CC BY
2
1НЖЕНЕРН1 НАУКИ
УДК 541.11
https://doi.Org/10.35546/kntu2078-4481.2023.2.1 В. О. БРУНЕТК1Н
асшрант кафедри програмних i комп'ютерно-штегрованих технологш Нацiональний унiверситет «Одеська полггехшка» ORCID: 0000-0002-4266-4353
В. О. ДАВИДОВ
кандидат техшчних наук, доцент кафедри програмних i комп'ютерно-штегрованих технологш Нацюнальний ушверситет «Одеська полггехшка» ORCID: 0000-0003-3099-7596
О. С. ТАРАХТ1Й
кандидат техшчних наук, старший викладач кафедри програмних i комп'ютерно-штегрованих технологш Нацюнальний ушверситет «Одеська полггехшка» ORCID: 0000-0002-4266-3481
ДОСЛ1ДЖЕННЯ TEPMOXIMI4HOÏ KOHBEPCIÏ ОРГАН1ЧНИХ РЕЧОВИН З ВИКОРИСТАННЯМ РIВНОВАЖНОÏ МОДЕЛ1
Розглянуто процеси терм1чно'1 конверси деревини в комбтованому шаровому газогенераторi. Видшено про-цеси газогенераци та пiролiзу. Загальноприйнятий nidxid передбачае опис таких проце^в за допомогою ргзних моделей. Зазначенi процеси не мають рiзких меж i при змн зовтштх впливiв можуть плавно переходити один в iнший. Виникае проблема опису процесу на такт межi. Р1зт моделi на межi переходу одного процесу в тший можуть визначати рiзнi склади продуктiв реакци за однакових параметрiв процесу.
Запропоновано модель на базi рiвноважних хiмiчних реакцт, що однаково описуе процеси пiролiзу та гази-фжацп. Для демонстраци ïï можливостей при мiнiмiзацiï обчислювальних витрат розглянуто тшьки випадок кисневого дуття при використаннi деревини р1зно'1 вологостi. Запропонована модель дае змогу врахувати як утворення газоподiбноï фази продуктiв термодеструкци вихiдноï сировини, так i конденсовану фазу у виглядi вуглистого залишку (деревного вугшля).
Отримат результати розрахунюв порiвняно з експериментальними даними ргзних авторiв. Одтею з особли-востей наведених у лiтературi експериментальних даних е широкий розкид 1хтх значень для одних i тих самих вихiдних умов. Пропонована модель дае змогу побудувати платформу для однакового 1'х пояснення.
Збшьшення в моделi перелiку можливих хiмiчнихреакцш дасть змогу в рамках единого пiдходу дослiджувати процеси гортня, пiролiзу та газифiкацiï. Можливiсть врахування наявностi в продуктах реакци конденсовано '1 фази та розширення моделi дасть змогу: до^джувати процес термiчноï деструкци рiзноманiтних органiчних речовин, зокрема побутових вiдходiв, використовуватирiзнi окислювальш агенти, враховуватир1зний споаб вне-сення додатковоХ зовнiшньоï енергИ На^дком розширення моделi буде збшьшення кiлькостi рiвнянь у системi алгебра'1'чних нелШйнихрiвнянь i, вiдповiдно, деякеускладнення ïïрозв'язання.
Ключовi слова: термохiмiчна конверсiя, оргатчна речовина, рiвноважна модель, кисневе дуття, комбтова-ний газогенератор.
V. O. BRUNETKIN
Postgraduate Student at the Department of Software and Computer-Integrated Technologies National University "Odesа Polytechnic" ORCID: 0000-0002-4266-4353
V. O. DAVYDOV
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor at the Department of Software and Computer-Integrated Technologies National University "Odesа Polytechnic" ORCID: 0000-0003-3099-7596
O. S. TARAKHTIJ
Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer at the Department of Software and Computer-Integrated Technologies National University "Odesa Polytechnic" ORCID: 0000-0002-4266-3481
STUDY OF THERMOCHEMICAL CONVERSION OF ORGANIC SUBSTANCES USING
AN EQUILIBRIUM MODEL
The processes of thermal conversion of wood in a combined layer gas generator are considered. The processes of gas generation and pyrolysis are distinguished. The generally accepted approach provides the description of such processes by means of different models. The mentioned processes do not have sharp boundaries and when external influences change can smoothly change one into the other. The problem arises of describing the process at such an interface. Different models at the transition boundary of one process may define different compositions of reaction products for the same process parameters.
A model based on equilibrium chemical reactions uniformly describing pyrolysis and gasification processes is proposed. To demonstrate its capabilities while minimizing computational costs, only the case of oxygen blowing with wood of different moisture content is considered. The proposed model allows taking into account both the formation of the gaseous phase of the thermodestruction products of the feedstock and the condensed phase in the form of a charcoal residue (charcoal).
The calculation results are compared with the experimental data of various authors. One of the peculiarities of the experimental data given in the literature is the wide scatter of their values for the same initial conditions. The proposed model allows us to build a platform for their uniform explanation.
Increasing the list of possible chemical reactions in the model will make it possible to study combustion, pyrolysis and gasification processes under a unified approach. The possibility of taking into account the presence of a condensed phase in reaction products and the expansion of the model will make it possible to: investigate the process of thermal degradation of various organic substances, including household waste, use different oxidizing agents, take into account different ways of introducing additional external energy. The consequence of extending the model will be an increase in the number of equations in the system of algebraic non-linear equations and, consequently, some complication of its solution.
Key words: thermochemical conversion, organic matter, equilibrium model, oxygen blowing, combined gas generator.
Постановка проблеми
Посилення штересу до пристро1в газифтацп твердих оргашчних речовин (ra3oreHepaTOpiB) з отриманням на виходi cyMrni горючих ra3iB спричинене поеднанням рiзних причин. Наприклад:
- у багатьох випадках вихвдною сировиною для них слугують рiзного роду ввдходи: деревообробно! промисло-восп, ввдходи альського господарства, побyтовi ввдходи. Вони мають низьку або, нашть, негативну вартють. У зви-чайних умовах на !хню yтилiзaцiю необидно витрачати певну юльюсть кошт1в. Використання вiдходiв як вихвдно! сировини для гaзогенерaторiв (ГГ) впливае на зниження вартосп шнцевого продукту - cyмiшi горючих гaзiв. Вони можуть виступати в якосп конкурента природному газу в енергетичнш гaлyзi та у cферi хiмiчного синтезу;
- вуглекислий газ i метан належать до парникових гaзiв, якщо вони утворилися тд час використання викоп-ного палива. Вуглекислий газ, що утворюеться тд час використання генераторного газу, до парникових не нале-жить. Таким чином, використання ГГ газу, отриманого з рiзного виду вiдходiв, ввдповщае "зеленому" порядку денному розвитку енергетики;
- за допомогою газифтацп в широкий енергетичний оби- можуть бути залучен низькокалоршш оргашчш речовини - торф, горкта сланщ тощо.
Рiзномaнiття схем наявних ГГ сввдчить про наявшсть суттевих недолшв у кожнш з них, про ввдсутшсть оптимально! конструкци навиъ в окремому !хньому клaci. На тлi зростаючого iнтереcy до використання ГГ видаеться актуальним розроблення схеми комбiновaного ГГ, що штегруе переваги i швелюе недолiки хоча б деяких видiв гaзогенерaторiв.
