...энергетическая безопасность и прозрачность отношений в энергетике...


Электроэнергетика - это электрификация страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии.
Гидроэнергетика, раздел энергетики, связанный с использованием потенциальной энергии водных ресурсов.
Теплоэнергетика - это одна из составляющих энергетики, она включает в себя процесс производства тепловой энергии.
Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения энергии.

Поиск по сайту

Московское время



Опрос

Могут ли альтернативные источники энергии заменить АЭС?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...

Документы


Сервисы

Калькулятор коммунальных платежей для граждан РФ

Законы

О Федеральном законе № 223-ФЗ «О закупках товаров, работ, услуг отдельными видами юридических лиц»

Производство топливных спиртов

В Украине на сегодняшний день топливный этанол и метанол практически не производятся и не применяются, однако в государстве имеются соответствующие условия для их широкого использования. Дооснащением существующих спиртовых заводов, реконструкцией ряда сахарных заводов и созданием специализированных производств малой мощности возможно доведение годового производства топливного этанола в Украине в 2000 г. до 0,035 млн т, а в 2010 г. до 2,0 млн т или, соответственно, 0,32 млн т у. т. и 1,82 млн т у. т. Первый проект уже введен в действие в Сумской области. Существует множество технологий и оборудования, которые применяются на сегодняшний день и разрабатываются на перспективу. Главная задача всех разработок — это достижение наиболее полного сгорания топлива. При применении современных технологий летучие вещества сгорают в газовом потоке, а углеродистые вещества — на топочных решетках. Два эти способа сжигания имеют различный химический механизм и кинетику, при определении которых большое значение имеет состав биомассы.

К техническим устройствам, которые применяются для прямого сжигания биомассы, относятся печи, топки, камеры сгорания.

Биомассу могут использовать, сжигая в энергетических установках в факеле, кипящем или уплотненном слое, с дальнейшим получением тепловой и электрической энергии. Основная промышленная технология этого направления — прямое сжигание в котле и генерирование электроэнергии в паротурбинной установке.

В Украине метод прямого сжигания биомассы распространен достаточно широко, особенно в сельской местности (бытовые печи, небольшие котельные) для отопления зданий и нагрева воды.

Удельные капитальные затраты для этих технологий в Украине составляют 4,2 тыс. грн/кВт для электростанций мощностью 10 МВт и до 1,9 тыс. грн/кВт для электростанций мощностью 40 МВт, а себестоимость выработанной на этих станциях электроэнергии — соответственно 12,2 коп./ кВт • ч и 7,6 коп./кВт • ч.

Пиролиз биомассы (сухая перегонка) — это химическое преобразование одних органических соединений в другие под действием теплоты без доступа окислителей (кислорода, воздуха).

Разработан ряд технологических процессов пиролиза биомассы. Эксплуатационные условия каждого из них определяются природой сырья, методами переработки и заданными продуктами производства.

Характеристика продуктов пиролиза зависит от типа сырья и условий проведения процесса. Основные продукты пиролиза — это углистое вещество, топливная жидкость, топливные газы; часто технологический процесс ориентирован на преобладающее получение одного из продуктов пиролиза.

По мере нагревания биомассы в камерах сгорания или других устройствах она разлагается, т. е. отделяются летучие вещества, и остается углистое вещество с большим количеством минеральных соединений. В состав летучих веществ входят СО, С02, некоторое количество углеводородов и водорода. Конденсирующаяся часть летучих веществ содержит воду и низкомолекулярные органические соединения (альдегиды, кетоны, кислоты, спирты). В состав смоляной фракции в основном входят высокомолекулярные сахара, производные фурана и фенольные соединения.

Пиролиз биомассы проходит при достаточно высоких температурах с образованием горючих газов, которые затем используют при сжигании в атмосфере воздуха при низкотемпературном пиролизе образуется большое количество углеродных остатков. Для увеличения выхода газов пиролиз необходимо проводить при высоких температурах.

Эффективность последующего сгорания топлива, полученного в процессе пиролиза, зависит от количества и температуры воздуха, которое подается в систему. При нехватке кислорода (21 % в составе воздуха) сгорание топлива будет неполным, наличие в системе избытка воздуха приводит к снижению температуры процесса сжигания.

