пиролизного реактора, создан первый реактор производительностью 20 кг/ч. Вторая установка NREL была запущена в 1994 г. и перерабатывала БМ 30 кг/ч. однако в настоящее время она демонтирована и работает только первый реактор. На установке осуществляется двухступенчатый процесс высокотемпературного быстрого пиролиза: в вихревом реакторе производится пиролизный газ, во втором реакторе происходит его крекинг с образованием среднекалорийного газа. Кроме того. небольшая установка (диаметром 10 см) с кипящим слоем используется для исследования пиролиза разных видов сырья при различных условиях протекания процесса. В состав этой установки также входит крекинг-реактор с циркулирующим кипящим слоем. В середине 1996 г. исследования цеолитового крекинга были приостановлены. В дальнейшем крекинг-реактор, по-видимому, будет использоваться как пиролизный реактор с кипящим слоем.
В Италии компанией Pasquali была запущена установка производительностью 25 кг/ч с циркулирующим кипящим слоем и внутрицик-ловым сжиганием углистого вещества, разработанная ENEL (Италия). В настоящее время эта установка не работает по тем же причинам, что и другие установки компании ENEL.
Организация Pyrovac International Inc. (Канада) приобрела права на коммерческое использование процесса Pyrocycling(tm), разработанного в университете Laval и воплощенного на установке производительностью 75 кг/ч. Pyrocycling(tm) представляет собой вакуумный пиролиз в реакторе с горизонтальным движущимся слоем. Этот процесс предназначен для получения пиротоплива и химических продуктов в результате переработки БМ и отходов. Pyrovac собирается строить коммерческие установки, состоящие из модулей производительностью около 3 т/ч. Первая демонстрационная установка должна была быть создана в 1998 г. в провинции Квебек.
Канадская компания Resource Transforms International (RTI) разработала и запустила пи-ролизную установку с кипящим слоем производительностью 10 кг/ч новой конструкции (непрямой нагрев). В состав установки также входит скруббер и электростатический фильтр. Производятся пиротопливо и химические продукты. Другие более мелкие реакторы с кипящим слоем до сих пор используются для изучения различных видов сырья и условий протекания процесса быстрого пиролиза.
В Испании под руководством Union Fenosa с 1993 г. действует пиролизная установка производительностью 200 кг/ч с кипящим слоем, использующая технологию, разработанную в университете Waterloo (Канада). Исследованные виды сырья содержали древесину дуба, сосны, эвкалипта. Достигнутый выход пиротоплива - более 55 %. Union Fenosa тщательно следит за состоянием установки и модифицирует ее с целью повышения надежности работы и получения более качественного пиротоплива.
Организация VTT (Финляндия) имеет действующую установку производительностью 20 кг/ч, состоящую из двух реакторов с кипящим слоем. Кроме того, работают две лабораторные установки с кипящим слоем производительностью 1,0 и 0.1 кг/ч. В состав первой входит фильтр, в состав второй - крекинг-реактор. Лабораторные установки используются для изучения различных видов сырья, каталитического крекинга и других фундаментальных исследований.
В течение последних лет Европейские комиссии финансируют работу так называемой Пиролизной Сети - Pyrolysis Network (PyNe), которая объединяет исследователей процесса быстрого пиролиза в разных странах. В настоящее время в PyNe входят 15 европейских стран, а также США и Канада. PyNe позволяет ее членам обмениваться опытом и быть в курсе последних достижений в области развития технологий быстрого пиролиза, регулярно издает собственный журнал.
Особенности технологий быстрого пиролиза биомассы. Быстрый пиролиз позволяет превратить БМ в жидкость, которую легче и дешевле транспортировать, хранить и использовать, чем саму БМ. Процесс пиролиза энергетически самообеспечен, т.к. использование газообразных и твердых продуктов дает тепло, необходимое для самого процесса и для сушки БМ.