Аналiз останшх досл1джень i публiкацiй
Можна видiлити двi групи процеciв газифтацп оргaнiчних речовин:
- газифшащя в псевдозрвдженому або киплячому шaрi;
- гaзифiкaцiя в щшьному шaрi.
Пристро!, що реaлiзyють процеси першо! групи [1], мають тдвищену потyжнicть, що перевершуе на порядок i бiльше потyжнicть пристро1в друго! групи. Але вони мають i низку недолiкiв. Горючi гази, отримаш за такою технологiею, мicтять велику кiлькicть смол, зольних залишк1в i потребують очищення. Пред'являються пiдвищенi вимоги до подготовки вихвдно! сировини (однорщний розмiр шматков, знижена вологicть). Неможливють роботи
на знижених потужностях через необхвдшстъ забезпечення дуття певного обсягу для створення киплячого шару. Конструкшя таких пристро!в, пор1вняно з газифташею в щшъному шар1, складна i вимагае обслуговуючого персоналу високо! квалiфiкацü. 1снуютъ i лопстичш проблеми. Пристро! тепловою потужшстю 100 МВт i бiлъше потребуютъ пвдвезення велико! кiлъкостi сировини. Важко, затратно зiбрати i пiдвезти, наприклад, сшъсъкогоспо-дарсъкi вiдходи для забезпечення роботи пристро!в тако! потужностi.
Пристро!, що реалiзуютъ процеси друго! групи, маютъ обмеження за тепловою потужшстю 3-5 МВт. Цъого достатнъо для забезпечення роботи багатъох виробничих процеав. При !х використаннi знiмаютъся лопстичш проблеми. ^ím того, пристро! для газифшаци в щiлъному шарi юторично з'явилися першими i е найпроспшими у влаштуваннi та експлуатаци. Але й вони маютъ недолши. У ГГ термiчна конверсiя органiчних речовин здшсню-етъся в резулътатi пропкання тръох процесiв: пiролiзу, газифiкацi! та горшня. Схеми процесiв, що реалiзуються в ГГ, як1 працюютъ безперервно, рiзняться ввдносним напрямком руху вихвдно! сировини, продуктiв реакци та послвдовшстю виконання процесiв термiчно! конверси. Одним iз таких пристро!в е ГГ прямо! ди. Вони простi й надшш в роботi, малочутливi до змши навантаження, даютъ змогу використовувати сировину високо! воло-гостi (до 60%). Ц властивостi зумовлюютъ спроби використання таких ГГ i ниш [2]. Але в таких генераторах е суттевий недолж, зумовлений зустрiчним напрямком руху вих1дно! сировини (зверху вниз) i продуктiв газоге-нераци (знизу вгору). Вони мiстятъ велику к1лък1стъ смол, що виникаютъ у процес пiролiзу вихвдно! сировини на шнцевих дiлянках руху продуктiв реакци (у верхнiй частинi ГГ, на початковш дiлянцi руху вихвдно! сировини). Внаслщок цъого отриманi горючi гази не шдлягаютъ транспортуванню i можуть використовуватися тiлъки в топках у безпосереднш близъкостi вiд мюця виробництва або потребуютъ iстотних витрат для !х очищения.
Ще одним пристроем, що реалiзуе процеси друго! групи, е обернений ГГ [3]. У цъому пристро! пропкаютъ т самi процеси, що й у ГГ прямо! ди, але в шшому порядку. Початкова сировина так само подаетъся зверху i руха-етъся вниз тд дiею сили тяжшня. У цъому ж напрямку рухаютъся i газоподiбнi продукти реакци. У верхнш час-тинi ввдбуваетъся пiролiз з утворенням, зокрема, велико! кшъкосп смол. Далi продукти реакци надходятъ у зони з високими температурами - горiння i ввдновлення. У них смоли згораютъ або розкладаютъся до простих сполук. У резулътап вмiст смол у шнцевих продуктах газифшаци в десятки i сотш разiв менший, нiж тсля ГГ прямо! ди. Для очищення вiд залишкiв смол потрiбнi пристро! мшмалъного розмiру або взагалi можутъ бути вiдсутнiми. У резулътатi дiапазон застосування одержуваних горючих газiв ширший порiвняно з ГГ прямо! ди. Але iснуе i низка недол1к1в, властивих ГГ цъого типу. Так, конструкшя !х складнiша порiвняно з ГГ прямо! ди. Бiлъш висок вимоги до якостi вих1дно! сировини. I! вологiстъ не повинна перевищувати 25% порiвняно з 60% для ГГ прямо! ди. Вони чутливi до змiни навантаження. 1х ККД нижчий, шж у ГГ прямо! ди.
У рамках спроби поеднати переваги ГГ прямо! ди та оберненого ГГ було запропоновано ГГ поперечного про-цесу [3]. Головна його перевага - можливютъ працювати за малих потужностях. Недолiки - низъка ефектившстъ i високий вмют смол у газi. Саме тому таи апарати не набули широкого поширення.
Пiдсумовуючи всi переваги описаних схем i враховуючи !хнi недолши, у Фiнляндi! було запропоновано тех-нологш газифiкацi! "ENTIMOS" [4]. Вщповщно до не! газифiкацiю проводятъ у ГГ прямо! дй, але горючi гази ввдбираютъ у двох мюцях: пiсля областi горiння i газифтаци (до зони пiролiзу) з мшмалъною кiлькiстю смол i у верхнш частиш ГГ пiсля областi пiролiзy Такий пiдхiд дае змогу отримати частину горючих газiв iз мшмалъ-ною к1лък1стю смол, але не дае змоги маневрувати об'емом горючих газiв, використовуваних у рiзних умовах. ^ím того, змiна складу вихщно! сировини може змiстити межу вщбору рiзних фракцiй горючих газiв i, вщпо-в1дно, змiнити !хнiй склад.
Шдхщ аналогiчний технолог^! "ENTIMOS" реал1зуетъся i в разi газифiкацi! в киплячому шарi в рамках технологи двоступенево! газифiкацi!. Подiбна технолопя реал1зована, наприклад, у ГГ "SilvaGas" [5]. У [6] описуетъся двоступеневий ГГ у пиловому потоцi за технолопею фiрми "Choren". Не усуваючи всiх недолiкiв газифiкацi! в киплячому шар^ такий пiдхiд демонструе прагнення роздiлити в просторi зони пiролiзу i горiння.
У [7] запропоновано схему комбшованого ГГ. У нъому iнтегруються переваги ГГ у щшъному шарi прямо! дй. Передбачаетъся можливютъ регулювання продуктивностi в широкому дiапазонi, використання сировини високо! вологостi, мшмалъш вимоги до фракцiйно! пiдготовки сировини. Як i в оберненому ГГ реалiзуеться можливiсть отримання продукт-газу з низъким вмiстом смол. Аналогiчно технологи ГГ "SilvaGas" реалiзуеться технологiя двоступенево! газифтаци. Органiзовано подiл у просторi зони пiролiзу та горiння. Передбачаетъся можливютъ рекупераци з поверненням у зону реакци енерги продукт-газу у формi тепла. Але описана в [7] технолопя представлена тшъки у виглядi принципово! схеми.
