Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования процессов термохимической конверсии биомассы в энергетическое топливо и разработка экологически безопасных методов термохимической утилизации техногенных отходов. Энергоэффективность обособленных территорий с замкнутым социально-хозяйственным циклом

Отчет 197 с., 75 рис., 37 табл., 198 источников БИОМАССА, ПИРОЛИЗ, ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, СИНТЕЗ-ГАЗ, ТОРРЕФИКАЦИЯ, ГИДРОКАРБОНИЗАЦИЯ, МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА, НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ, ВОДОРОД, ВИЭ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПЕРЕХОД Цель исследований – разработка высокоэффективных технологий термохимической конверсии отходов биомассы в энергетическое топливо; разработка методов подготовки продуктов газификации биомассы для переработки в востребованные органические продукты нефтехимии; выработка новых принципов построения энергетической инфраструктуры на основе комплексного энергетического использования природных водно-энергетических, углеводородных, биохозяйственных и вторичных производственных ресурсов. Разработана принципиальная схема лабораторного стенда и определён эскизный облик реактора для получения синтез-газа из биомассы при давлении до 100 атм. Показано, что состав синтез-газа можно изменять за счет выбора сырья с соответствующим атомным отношением H/O, а содержание летучих продуктов в сырье может служить параметром, определяющим энергетическую эффективность процесса конверсии биомассы в синтез-газ. Проведен расчет продуктов термического крекинга парогазовой смеси, полученной в результате пиролиза ОСВ до 500 °С, и комплекс экспериментальных исследований термического крекинга в инертной среде (керамика) парогазовой смеси. На основе 6-ти канальной кинетической модели Парка (Park) разработана программа расчета процесса пиролиза биомассы с целью совершенствования программных кодов для расчета реакторов пиролиза. Методом сканирующей электронной микроскопии определена структура поверхности биоугла. Теоретически обоснован метод управления экзотермической реакцией в реакторе торрефикации за счет мелкодисперсного распыла охлаждающей воды. Разработана методика определения состава микропримесей, содержащихся в синтез-газе, и очистки синтез-газа от примесей. Предложены новые принципы построения энергетической инфраструктуры, учитывающие взаимосвязь энергетического комплекса с процессами в мировой политике, климатом, тенденциями в экономическом, экологическом и устойчивом технологическом развитии. Исследованы направления переориентации ТЭК с целью снижения напряженности в условиях кризисов с оценкой предпосылок и драйверов развития энергетики на основе сочетания углеводородных и ВИЭ. Дана оценка возможности интеграции энергетических и информационных технологий для повышения надежности энергосистем, инноваций в сфере управления режимами СВН.