Теплофизические основы ресурсоэффективной теплотехнологической переработки биомассы для экологически чистой энергетики

Постоянный прирост населения планеты сопровождается повышением энергопотребления, в результате чего увеличивается техногенное воздействие на окружающую среду. В связи с этим в последнее время мировое сообщество все больше внимания уделяет поиску и развитию экологически чистых технологий, основанных на возобновляемых источниках энергии. Наиболее перспективным ресурсом возобновляемой энергетики в нашей стране является биомасса. Однако, ее эффективное использование в существующем топливосжигающем оборудовании ограничивается рядом специфичных свойств, таких как высокая влажность, низкая насыпная плотность, высокая шлакующая способность золы и др. В связи с этим необходим поиск технологий переработки биомассы с целью повышения эффективности ее энергетического использования. Перспективным методом является пиролиз, однако его повсеместное внедрение сдерживается тепловыми затратами на осуществление процесса, что приводит к увеличению стоимости готовой продукции. Решением данной проблемы является проведение процесса в автотермическом режиме, когда энергия требуется лишь для его инициации. В связи с этим, целью проекта является обоснование теплофизических и физико-химических параметров термической переработки различных видов биомассы, обеспечивающих условия её протекания в автотермическом режиме. Для этого в работе использованы экспериментальные и аналитические методы исследования, а также аттестованные методики измерений и высокоточное оборудование. Новизна исследования заключается в установлении характеристик растительной биомассы (влажность, зольность, молярное отношение водорода и углерода), при которых возможно осуществление процесса пиролиза за счет собственного тепловыделения при разложении органической части сырья, и построении на их основе тройной диаграммы. Для достижения поставленной цели разработана универсальная методика оценки возможности проведения пиролиза в автотермическом режиме, учитывающая экзотермические эффекты, протекающие в ходе пиролиза биомассы.