У рамках проведеного анал1зу видаетъся перспективним застосування технологи, описано! в [7]. Для цъого необхщне розроблення методiв розрахунку параметрiв процесiв, що пропкаютъ.
Ocmobmíзавдання
Метою досл1дження е розробка методу розрахунку складу сумiшi газiв, що утворюютъся пiд час роботи комбшованого ГГ за рiзного складу, вологосп вих1дно! сировини.
Для досягнення мети було поставлено там завдання:
12
О
II ринципиальная схема ГГ
- розробитимодель проце с^^ окомбшованому ГГ за вiдомого складу вихщних вуглеводневих речовин;
- розробити в рамках обрано1модетметодрозв'язаннядлявизначення складу продукгiв реакци у виглядi газово!
Пр^думови проведеннядоглщжень
Будоеатептвпнципроботи ГГ
Нортс. 1 представненогфинцнно вз^схгму гфоос^н^о^по^рг^о до розгт,^ ГГ. Корг^с складаегься з двох часгин, об'еднанир у . Учасезол 1а цн^'^ашолн^тцея зонргоршня \ ьлзифтаци. Часгина 1Ь е зоною
пфошзу. Вихвдна 30°' пiролiзу з бункера 2 через
клапапЗ. во до помоо^п^снЕ^ент^1^гыготл(др-^(^соса) 4 газоподiбнi продукги пфолгоу еерез ьлплообмшонн 5 цен-одягь у нижню часгину 6 зони го.шщлаазифшацп. (.юсшовонг^рже пидаватися в рiзнi дшянки 7, 8 зони гоушне] газоЦ^сз^цп,р такожонижньо°чаьтини зони пiролiзу. Це мож-ливi,онeoбo вДзюс^1зо1^]0 1^с^п^зч1окислн^еи1а. Часгина угворених газiв iз чостинп 10 зонигнзиф1 кениг^ь^ходягь у зону пiролiзу. 1нша
!х часоиен цеи-oдшнyтеп^(^о^мшонд 3 п дaлi на вих1д 11 до споживача.
Принцип pоИaе- мaнaIфдолодi викорисгання як вихвдно!
сирови^з^и д ероднльвСдхоу1в.
на седану муоежрмг У прецеьп робоги висока гемперагура дереерого вугшли д 1а моие пiдиpимлnaг-гя piзними способами:
- шне-oм проддоженю1Иез- гь ринм при п одачi окислювача через 8; -шшжм чaеикодоoо окисления (спалювання) часгини пiролiзних
газiв, щo-едxoдяглya;Пiд ниог^с^и^с^паднеокислювача через 7 i прохо-дженюо -дoдудоi- гo-шоичeреашаp-иpненo го вугiлля;
- п]диxoм домдИнащи терших двох способiв.
У м1рн гарб о иinaцuнnиевнрх лвдход1в дере вне вугiлля, що угворилося, з нижрдого ceемеиоa 11) за до по мь50ЮI—шстрою 12 подаегься в 1а. З бун-кееь 2дгноз клапрн Зощбувд егьс1[ поп овниння пiролiзноl часгини 1Ь ГГ.
У лоoцeci -оаoтиГГ-ядaвлшnппpоцесом може здiйснювагися за рацинод:
- змiниоаинyктивн-стiдимa-ооо4]
- змшнмДсця пед6чi оютслювдча цд, Г або-),р1зного улдудивання цихмеиць,заши об'емiв окислювача, що подлeтее-;
- змiни об'ему (швидкосп) подачi деревного вугiлля з нижнього сегменга часгини 1Ь в 1а, змши об'ему (швид-косгi) подачi вихвдно! сировини з бункера 2.
Математична модель процесу газогенераци
У рамках процесу гермодесгрукцп вихвдно! сировини в ГГ можна видiлиги гри складовi часгини: пiролiз, горiння i газифiкацiю. Рiзнi види ГГ вiдрiзняються порядком проходження цих процесiв. Процес вшьного горiння рiзних речовин гакож включае цi гри процеси. У разi прийняггя модел1 рiвноважних хiмiчних реакцiй у процесi вiльного горшня вона може буги реалiзована на основi мегоду [8]. Пвд час викорисгання ГГ для огримання газо-подiбних продукгiв маегься на увазi викорисгання процесу повiльного пiролiзу ^ вiдповiдно, прогiкання хiмiчних реакцiй, близьких до рiвноважних. Огже, i в цьому випадку для опису параметрiв процесу може буги викорисга-ний мегод [8], але з деякими особливосгями.
У разi вiльного горшня подаегься шльюсгь окислювача, необх1дна для максимального сгупеня окислення еле-менпв вихвдно! сировини. У резульгагi продукги реакци перебуваюгь у газоподiбному сгаш (за винягком мше-ральних речовин у вигляд золи). Вони маюгь мiнiмальну енгальшю, що визначаегься 1'хньою хiмiчною формулою. Бiльша часгина енгальпи вихвдно! сировини реалiзуегься у внугршнш енерги газоподiбних продукгiв реакци (!хнш гемперагурi). На прогивагу цьому в газоподiбних продукгах робоги ГГ, що визначаегься 1хньою хiмiчною формулою, прагнугь зберегги якомога бiльшу часгину енгальпи вихвдно! сировини. Для цього забезпечуюгь мiнiмально необхвдну гемперагуру газифшаци вихвдно! сировини завдяки обмеженню кшькосп окислювача, що подаегься. Як особливюгь з'являегься часгина не газифiкованого вуглисгого залишку. Пвд час запису модел1 необхвдно врахову-ваги наявнiсгь вуглецю як у газоподiбних продукгах реакци (СО, СО2), гак i в конденсованш фазi.
Енгальп1я продукгiв робоги ГГ, що визначаегься !хньою хiмiчною формулою, гим вища, чим бшьша додагкова енергiя, що вносигься в систему в процеа реакци. У ГГ (рис. 1) для цього викорисговуегься геплообмшник 5. З його допомогою часгина внугршньо! енерги газоподiбних продукгiв повергаегься в сисгему. Це визначае ще одну особливiсгь запису моделi процесу. У балаисi енгальпи необхвдно враховуваги не гiльки енгальпш вихвдно! сировини й енгальшю окислювача, а й додагкову енергiю, що вносигься через геплообмшник.
Беручи до уваги зазначеш особливо сл. модель р1вноважного процесу термодеструкцп у вигляд1 [8] може бути записана таким чином:
- у рпних досладженнях, наприклад [9-10], показано ефектившсть кисневого дуття замють повпряного пад час роботи ГГ, зокрема \ з погляду падвшцення енергетично! цшносп оде ржу ва но го генераторного газу. 3 огляду на зниження вартосп отримання техн¡много кисню, а також падвищення вартосп традицшних снсргоноспв обираемо як окислювач кисень 02 з ентальшею 1о2 (табличне значения).
- виходячи з формули сухо! деревини та и ентальпи, а також ведомо! Г! вологосп. розраховуеться ентальпгя 1др волого! деревини та и брутто формула. Вона мае вигляд:
СЬНЬнОЬо, (1)
де Ьс, /)„. Ь,, - кшыасть атошв вадповадних елеменпв у брутто-формул! вологих деревних вадход!в.