Газификация биомассы — это преобразование твердых отходов биомассы в горючие газы посредством неполного их окисления воздухом (кислородом, водяным паром) при высокой температуре. Газифицировать можно практически любое топливо, при этом получаемые газы называют генераторными. Такие газы можно использовать в большом диапазоне: как топливо для получения тепловой энергии в быту и различных процессах промышленности, в двигателях внутреннего сгорания, как сырье для получения водорода, аммиака, метилового спирта и синтетического жидкого топлива.

Газификация древесины и другого лигниноцеллюлозного сырья в первой половине XX столетия была одним из основных методов получения топливных газов. Такие газы состояли из значительного количества твердых частиц, поэтому могли быть использованы только в различных топочных системах осушки и очистки.

Газификаторы классифицируются в соответствии с характером перерабатываемой биомассы и особенностями аппаратуры. По назначению газификаторы разделяются на стационарные и транспортные. По месту подвода окислителя (так называемого дутья) и отвода газов — на вертикальные прямые (движение дутья снизу вверх), вертикальные возвращенные (движение дутья сверху вниз) и горизонтальные.

Основными типами газификаторов для периодической и непрерывной газификации являются реакторы с неподвижным (стационарным) и с подвижным (уплотненным) слоем сырья, с перемешиваемым слоем, с псевдосжиженным слоем сырья, с поворачиваемым слоем сырья, с проталкиванием слоя сырья.

Несмотря на большое разнообразие способов газификации, все они характеризуются одними и теми же реакциями. В общем виде газификатор представляет собой шахту, внутренние стенки которой футерованы огнеупорными материалами.

С одной стороны этой шахты подается топливо, а с другой — окислитель. Слой топлива поддерживается колосниковой решеткой. На начальном этапе дутье проходит через слои золы и шлака, где частично надевается (0 зона), и подается в слой сильно разогретого топлива (окислительная зона 1). Образовавшиеся продукты сгорания поднимаются вверх по газификатору и в области зоны газификации (II) вступают в реакцию с горючими элементами топлива, восстанавливаясь при этом до оксида углерода и водорода. При дальнейшем движении сильно разогретые продукты восстановления обогащаются продуктами пирогенного разложения топлива (газы, смолы, водяной пар), которые образуются в зоне III.

По способу дутья газификаторы разделяются на реакторы с воздушным дутьем» в которых получают низкокалорийный «воздушный» газ с теплотой сгорания 3,8…4,5 МДж/м3, и реакторы с кислородным дутьем, в которых получают высококалорийный так называемый кислородный газ с теплотой сгорания 5…8,8 МДж/м3, в составе которого меньше азота. При подаче в сильно разогретые слои топлива водяного пара получают так называемый водный газ с теплотой сгорания 10…13,4 МДж/м3. Газификаторы эксплуатируются как в условиях атмосферного давления, так и при более высоком давлении; с повышением давления производительность реактора увеличивается. Однако реакторы высокого давления требуют специального оснащения и коммуникаций, поэтому в данное время большинство реакторов для газификации биомассы эксплуатируются при атмосферном давлении.

Газификаторы имеют различную производительность с разным выходом энергии в топливном газе. Низкокалорийный газ может быть получен газификацией:

  • органических компонентов твердых городских отходов, в том числе бумаги, тканей, резины, травы, обрезков древесины, пищевых отходов;
  • отходов леса, в том числе обрезков древесины, коры, опилок, древесного угля;
  • сельскохозяйственных отходов, которые образуются после сбора урожая (стержни кукурузы, отходы злаковых и бобовых культур, льна и прочие).

Использование генераторного газа в Украине имеет определенную традицию. Так, уже в 50-е годы XX столетия вырабатывалось около 18 млрд м3 генераторного газа, в качестве сырья для получения которого использовались топливная древесина, торф, уголь. В настоящее время оборудование для термохимической конверсии биомассы может быть изготовлено на многих механических заводах Украины. Промышленностью серийно выпускаются газовые турбины и дизельные электростанции, которые могут быть конвертированы на низкокалорийный генераторный газ. Наиболее конкурентоспособны установки, в которых за счет генераторного газа синхронно вырабатываются теплота и электроэнергия. Для развития данного направления планируется создать специализированный базовый демонстрационный объект на предприятии Киевский ДОК.


Дата публикации: 07.04.2013

Похожие записи:

Последние публикации:

Наши информационные партнеры:

ИНТЕР РАО Изменения климата Объединенная энергосбытовая компания