В проанализированы технические проблемы, связанные с процессом быстрого пиролиза:
- сушка сырья. Это требование особенно существенно, если сырье не является естественно сухим, например, солома. Поскольку влага образуется и в самом процессе пиролиза, пиротопливо всегда содержит по меньшей мере 15 % воды, которую удалить достаточно сложно;
- размер частиц БМ. Частицы должны быть достаточно малыми, чтобы удовлетворять требованиям технологии быстрого нагрева и обеспечивать высокий выход жидкого продукта. Это дорогостоящее требование, поэтому реакторы, использующие частицы большего размера, имеют преимущество;
- предварительная обработка. Для повышения выхода определенных химических продуктов и жидкого топлива применяется кислотная промывка;
- конструкция реактора. Исследование большого числа пиролизных реакторов различной конструкции показало, что многие из них отвечают основным требованиям технологии быстрого пиролиза. Наилучшая конструкция пока не установлена;
- способ нагрева. Основное ограничение на конструкцию реактора накладывает требование высокого уровня теплопередачи. В реакторах кипящего слоя тепло привносится в реактор с циркулирующими горячими твердыми частицами. Для абляционного реактора передача тепла в реактор осуществляется через стенку и является основным ограничением производительности;
- теплопередача. Теплопередача осуществляется либо при контакте газ - твердое тело, либо твердое тело - твердое тело. Последний вариант более эффективен и встречается в большинстве реакторов;
- температура реакции. Типичная температура, при которой выход жидких продуктов максимальный, составляет 500-520 ╟С для большинства видов древесной БМ;
- время существования продуктов пиролиза в паровой фазе. Этот параметр играет важную роль при получении некоторых химических продуктов, но он менее важен при получении жидких топлив;
- вторичный крекинг. Присутствие пара в течение длительного времени и высокие температуры вызывают, вторичный крекинг, первичных продуктов пиролиза, при этом снижается выход жидких топлив;
- отделение углистого вещества. Некоторое количество углистого вещества неизбежно уносится из циклонов и накапливается в жидкости. Произвести отделение достаточно трудно;
- сбор жидкостей. В течение длительного времени это было главной трудностью. На установках большого масштаба обычно используется определенный способ гашения или контакт с охлажденным жидким продуктом. Необходима тщательно продуманная конструкция установки, чтобы избежать забивания элементов оборудования тяжелыми конденсирующимися продуктами.
Технологии быстрого пиролиза можно классифицировать следующим образом:
- пиролиз в кипящем слое;
- абляционный пиролиз;
- пиролиз в ЦКС;
- пиролиз в двух реакторах КС;
- пиролиз в потоке.
Кроме того, пиролизные реакторы можно разделить на две большие группы в зависимости от способа нагрева системы: непрямой и прямой. Наилучшие с коммерческой точки зрения результаты достигнуты на установках с двумя реакторами кипящего слоя, которые имеют хороший потенциал для увеличения масштаба.
Абляционный пластинчатый реактор быстрого пиролиза. Абляциоиный пиролиз является одним из видов быстрого пиролиза и широко исследуется в настоящее время для получения жидких продуктовое высоким выходом. Этот вид пиролиза имеет потенциал для создания реактора с высокой" удельной производительностью, уменьшенными размерами, пониженными затратами и улучшенной возможностью управления процессом. Теплопередача происходит с помощью прямого контакта твердых частиц БМ с нагретой теплопередающей поверхностью реактора. Тепло передается поперек тонкой пленки пиролизной жидкости.
Исследования абляционного пластинчатого реактора быстрого пиролиза производительностью 5 кг/ч, который работает со средним размером частиц БМ около 6 мм, были проведены при следующих услювиях: температура горячей поверхности реактора - 450-600 ╟С, время пребывания частиц БМ в реакторе - 0.7-6.0 с, температура газо- или парообразных продуктов - 280-420 ╟С. Наибольший выход пиротоплива составлял 65.9 % (мас.) при 600 ╟С. Типичный выход воды в процессе быстрого пиролиза - 12 % (мас.).
Абляционный пиролиз по сравнению с другими видами быстрого пиролиза имеет две особенности: высокую относительную скорость движения между частицами БМ и нагретой поверхностью реактора (более 1.2 м/с) и высокое давление, прилагаемое к частицам (более 5*105 Н/м2), что приводит к значительным скоростям абляции (более 1 мм/с). На рис.1 приведена принципиальная схема абляции частицы в реакторе. Абляционный эффект достигается с помощью четырех асимметрично расположенных лопаток, вращающихся со скоростью до 200 об/мин. Использование вращающихся лопаток является эффективным способом быстрой абляции относительно крупных частиц.