- виходячи з(1)1 складу окислювача записуеться перелж речовин, яш можуть бути присутшми в кшцевих продуктах реакцп:
СО, С02, Н2, Н20, СН4,02, СУг. (2)
Тут уа продукта реакци перебувають у газошдабному сташ за винятком - вуглистого залишку.
У р1вноважному процеа термодеструкцп для речовин (2) можна записати р1вняння х1м1чно! кшетики вадпо-вадно до закону диочих мае. Оскшьки продукта газопод1бш, зручшше такий запис проводит з використанням !хшх парщальних тисюв. а не мольних концентрацш. У цьому випадку в розрахунках необхадно враховувати не один моль вихадно! сировини (разом з окислювачем), а деяку шлькють Г! мол1в (Мт). що приводить до чисельно! р1 вноси мольно! концентраци I парщального таску. Ця величина визначаеться в процеа розрахуншв. Для про-дукпв (2) запишемо р1вняння закону диочих мае:
Р Р Р -Р2 Р ■Р4 Р
^ = ксо(Т): й^ = КсоЛТ): й^ = Ксн{Т): ^ = кСя(П (3)
*со со2 снА *СУг
ф- = КН2(Т): ^ = КнАТУ, ^ = К0!(Т), (4)
1 1 Нг.о 1 Ог,
Тут у знаменниках парщальш тиски вадповадних речовин. У чисельниках парщальш тиски ато\пв х1м1чних елеменпв, що входять до цих речовин. Показник ступеня дор1внюе шлькосп вадповадних атошв у формул! речо-вини. Ксо(Т): Ксо (Т): КСН (Т): А'с (Г); Кн (Г); Кн о(Т): Ка (Г) - константа \i\ii4HOi р1вноваги вадповадних речовин за поточно! температури (табличш величини).
На вадшну вад газопод1бних продуктов вуглистий залишок е конденсованою фазою. Але використання в остан-нш формул! (3) для позначення киькосп вуглистого залишку Р правом!рне. У випадку, що розглядаеться, пар-щальш тиски дор!внюють мольним концентрациям вадповадних речовин, що утворилися не з одного моля вихвд-но! сировини, а з МТ молей. Тому Рс слад розглядати не як позначення парщального тиску, а як мольну частку. Ця особлив!сть впливае на хад розв'язання! буде розглянута нижче.
- Знаючи брутто-формулу (1) вихадно! сировини (використовувано! деревини з урахуванням и вологост!), визначаеться мольний стехюметричний коефицент %0 як коефщент перед окиснювачем у раз! повно! деструкщ! з йоге допомогою вихадно! речовини:
СьНьОЬо = Ъс-С02 +^--Н20. (5)
У даному випадку:
, Ъ„ Ьп
Xo=bc+f-f. (6)
Задаючи коефицент надлишку окислювача а, визначаеться брутто-формула вае! паливно! сум!ш! (волога деревина + окислювач):
^ьАЬнО (7)
Використовуючи (7), можна записати р!вняння матер!ального балансу шукано! модел! для кожного х!м!чного елемента, що входить у цю формулу: для [С] Ъс -Мт
Рсо Рсо2 РСуг Рс ' (8)
для [Н] ън -Мт =2-РН2+2-Рнр+4-РСН4 + Рн (9)
для [О] + 2• а• %0)• Мт = Рсо + 2■ Рсо + Рн0 + 2-Ра +Ра (Ю)
Для замикання системи р!внянь використовуеться р!вняння Дальтона:
(И)
Тут Р - тис к усередиш ГГ. Вуглистийзалишокековденсованою фазою 1 невноситьвнес ку в суму парщаль-НИХтиаИв. Юму Рс 15 011. У1ДС}3ТН111.
Рiвняння(C-M![ (0-3 0. е з^]^к1В}'тосо нелшшною алгеМр^]1чнонэ системою для ^ионачення 1Т те личин:
Рсс-, СДор , з3у^, Ре2о, Рсм, р3о2 , ЧсТ с Рс, Рн, —к, Д^т • (12)
За необхщносп а мту:ш меосуть буто яро?со]з^]я^ додамнов! пе<тдимкти дримцп як п гнооиедШному виглядi, так iв конденсованш фтуг
Оооаловмрт1 .с зв'пзання
Одним зi спи<^о(51о^озв'яиан1ня сииттми ррвняньт ёхня чшмаризчом та знаходження
поправок шукннип велркин. ИГ гдх^изе! лшнаионащ- теяноСЗкТдно онойтл иоквдш вц! чокл1 в лтлшшних рiвнянь. У роз-робленiй модою1 ноинертрацна плнлв ]в^т.д^таозо звлишлн ч гтерюцйномр -азосззо! пнкиурд шИляженого розв'язку за задано! темпержгднизалишчееьая поттштою. Отжч, почвдит ]я]д ое! до^внюе у. Татр осяИлявють у разi змiни використовувано! модчл3 з^!2д)(г]ати]кяе(п>с.у идуздо п;оо)ь--0]рэ! тэеповини, що е атндкнсовдош фаза У цьому
полягае осо&тнтсае .тораноилу г^кк основ! унюпопмоаноз модел.
Метод рознoо>yчао Iе>чнттзаттп на до Род! втат! темоератпаи т;(кнаиече]^1^^в!е^>^рвад^о гк ш складу продуктiв реакцi!, щоб !княсчманнтентaльmя дорс янктала^мартш ентсльиппочатковилномпо нентiв - вихщно! сировини разом з окисником.Улпертгур0 наводиться енттльшя дамранин гаааяодабних^днкх речовин. Але для горючих речовин у твердом}' лигатца заааоеай ноаадноьст ттилзоакрат едоgуiтть, а нв eнгонгmя. ()е стосуеться i деревини рiзного ступеня ^олоптост!. п 1дьрон с!шликп онтллндш ман^оа чопередрьа розрахьлана:
Oпеопяьнми дoоpппниди лклард очyа)C№ гммогтперацп
Шдготоомо еоо/лоьп <3аниь
Склад гермно3' чнеоинн деревинв ранио пород Jезибрнеап ог^н^овиь[] .НГГИд пае теплотеошчних розрахуншв зазвичай щэ айммюго: Д) д та Н = тЬ[ О а^^таМ = 0.6%. Чннoзннближoнk;оI иоорврдн лзвмаоою часткою азоту можна знехя'ьоон. Ви?оппяль з ппота (ягоднит ею бpyнееiЧокмрпн орт:^н:пио!^н:;ти1!и оихихоосеаои х вiдходiв (без урахування оо!Ю]соет^1 к опглад:
<С,42.5>^60.5О26.4 (13)
з ентальшею Iд- чз пп кДж/кг. Для спрощення розраа.унз1в запишемо (13) у виглядг
^42.3/ ^ал.З. 0)21а.2/г 01 42^0,62 (14)
И42.5 И42.5 /42.5 у '
з молярною модою
^пОШОт иУМО!. (15)
та ентальтею однивл молп носко свиодо
.!(=к -C5B)1 пДЖ'МтЛН (16)
Наведет дугв нелекюттдв ^бо;олк:тно глнведоено( пе^знои. Лтрнaиннмнблнб (тапмо^-(Г)ор]аолу) та ентальпiю деревних вщхсдарсмкпи за вiдиееIТl нахтоocei. Бддзмлвихорлти з внзнaлoпта] в!днрпнolвoлогостi як:
е=-Л—, (16)
- ое
де Дс -могарна елеа ((1) оНтолютно зневоднено 1 деревини сосни, х -масаводи. 1з (16)виплнмае:
е = г--(. (17)
1-ее
З урахувннням м^^рис^(1зп;амов^^ив^:^0.01т кг/мчиь з Р (73льснaчоoтьcя оодповвдавшлыасть молей води, що визначае роаглндли( еелооюто. Нповинлод, Чз (ЯД) типаппое, и^о;за гoлоo((зт! т=^0.0 lаЯ0!)[ т 1 лолем деревини (15) маебути пох'я((шо
.е = чЛтГ(. л.овоо « л.ллза кг (18)
1-Л.)
