ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ОБЛАГОРОЖЕННОГО ДРЕВЕСНОГО ТОПЛИВА

М.Г. Ермоченков, А.В. Хроменко

Скачать

№ 3 (27)

Естественные науки и лес

Сведения об авторах

Ермоченков Михаил Геннадьевич – кандидат технических наук, доцент кафедры теплофизики Э-6

Мытищинский филиал ФГБОУ ВО "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана", г. Мытищи, Российская Федерация

e-mail: ermochenkov@mgul.ac.ru

Хроменко Андрей Владимирович – кандидат технических наук, доцент кафедры теплофизики Э-6

Мытищинский филиал ФГБОУ ВО "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана", г. Мытищи, Российская Федерация

e-mail: hromenko@mgul.ac.ru

 

Аннотация: 

Торрефикация – это процесс низкотемпературного пиролиза древесины, используемый для улучшения свойств древесного топлива. Торрефицированное топливо имеет ряд преимуществ по сравнению с исходным. Термическая деструкция вызывает изменение массы и состава древесины с увеличением процентного содержания углерода, что приводит к увеличению теплоты сгорания Q. Термодеструкцию можно рассматривать как многостадийный процесс. Степень разложения материала зависит от температуры, времени теплового воздействия и кинетических параметров каждой стадии процесса. В статье приведены результаты экспериментальных исследований теплоты сгорания торрефицированной древесной биомассы и ее зависимости от степени термического разложения. Для проведения экспериментальных исследований была разработана и изготовлена экспериментальная установка. Была проведена экспериментальная проверка работоспособности установки. Проверка показала, что погрешность определения теплоты сгорания составляет не более 2 %. Для проведения экспериментальных исследований зависимости теплоты сгорания от степени термической деструкции были подготовлены образцы древесины при ее непредельном разложении. Термическая обработка образцов осуществлялась в среде инертного газа гелия. Получены значения теплоты сгорания образцов древесного топлива с различной степенью термодеструкции. Предложена модель зависимости теплоты сгорания от относительной массы древесного топлива ω. Приведены кинетические параметры многостадийного процесса термодеструкции в гелиевой среде для древесины сосны и березы. Представлена математическая модель, позволяющая определять относительную массу древесины как функцию температуры и времени. Получена в явном виде зависимость теплоты сгорания от степени термического разложения древесины.

 

Ключевые слова: 

торрефикация, теплота сгорания, термическая деструкция, кинетические параметры

 

Литература: 
  1. Ермоченков, М. Г. Кинетика термической деструкции древесины в среде инертных газов / М.Г. Ермоченков // Лесотехнический журнал. – Воронеж: ВГЛТУ, 2016.№ 4 (24). – С. 168-172
  2. Сафин, Р.Р. Термомодифицирование древесины в среде топочных газов/ Р.Р. Сафин,Р.Р. Хасаншин, Е.Ю. Разумов, Н.А. Оладышкина//Вестник МГУЛ - Лесной вестник. – 2010.- № 4 (73). – С.115-119.
  3. Передерий, С. Какие пеллеты лучше: черные или белые? / С. Передерий.– СПб.: ЛесПромИнформ, 2012. № 3 (85). - С. 158-164.
  4. Жигунов, С.В. Тепломассообмен и кинетика термодеструкции при высокотемпературном нагреве композиционных материалов: дис... канд. техн. наук 05.14.05. /С.В. Жигунов. – М.: МГУЛ, 1990. – 184 c. (6)
  5. Кислицын, А.Н. Пиролиз древесины: химизм, кинетика, продукты, новые процессы. – М.: Лесная пром-сть, 1990. – 312 с. (8)
  6. Ермоченков, М. Г. Прогнозирование свойств термически модифицированной древесины / М.Г. Ермоченков // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. - М.: МГУЛ, 2010. -№ 4 (73). – С. 111–115.
  7. Шведов, Б. А.Энерго-и массообмен в материалах тепловой защиты многоразовых ракетно-космических систем: дисс. … докт. техн. наук / Б.А. Шведов. – ­М.: МЛТИ, 1990. – ­542 с. (2)
  8. Peters, B; Bruch, C Drying and pyrolysis of wood particles: experiments and simulation JOURNAL OF ANALYTICAL AND APPLIED PYROLYSIS, 2003. – Vol. 70. – Is. 2. – Pp. 233-250.   Номер статьи: PII S0165-2370(02)00134-1
  9. Slopiecka, Katarzyna; Bartocci, Pietro; Fantozzi, Francesco. Thermogravimetric analysis and kinetic study of poplar wood pyrolysis / 3rd International Conference on Applied Energy (ICAE) Perugia, ITALY, 2011. - APPLIED ENERGY, 2012. – Vol. 97.  – Is. - Pp. 491-497.   
  10. Grieco, Enrico; Baldi, Giancarlo. Analysis and modelling of wood pyrolysis / CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE, 2011. – Vol.  66. -  Is. 4. - Pp. 650-660.   
  11. Ranzi, Eliseo; Corbetta, Michele; Manenti, Flavio. Kinetic modeling of the thermal degradation and combustion of biomass / CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE, 2014. - Vol. 110. - Pp. 2-12.
  12. Sarvaramini, A.; Assima, Gnouyaro P.; Larachi, F. and etc. Dry torrefaction of biomass - Torrefied products and torrefaction kinetics using the distributed activation energy model / CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 2013. – Vol. 229. – Pp.  498-507.