Абляционный КОНУСНЫЙ реактор быстрого пиролиза разработан в 1989-1993 гг. в университете Twente (Нидерланды). Реактор представляет собой вращающийся конус, через стенки которого подводится тепло, необходимое для осуществления реакции пиролиза. Частицы БМ загружаются через нижнюю часть конуса вместе с горячим песком. Под действием центробежных сил смесь частиц БМ и песка продвигается по спиральной траектории вдоль стенок конуса. Конструкция реактора не предусматривала использования несущего газа. Процесс пиролиза характеризовался коротким временем пребывания в реакторе твердых частиц (0.5 с) и паров пиролиза (0.3 с).
Рис.1. Принципиальнад схема абляции частицы: 1 - пары пиролиза и газообразные продукты; 2 - частица биомассы (древесная щепа); 3 - направление давления на частицу биомассы. 4 - вращающаяся лопатка: 5 - направление перемещения частицы биомассы (относительная скорость 1.2 м/с); б - горячая поверхность реактора (625оС); 7 - пленка жидкого продукта; 8 - древесный уголь.
Следующим этапом развития конструкции реактора была установка неподвижного конуса внутри вращающегося. Блокировка внутреннего пространства вращающегося конуса была выполнена для уменьшения времени пребывания паров пиролиза в реакторе в целях предотвращения вторичного крекинга. В дальнейшем конструкция совершенствовалась. На рис.2 приведена схема одной из последних конструкций.
Реактор состоит из вращающегося конуса (далее - конус), внутри которого расположен неподвижный конус. Процесс быстрого пиролиза протекает в свободном пространстве между конусами. Нижняя часть конуса погружена в кипящий слой, сформированный частицами песка и потоком азота. В отличие от прототипа данного реактора, в нижней части конуса имеется ряд больших отверстий. Под действием разрежения, возникающего при вращении конуса, частицы песка всасываются в конус через эти отверстия.
Рис.2. Схема абляционного конусного пиролизного реактора: 1. - трубка для загрузки биомассы, 2 - неподвижный конус: 3 - циклон; 4 - трубка для возврата песка в кипящий слой конуса; 5 - вращающийся конус; б - отверстия; 7 - подвод газа для возврата песка в кипящий слой конуса; 8 - кипящий слой конуса; 9 - канал для подвода воздуха в камеру сгорания; 10 - канал для подвода азота в кипящий слой конуса; 11 - отверстия; 12 - кипящий слой камеры сгорания; 13 - канал для выхода продуктов сгорания; 14 - канал для выхода паров пиролиза.
БМ в реактор подается через водоохлаждаемую трубку. В реакторе происходит тесный контакт частиц БМ и горячего песка. Поток, состоящий из смеси песка, БМ и углистого вещества, переходит через край конуса и попадает в кипящий слой. Далее одна часть потока через отверстия 11 направляется в кипящий слой камеры сгорания, а другая снова попадает в конус. Таким образом осуществляется внутренняя рециркуляция, позволяющая частицам БМ несколько раз пройти через зону реакции.
Перемещение потока из первого кипящего слоя 8 во второй 12 происходит за счет разности давлений. В кипящем слое камеры сгорания происходит сжигание углистого вещества, за счет чего компенсируются потери тепла и образуется тепловая энергия, необходимая для нагрева БМ и протекания эндотермической реакции пиролиза. Для возможности работы установки в автотермическом режиме в пиролизном реакторе поддерживается восстановительная атмосфера, а в кипящем слое камеры сгорания - окислительная. Возврат горячего песка из камеры сгорания в кипящий слой конуса происходит по вертикальной трубке, частично погруженной во второй кипящий слой. Пары пиролиза удаляются из реактора по каналу, который начинается у основания внутреннего неподвижного конуса.
Описанный пиролизный реактор представляет собой пилотную установку, тестовые испытания которой проведены в университете Twente. Расход сырья - 10 кг/ч, частота вращения конуса - 240 об/мин. В результате пиролиза сосновых опилок получены следующие результаты: выход пиролизной жидкости - 50-65 % массы сырья при 480-510 ╟С; выход пиролизного газа (состоящего из СО, СО3, СН4 и небольшого количества Н2) - до 15 % (мае.); выход углистого вещества - около 10 % (мас.).
В 1994 г. BTG начала разработку абляционного реактора быстрого пиролиза с вращающимся конусом производительностью 50 кг/ч. Сейчас эта установка действует в Китае в сельскохозяйственном университете. В настоящее время BTG работает над созданием пилотной установки производительностью по БМ 200 кг/ч. Установка уже изготовлена и проходит испытания в BTG.