води, що вiдповiдае ~ 0,32 моля. У цьому разi брутто-формула деревини з урахуванням (14) за тако! вологостi матиме вигляд:
C-■HHl-4200o>62 +- т.т>2 • ^2—0 = —СтН^,42+0 32.23^0,62+0.32 == т--НН2.0б'Оо.94 . (19)
За величи^и енталы^11в^^]н з1^ачення)/л = -^2е>5^!НкЧек^н^с^.ш> з у]ра^]ванн^м (1(^)^нтальп1я деревини
за вологосл 2^/о
>0.а = 10 + 0.3а• 1в = -243.6 кДж/моль2 (20)
Розрахованi за таким алгоритмом брутто-формули волого! деревини та вiдповiднi!! ентальпi! для деяких зна-чень вологосп фнаведено в табл.1.
У розрахунках на основi моделi (3, 4, 8-11) о^м рiзних величин коефщента надлишку окиснювача а (а<1) i рiзних величин вологостi ф, може бути врахована частина енергп, що повертаеться в зону реакци завдяки тепло-обмiннику (5, рис. 1). Облжще!частини енергi! можливийна основi такого алгоритму:
Таблиця 1
Брутто-формули та ентальпи деревини сосни
ф 0 0.2 (20%) 0.4 (40%) 0.6 (60%)
Брутто-формула СЯ1.42°0.62 СН3.1501.48 СН3.1501.48 СН 5.302.56
Ентальшя (кДж/моль) -152.1 -243.6 -398.8 -706.6
- з усього складу продукпв газогенераци вибирають тшьки газоподiбнi компоненти (за виключенням вугшь-ного залишку) i визначають ентальпш 1г ще! газово! сумiшi за температури процесу газогенераци;
- для цього ж складу газово! сумiшi визначаеться ентальпiя 1ос при температурi навколишнього середовища. При цьому вважаеться, що вода залишаеться в пароподiбному станi (так само, як i при визначенш нижньо! теплотворно! здатностi);
- рiзниця Л1 = (1г - 1ос) визначае максимально можливу величину енерги, яка може бути отримана при охоло-дженнi газоподiбно! складово! продуктiв газогенерацi!. Частина (у ввдсотковому вiдношеннi) цiе! енергi! дода-еться до ентальпи вихвдно! речовини (20). В ггерацшному процесi шукаеться розв'язок вихвдно! моделi.
Яшсть газоподiбно! складово! продукпв газогенерацi!, одержуваних за рiзного поеднання величин а, ф и Д1, може бути оцiненa за сумарною теплотою згоряння простих газiв (табличнi величини), що входять до !! складу. Слвд врахувати, що шд час зберiгaння в гaзгольдерi або транспортування трубопроводом спочатку гaрячi про-дукти гaзогенерaцi! в багатьох випадках остигають практично до температури навколишнього середовища. Пари води, що входять до !хнього складу, практично повшстю конденсуються i не враховуються при визнaченнi теплоти згоряння. Залишаються тiльки горючi гази (СО, Н2, СН4) i вуглекислий газ (С02) як баласт. Спiввiдношення !хнiх обсяпв вiдоме з результaтiв розв'язання зaдaчi визначення складу продуктiв гaзогенерaцi!.
Перелж i дiаnазон змти параметрiв розрахунку
У процеа розрахуншв оргaнiчнa частина вихвдно! сировини залишалася незмiнною. Але мольний склад у виглядi його брутто-формули ^ вiдповiдно, молярна маса були змшними. Це вiдбувaлося внаслвдок урахування мiнливо! вологостi деревини в дiaпaзонi ф=[0...0,6].
У процесi розрахунку враховувалася можливiсть повернення частини енерги гарячих гaзоподiбних продуктiв термодеструкцi!, що йдуть, через теплообмiнник 5 (рис. 1) у зону реакци. Враховувалася частина енерги у формi тепла. Кшьшсть енергi!, що повертаеться, визначали у ввдсотковому спiввiдношеннi в дiaпaзонi А1 = [0...70%].
Процес термiчно! деструкцi! сировини розглядався у двох вaрiaнтaх:
- з внутрiшнiм видшенням енергi! за рахунок подaчi окислювача (кисню) зi змiною коефiцiентa надлишку в дiaпaзонi а=[0,2...0,6]. Використання бшьшо! кiлькостi окислювача вiдповiдaло бiльшiй вологосп вихвдно! сировини;
- iз зовшшшм подведениям енергi! (без використання окислювача) - повшьний пiролiз.
Перелж величин результатiв розрахунку
Для кожного поеднання значень пaрaметрiв розрахунку визначалися:
- температура рiвновaжио! реaкцi!;
- кшьшсть молей вихвдно! речовини (з урахуванням вологосп), необхвдну для утворення 1 моля газоnодiбних продукпв реaкцi!. Кшьшсть конденсовано! фази (вуглистий залишок) враховуеться окремо;
- склад продуктiв реакци в мольних частках;
- нижча теплотворна здaтнiсть охолоджено! гaзоподiбно! частини продукпв реакци (з урахуванням наявносп вуглекислого газу, але без урахування пaрiв води);
- нижча теплотворна здатшсть охолоджено! гaзоподiбно! частини продукпв реакци, ввднесена до 1 моля вихвдно! речовини (з урахуванням вологосп).
Обговорення результат обчислень
Оцiнка адекватностi результатiв розрахунку
Адекватшсть результaтiв розрахуншв може бути оцiненa шляхом !х порiвняния з даними експериментальних дослвджень. Але в гaлузi гaзифiкaцi! оргашчних речовин спостерiгaеться широкий розкид експериментальних даних рiзних aвторiв [11-12] Порiвняемо результати розрахунку з дiaпaзонaми варшвання експериментальних значень деяких величин.
У [11] наведено величину характерного значення нижчо! теплотворно! здатносп пiролiзних гaзiв у дiaпaзонi 13-15 МДж/м3. Як правило експериментaльнi дослвдження проводяться на зразках деревини повиряно сухо! (ф=0.15-0.2) або к1мнатно сухо! (ф=0.08-0.1). На рис. 2 ввдображено результати розрахунку нижчо! теплотворно! здатносп пiролiзних гaзiв на основi запропоновано! моделi за рiзно! вологостi деревини. З нього випливае, що за вологосп ф=0-0.2 у дiaпaзонi температур 800-900 К розрaхунковi величини ввдповвдають експериментальним даним. Так1 температури в багатьох випадках е характерними при дослвдженнях процесу повiльного пiролiзу.
