ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОРРЕФИКАЦИИ И ЕГО ВЛИЯНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТОРРЕФИКАЦИИ И СЖИГАНИЯ СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА НА ПИЛОТНОМ СТЕНДЕ

Объектом исследования является технология термохимического производства смесевого топлива с улучшенными теплотехническими и экологическими характеристиками, состоящего из углесодержащих отходов электростанций, котельных и углеобогатительных фабрик и отходов сельского хозяйства, лесной и деревообрабатывающей промышленности.Цель работы – разработка научных основ технологии глубокой переработки углесодержащих отходов в топливо с улучшенными теплотехническими и экологическими характеристиками, основанной на низкотемпературном пиролизе (торрефикации) смеси углесодержащих отходов электростанций, котельных и углеобогатительных фабрик и углеродосодержащих отходов сельского хозяйства, лесной и деревообрабатывающей промышленности. В процессе работ на этапе 2 работ в рамках Соглашения были проведены исследования процесса торрефикации 4-х видов смесевого топлива из угольных отходов и биомассы при различном соотношении входящих в него компонентов на лабораторном стенде. Полученные данные показали, что в пределах ± 5% массовый выход как твердых, так и летучих продуктов торрефикации пропорционален доле биомассы в смеси и практически не зависит от вида углесодержащих отходов. Проведение исследования влияния торрефикации на теплотехнические свойства 4-х видов смесевого топлива из угольных отходов и биомассы при различном соотношении входящих в него компонентов показали, что за счет торрефикации смесевого топлива можно добиться частичной, а в ряде случаев и полной компенсации уменьшения его теплоты сгорания, обусловленного наличием в его составе низкокалорийных углесодержащих отходов, а также значительно повысить гигроскопичность материалов. Обобщение результатов исследований позволили определить предпочтительный режим торрефикации для каждого вида смесевого топлива. Численное моделирование процессов торрефикации угольных отходов и отходов биомассы позволила провести оптимизационные расчеты, способные определить параметры режима с максимальной энергоэффективностью. Была проведена модернизация лабораторного стенда для исследования экзотермического эффекта, сопровождающего процесс торрефикации на которой были исследован экзотермический эффекта при совместной торрефикации угольных отходов и отходов биомассы. Была разработана программа и методики исследования процесса торрефикации и сжигания смесевых топлив из углесодержащих отходов и биомассы на комплексном пилотном стенде с целью определения влияния предварительной термической обработки на процесс горения, на основании которой были проведены исследования процесса торрефикации и сжигания смесевых топлив из углесодержащих отходов и биомассы на комплексном пилотном стенде. Определено влияния предварительной термической обработки на характеристики процесса горения. Было разработано технико-экономическое обоснование проекта, а также подготовлены предложения и рекомендации по коммерциализации результатов проекта. На основании исследования торрефикации смесей были разработаны методические рекомендаций по определению предпочтительных составов смесевого топлива и режимных параметров процесса его торрефикации с точки зрения получения смесевых топлив, пригодных для сжигания в твёрдотопливных котлах. Для проведения исследований процесса торрефикации и сжигания смесевых топлив был изготовлен реактор для торрефикации смесевых топлив из углесодержащих отходов и биомассы, входящего в состав комплексного стенда. Также был проведен монтаж и пуско-наладка оборудования, входящего в состав комплексного стенда. Комплексный пилотный стенд для исследования процессов торрефикации и сжигания смесевых топлив из углесодержащих отходов и биомассы от показал свою работоспособность и соответствие полученных характеристик требованиям Технического задания в провессе проведения на нем исследований.Основной областью применения разрабатываемой технологии является энергетика. Использование подобного вида отходов приведет к увеличению эффективности извлечения углерода из отходов котельных, электростанций и углеобогатительных фабрик в Российской Федерации, а также созданию научно-технического задела для развития промышленных технологий совместной переработки углесодержащих отходов и местных топливных ресурсов.Прогнозные предположения о развитии объекта исследований: рынок твердых топлив растет довольно медленно, для ускорения его развития необходимо регулирование на государственном уровне.