RTP-npouecc быстрого пиролиза биомассы. RTP-процесс (Rapid Thermal Processing) является патентованной собственностью компании Ensyn Technologies Inc. (Канада) и представляет собой технологию термохимической конверсии БМ с высоким выходом легких несмолянистых жидкостей. В качестве сырья могут использоваться древесина, древесные отходы, лигнин, целлюлоза, отходы сельского хозяйства, сырая нефть, тяжелые мазуты, тяжелые продукты перегонки нефти, асфальт, битум, из-" ношенные автомобильные шины, бумажные отходы, отстой сточных вод.
В 1984 г. Ensyn начала развитие RTP-технологии. После того, как технология стала известной в мире, различные исследовательские институты стали принимать участие в ее развитии. Следствием этого явилось первое коммерческое использование RTP-технологии на установке в Wisconsin (США) в 1989 г. Установка частично обеспечивала пиротопливом коммунальные предприятия в городе. В 1993 г. компанией Red Arrow в Wisconsin была запущена вторая RTP-установка, перерабатывающая до 60 т сырья в день. На установке производится пиротопливо для котлов, химически чистый уголь и пищевые химические продукты.
После этого Ensyn подписала пять контрактов на создание установок по производству жидкого топлива и химических продуктов производительностью от 1 до 110 т сырья в сутки. В Европе первая RTP-установка введена в действие в Umbria (Италия) при сотрудничестве с компанией ENEL. В настоящее время Ensyn руководит работой нескольких установок в Европе и Северной Америке. Все коммерческие установки оснащены компьютерным управлением и работают круглосуточно.
Пиротопливо, получаемое по RТР-технологии, пригодно для прямого сжигания в котлах взамен традиционных видов топлива. Для использования в газовых турбинах и дизельных двигателях необходимо улучшить качество RTP-пиротоплива. Оно также может подвергаться дальнейшей обработке для получения пищевых ароматических веществ или других ценных химических продуктов. Пиротопливо RTP-процесса течет и прокачивается при комнатной температуре. Его теплота сгорания примерно такая же, как и исходного сырья.
RTP-процесс осуществляется в пиролизной установке с двумя реакторами циркулирующего кипящего слоя при атмосферном давлении. Принципиальная схема процесса показана на рис.3. Предварительно подготовленная БМ из бункера поступает в пиролизный реактор с циркулирующим кипящим слоем твердого инертного материала (песка) в потоке рециркулирующего газа. Нагрев БМ происходит за счет тепла, вносимого в слой с твердым инертным материалом.
Рис.3. Принципиальная схема RTP-пропесса быстрого пиролиза и использования пиротоплива в газотурбинном двигателе ГТ 2500: 1 - бункер БМ; 2 - пиролизный реактор; 3 - камера сгорания: 4 - продукты сгорания; 5 - твердое инертное вещество; 6 - углистое вещество; 7 - циклон; 8 - циклон; 9 - первая ступень конденсации; 10 - водяной теплообменник; 11 - вторая ступень конденсации; 12 - пиротопливо; 13 - пиротопливный насос; 14 - рециркулирующий газ; 15 - подача воздуха; 16 - отвод золы; 17 - газодувка рециркулирующего газа; 18 - предварительный подогреватель пиротоплива; 19 - отвод загрязняющих веществ; 20 - система подготовки пиротоплива; 21 - электрогенератор; 22 - планетарная коробка передач; 23 - газотурбинный двигатель ГТ 2500.
Песок нагревается при сгорании части пиролизного газа и углистого вещества в камере сгорания с кипящим слоем. Пиролизный газ после реактора поступает в циклоны. Твердое инертное вещество и углистое вещество, уловленные циклонами, поступают в камеру сгорания для нагрева и сжигания соответственно. Выделение жидкого пиротоплива происходит на первой и второй ступенях конденсации. Циркуляция пиротоплива в системе конденсации и его подача к турбине осуществляется пиротопливным насосом. Рециркуляция пиролизного газа и его подача в камеру сгорания осуществляется газодувкой.
В промышленном масштабе типичный выход пиротоплива при переработке твердой древесины влажностью 10 % составляет около 74 % (мас.). Пиролизная жидкость RTP-процесса однофазная и не смешивается с тяжелыми смолами, которые являются продуктами традиционного (медленного) пиролиза или побочными продуктами газификации.
Дата публикации: 12 июня 2000
Источник: SciTecLibrary.com
ЭНЕРГЕТИКА, ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА И БИЗНЕС
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.