При збшьшенш температури i вологостi сировини зростае частка водню в пiролiзних газах. Цей газ мае високу грaвiметричну характеристику теплотворно! здaтностi. Але його теплотворна здатшсть, ввднесена до одинищ
15
13
11
Q,
[МДаЛмЗ]
9
750
950
1150
135 0
1550
Рис.9д Нижча оеплотворна зддтшсть п1рс^лп75го галу 9а р19но1 171лотос71
обвини с низ5оою . Збшыпеноя часо5си водша о слопош гощо-чих пЛвзменшуе '^епв^гс^агщ' здттшсть. Тадий
ефект тасож ротр—сунку
(рис. 2).Стдгаонааити, щтщьи 1^оомуо1^ьашр^15Ьн^7о газiв об^отустьяг па ргирион доид^сипарод опди та аугоиетаго ^с^яишкн^о^еданс^гощ^г^х^ла).
У [12 ] вкяуюто ндзбшь-
шенш ^иаод)' газу i зяп^^^яо йо го cтi зi
засояавнтм тзппералллне т^х^кадпдфтл^пуВв^отТдобра-оспао на мапн 5), и о: за дазиЩнвацп. бшьш висдкинаемпе-рптур янша илька:тьлве>^т^их
настшюо.
Л огл)лл^1 нйорапрллл подтали, лци норПвнол а<7одт юнае, але лише задедыих умов. що ]цеЛ^еат вадзнача-
ють тi автори, як1 проводили експериментальш дослвдженпя за вщповвдилн умга. Pe9yоьалтндoзло?=нo>оIюraм'ЮP5,щoзлйжeндд У5плoтaoдлoÍяратлo cтiвн^0пaaeт5пo овше в дeлиoур д1м^аион1 5мiнн т9мпaпaтадii ргакцП'.За в1диитно^т^1п1г^1^ек^^1шд^>^уаскота1 зопг^шньо) етфга'оВ^о за пвдведенш! равшшнУ5I енеыли аостшусИ аоливинк aeмпeдотаpо Д9cшцil raзк0iиaрiiaмi)iюуaьуд анадшуокл амши величини а - коефiцieнтa надлишку окислювача. Зi збiльшенням значения а збшьшуеться i температура реакци. Слад (або можна) говорити про залежшсть теплотворно! здaтностi генераторного газу ввд коефiцieнтa надлишку окк^лю^п^^а за деяцин а мов1 непы%9aзагeн5няцií. 5 оис. р 5 рте. 5 дгведеит '^¡кт змшт нужоо1 а9ндгтсaкиo 1 здааллсо1 гон7pлпцндогoгадд рля оипалоу рiн9данpcai ол!!в>п^ньоко нйв75влнш7 олелпо. 5Pы5íiгпуея зтниийюcяil ввдбуваетося т'íп9iнi кг кци9]нрр вднодiшльаеo ондзялннт ад^оаги йод яас aоУ5лeдир чагтидд в=йзуяо) 5ио5вяаи. На рис. 3 вiлo0лmeнгзмiиктeплoaрopнoо9дaгнocтiзалeжнo лiлaомиeдaзypи aзошр5ШюЯ•Hьдac. 4 -талежно ввд коефiцieнтa надлишку окислювача. З наведених грaфiкiв випливае, що в умовах, яш розглядаються, зi збшь-шешим aeмплpaш>ЛДв раити зм5ншeшнк5eрлpaваpнplзуaснгcлi той/ мaжa вiд0д7aaиряmпчсaнepeрoбки абсоаюдно вятя! вииiлнo) cинувилíi.
На рлт 5 iпяc.aнгиeдйнo ю^аИ^к^им^!^^ ниждо! т^г^х^атг^с^р^нш здглна^т! гeлкдтaориoгу га^пдягипадоу 30внiшш>090 mкгвдcнш^ чacаинкeялp5ilозoнopeтщíрнриpиклaк,Я7наaoмкroюaeпрooбмiaшикa я (рлс. о). У pa9HЩ7poзгнтдо9тьея, пеpeнбaлaeaьcд гo5оpнeшIя вю1л рлощп 11 (рдс. о.вю заишсють
усаалтякуЗ наседеллх IЛ)рДíIИввипJшa5e,щo в умовамякдри роиглядавма^ зШшыоедвямтемпералрнв зош реомшзыяншелна 09íIЛ0ae0нP0i одаагодо1 тазу можа вíиботpaи5я л11. чгс по°нроУни аюшлюй сдыовшш велико 1 волоroст)(ц=уЫИ
Кiльк)cлзпoяiоиння p7зро:»дниiуптpaмeтpiaIфoцeьy raзoгeоeийЩl зeшcпскнмeнтальшими
дaкдмилкнaднe. Pо0Iлшeнeлзнимfiнaaльнидзнaнaль ведлшiЛ.Длаy[19)шcлc5кглiзyдpниx низи аваонлв наво-дяоьднтаю дiриaзoдяaмзвиoЯЫдноi' кpлцeдуpaцilгш)в с дапСОР-ЗЗ оЯ%;длолп5р35 оИ%; дхяСЕЗ1-пяб%; для СО2 9,5-lЯoa%.УÍi2] Íaa0л.9Íнарeн9нo дадЯго9владомгенeпaaoнпогаra;iу cкпi д^аня Опосляс
тшьки скнадгeяepaтгpнoгуaт::y)йoгa ии5илг^1^1^от^(^лну здаашсат.Дозодиасля ашыш IIpиплcшув про травте-три^оиеся, ядим гKшopiaaюоь няcI;дeнi оелия^ны. Бз^)íeмo рнллюлп, н)0 в рдл нззaJл^^^eaоря одонпг без ^оуд^I^ия
Q,
[МДж/м3]
11 10.5 10 9.5 9 8.5
0.25
0.45
Рис. 3. Змша нижчо'1 теплотворно'1 здатносп залежно вщ температури в зонi реак'цГГ за вщсутносп зовм1шмьою п1дведення енергil
Рис. 4. Змша нижчо1 теплотворноТ здатносп залежно в1д коефiцicнта надлишку окислювача в зош реакщ'1 за вщсутносл зовнiшнього пiдведення енергil
Q,
[МДж/м3]
10 9.5 9 8.5 8 7.5
Ф=0,2
( р=0,4
/—
Т, И
1000 1100 1200 1300 1400 1500
Q,
[МДж/м3]
10 9.5 9 8.5 8 7.5
0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55
Рис. 5. 3мша нижчоТ теплотворноТ здатносп Рис.6. ЗмшаоижвоТтеплотгорноТ дтатносл зотежно
залежно шд темпероо^в иснпр сатчшта 1Р1нвиоом вщкоефщкитонадлишку оадслювтчанзо шо еакци ооно1шнтого п1днто°<о^ит 1еит]ЭтГ1:^а1 5адвност150вншшього пщоедонняонврги
додатково! енерги. У багатьох дослщженнях зразки вихшно! сировини перед газифшащею сушать. Будемо роз-глядати процес газифтацп абсолютно сухо! сировини деревини сосни. Кшьшсть окислювача в [12] не обумовлю-еться. Розглянемо випадок а=0.35. Для зазначених умов даш з [12] i результати розрахунку на пiдставi моделi, що подаеться, наведеновтабл.2.
Таблиця 2
Продукти газифшацп при кисневому дуттi
Джерело даних Складов1 ( % об'сму) Qниз МДж/м3
н2 СО СО2 СН4 N2
[12] 32 48 15 2 3 10.4
Розрахунок 35.5 48.4 16.1 0 - 10.7
Розглянутому варiанту вiдповiдае розрахункова температура 1205 К (932 оС). Данi, наведенi в табл. 1, сввдчать про добрий зби- за означених умов експериментальних i розрахункових величин. Вiдсутнiсть N2 у розрахунках визначено розглянутим варiантом моделi, що не враховуе через малу кшьшсть наявнiсть азоту у вихаднш сиро-винi. Нульове значення для метану може бути пояснене використанням для розрахунку рiвноважноl модель В 11 рамках передбачаеться, що вс можливi процеси термiчноl деструкцп завершенi. В експериментальних досль дженнях час перебування газово! сумiшi в реакцшнш зонi обмежений. Наявнiсть метану в багатьох випадках (але не у вах) може свщчити про незавершешсть термiчного розкладання вихвдно! оргашчно! сировини. Але на можливiсть присутносп метану в продуктах пiролiзу i газогенерацп за деякого поеднання параметрiв процесу вказуютьiрезультатирозрахункуза рiвноважною моделлю.Деяк зних наведеновтаблишЭ.
Таблиця 3
Склад продуктiв газогенерацп
А1 Ф а Т, [К] Юльюсть молей Qниз МДж/м3
Мт СО СО2 СН4 С угл Н2 Н2О
0 0 0.25 1040 0.74 0.29 0.19 0.004 0.25 0.35 0.17 9.9
0.3 1110 0.67 0.36 0.16 0.001 0.14 0.33 0.14 10.3
0.4 0.35 900 0.45 0.05 0.25 0.007 0.15 0.24 0.45 7.3
0.4 980 0.42 0.10 0.24 0.001 0.08 0.27 0.39 7.7
40% 0 0.2 1010 0.79 0.25 0.20 0.008 0.34 0.36 0.18 9.9
0.25 1075 0.71 0.33 0.17 0.002 0.21 0.35 0.14 10.3
0.4 0.35 940 0.44 0.07 0.24 0.004 0.12 0.27 0.41 7.7
0.4 1010 0.41 0.11 0.24 0.001 0.06 0.28 0.37 8.0
У табл. 3 на вадмшу ввд табл. 2 наведенi величини вах компонента газогенерацп, що враховуються в розрахунках, зокрема водяна пара i вуглистий залишок. Сумарно кшьшсть компонентiв, що перебувають у газопо-дiбному стaнi, дорiвнюе 1 молю (за умовами методу розрахунку). Уа гaзоподiбнi компоненти разом iз вуглистим залишком утворенi з кiлькостi молей вихшно! сировини, позначених як МТ. Величина Д1 позначае частку енерги гaзоподiбних продуктiв реакци, що повертаеться в зону реакци, через теплообмшник 5 (рис. 1)
У таблиц 4 подано результата розрахунку, що вщповщають пiролiзу деревно1 сировини (тшьки за рахунок зовнiшнього обiгрiву, без використання окислювального агента).
Таблиця 4
Склад продукпв шролiзу
Ф T, [K] Юльюсть молей Q™ МДж/м3
Mt CO CO2 CH4 C угл H2 H2O
0.2 835 0.85 0.03 0.18 0.094 0.55 0.28 0.41 13.2
1010 0.67 0.2 0.12 0.014 0.34 0.48 0.19 11.3
1290 0.54 0.42 0.02 0 0.10 0.51 0.04 12.4
0.4 750 0.60 0.01 0.14 0.095 0.36 0.16 0.60 14.6
1045 0.45 0.18 0.12 0.004 0.14 0.46 0.23 10.8
1580 0.40 0.34 0.04 0 0 0.47 0.15 12.1
Результати розрахунку, наведет в таблицi 4, ввдповщають даним експериментальних досл1джень iнших авто-рiв. У пiролiзних газах присутня бiльша нiж у газогенераторних кшьшсть метану. 3i зростанням температури його кшьшсть зменшуеться аж до повного зникнення. Це може бути пояснено збшьшенням ступеня конверсiï метану на розпеченому вуглистому залишку (деревному вугшл^ в присутностi парiв води. Зб№шуеться к1льк1сть водню i чадного газу з одночасним зменшенням вуглистого залишку аж до повноï його конверси. 3i збiльшенням температури в реакцшнш зонi теплотворна здатнiсть Q^ газоподiбноï фази зменшуеться. Це можна пояснити зменшенням частки найкалоршшшого газу метану та збшьшення частки найменш калоршного водню. Слiд зазна-чити бшьш значне зниження теплотворноï здатностi при середнш температурi в реакцiйнiй зош з деяким ïï тдви-щенням зi зростанням температури.
Висновки та перспективи
1. У рамках модел1 рiвноважних хiмiчних реакцiй запропоновано метод розрахунку параметрiв i складу газо-во1' сумiшi, що утворюеться тд час роботи комбiнованого ГГ за рiзного складу, вологостi вихiдноï деревно1' сировини. Порiвняння результатiв розрахунку з даними експериментальних досл1джень шших авторiв показало адек-ватне вщображення за допомогою запропоновано1' моделi процеав газогенерацiï та пiролiзу, як1 вщбуваються. Особливiсть розрахунку на основi рiвноважних хiмiчних реакцiй дае змогу коректно використовувати отриманi результати для опису процеав, що протiкають повiльно. Можна розглядати отриманi результати як гранично можливр граничнi.
2. Побудова моделi газифiкацiï деревно1' сировини за допомогою кисневого дуття дала змогу продемонстру-вати можливостi пропонованого пiдходу за мiнiмiзацiï обчислювальних витрат. Збiльшення в моделi перелiку можливих хiмiчних реакцш дасть змогу в рамках единого шдходу дослвджувати процеси горiння, пiролiзу та газифiкацiï. Можуть використовуватися будь-як окислювальнi агенти. Наприклад, повiтряне, кисневе, паропо-вiтряне, парокисневе, парове дуття. Може бути враховано рiзний споаб внесения додатково1' зовнiшньоï енер-riï. Наприклад, через огороджувальнi конструкцiï (теплообмшники), з паровим дуттям. Наслiдком розширення моделi буде збiльшення кiлькостi рiвнянь у системi алгебраïчних нелiнiйних рiвнянь i, вiдповiдно, ускладнення ïï розв'язання.
Список використано'1 лiтератури
1. Hanchate N. Biomass gasification using dual fluidized bed gasification systems: A review [Text] / N. Hanchate, S. Ramani, C.S. Mathpati, V. H. Dalvi //, Journal of Cleaner Production, Volume 280, Part 1, 2021, 123148, ISSN 0959-6526, https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123148
2. Самилш О.О. Сучасш енергоефективш технологiï використання вiдходiв бюмаси в сiльському, лiсовому та комунальному господарствах [Текст] / О.О. Самилш, Н.М. Цивенкова, А.А. Голубенко// Вюник ЖНАЕУ № 1, 2009, с. 269-278.
3. Ткаченко С.Й. Перспективш напрямки використання бiомаси як джерела енергiï [Текст] / С.Й. Ткаченко, Л.А. Боднар, А.О. Юзюк // Вюник Вiнницького полiтехнiчного iнституту. 2011. № 2, с. 68-73. https://visnyk.vntu. edu.ua/index.php/visnyk/article/view/1396/1396
4. Kurkela E. Review of Finnish biomass gasification technologies [Text] / E. Kurkela // 2023. https://www. researchgate.net/publication/30482338_Review_of_Finnish_biomass_gasification_technologies
5. Sarkar S. Biofuels and biochemicals production from forest biomass in Western Canada [Text] / S. Sarkar, A. Kumar, A. Sultana // Energy. Volume 36, Issue 10, 2011, Pages 6251-6262. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.07.024
6. Сайт компании CHOREN. https://www.choren.com/en/technology/choren-coal-gasification/
7. Брунеткш В.О. Комбшований шаровий газогенератор [Текст] / В.О. Брунетшн, В.О. Давидов // The 22th International scientific and practical conference "Modern theories and improvement of world methods" (June 06-09, 2023)
Helsinki, Finland. International Science Group. 2023. p. 440-443. ISBN - 979-8-88992-687-0. https://doi.org/10.46299/ ISG.2023.1.22
8. Брунеткин А.И. Метод определения состава горючих газов при их сжигании [Текст] / А.И. Брунеткин, М.В. Максимов // Науковий вюник Нацюнального прничого утверситету. 2015. № 5. С. 83-90. http://nbuv.gov.ua/ UJRN/Nvngu_2015_5_16
9. Cerone N. Gasification of Wood and Torrefied Wood with Air, Oxygen, and Steam in a Fixed-Bed Pilot Plant [Text] / N. Cerone, F. Zimbardi, A. Villone, N. Strjiugas, E. G. Kiyikci // Energy Fuels 2016, 30, 4034-4043. https://doi. org/10.1021/acs.energyfuels.6b00126
10. Weiland F. Pressurized Oxygen Blown Entrained-Flow Gasification of Wood Powder [Text] / F. Weiland, H. Hedman, M. Marklund, H. Wiinikka, O. Ohrman, R. Gebart // Energy & Fuels, 2013, 27 (2), 932-941, https://doi. org/10.1021/ef301803s
11. Bureika G. Alternative Carbonless Fuels for Internal Combustion Engines of Vehicles. [Text] / G. Bureika, J. Matijosius, A. Rimkus // Ecology in Transport: Problems and Solutions. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 124. 2020. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-42323-0_1
12. Couto N. Influence of the Biomass Gasification Processes on the Final Composition of Syngas [Text] / N. Couto, A. Rouboa, V. Silva, E. Monteiro, K. Bouziane // Energy Procedia, Volume 36, 2013, P. 596-606. ISSN 1876-6102. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2013.07.068
13. Lyons Cerón A. Effect of Woody Biomass Gasification Process Conditions on the Composition of the Producer Gas [Text] / A. Lyons Cerón, A. Konist, H. Lees, O. Jarvik // Special Issue Selected Papers from the 9th European Conference on Renewable Energy Systems (ECRES2021), Sustainability 2021, 13(21), 11763 https://doi.org/10.3390/ su132111763
References
1. Hanchate N., Ramani S., Mathpati C.S., Dalvi V. H. (2021). Biomass gasification using dual fluidized bed gasification systems: A review, Journal of Cleaner Production, Volume 280, Part 1, 2021, 123148, ISSN 0959-6526, https://doi.org/10.1016/jjclepro.2020.123148
2. Samilin O.O., Tsivenkova N.M., Golubenko A.A. (2009). Suchasni energoefektivni tehnologii vikoristannya vidhodiv biomasi v silskomu, lisovomu ta komunalnomu gospodarstvah. [Modern energy-efficient technologies for the use of biomass waste in agriculture, forestry and municipal services]. Visnik ZhNAEU, № 1, s. 269-278.
3. Tkachenko S.Y., Bodnar L.A., Yuzyuk A.O. (2011). Perspektivni napryamki vikoristannya biomasi yak dzherela energii. [Promising areas of biomass use as an energy source]. Visnik Vinnitskogo politehnichnogo institutu. № 2, s. 68-73.
4. Kurkela E. (2023). Review of Finnish biomass gasification technologies. https://www.researchgate.net/ publication/30482338_Review_of_Finnish_biomass_gasification_technologies
5. Sarkar S., Kumar A., Sultana A. (2011). Biofuels and biochemicals production from forest biomass in Western Canada. Energy. Volume 36, Issue 10, 2011, Pages 6251-6262. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.07.024
6. Сайт компании CHOREN. https://www.choren.com/en/technology/choren-coal-gasification/
7. Brunetkin V.O., Davidov V.O. (2023). Kombinovaniy sharoviy gazogenerator. [Combined gas generator with a layer]. The 22th International scientific and practical conference "Modern theories and improvement of world methods" (June 06-09, 2023) Helsinki, Finland. International Science Group. 2023. p. 440-443. ISBN - 979-8-88992-687-0. https://doi.org/10.46299/ISG.2023.L22
8. Brunetkin A.I., Maksimov M.V (2015). Metod opredeleniya sostava goryuchih gazov pri ih szhiganii. [Method for determining the composition of combustible gases during combustion]. Naukoviy vIsnik NatsIonalnogo gIrnichogo unIversitetu. № 5. S. 83-90. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2015_5_16
9. Cerone N., Zimbardi F., Villone A., Strjiugas N., Kiyikci, E. G. (2016). Gasification of Wood and Torrefied Wood with Air, Oxygen, and Steam in a Fixed-Bed Pilot Plant. Energy Fuels 2016, 30, 4034-4043. https://doi.org/10.1021/acs. energyfuels.6b00126
10. Weiland F., Hedman H., Marklund M., Wiinikka H., Ohrman O., Gebart R. (2013). Pressurized Oxygen Blown Entrained-Flow Gasification of Wood Powder. Energy & Fuels, 2013, 27 (2), 932-941, https://doi.org/10.1021/ef301803s
11. Bureika G., Matijosius J., Rimkus A. (2020). Alternative Carbonless Fuels for Internal Combustion Engines of Vehicles. Ecology in Transport: Problems and Solutions. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 124. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-42323-0_1
12. Couto N., Rouboa A., Silva V., Monteiro E., Bouziane K. (2013). Influence of the Biomass Gasification Processes on the Final Composition of Syngas. Energy Procedia, Volume 36, 2013, P. 596-606. ISSN 1876-6102. https://doi. org/10.1016/j.egypro.2013.07.068
13. Lyons Cerón A., Konist A., Lees H., Jarvik O. (2021). Effect of Woody Biomass Gasification Process Conditions on the Composition of the Producer Gas. Special Issue Selected Papers from the 9th European Conference on Renewable Energy Systems (ECRES2021), Sustainability 2021, 13(21), 11763 https://doi.org/10.3390/su132111763
