МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ПИРОЛИЗНОЙ ЗОНЕ
DOI:
https://doi.org/10.37482/0536-1036-2019-1-153–160Ключевые слова:
математическая модель, тепломассоперенос, древесный уголь, пиролиз, активация, газовый потокАннотация
В настоящее время в стране заготавливается около 200 млн м3 древесины. При этом на всех стадиях процесса (от заготовки до переработки древесного сырья) образуется большое количество отходов, которые не находят применения и оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду. Одним из возможных направлений переработки таких отходов является их пиролиз. Выход продуктов пиролиза зависит от внешних условий и свойств сырья. Приведено описание установки, разработанной для производства активированного угля из древесной щепы. Установка выполнена в виде шахты, в ней имеется зона пиролиза, работающая в периодическом режиме. В нижней части пиролизной зоны расположены нагревательные элементы, прогревающие технологическую щепу до начала интенсивных экзотермических реакций. Нагревательным элементам тепловая энергия передается с помощью тепловой трубы, размещенной в древесном угле после стадии активации, имеющем температуру около 800 оС. С использованием этой установки из древесных отходов получаются ценные продукты, пользующиеся большим спросом в промышленности, и решается экологическая проблема многих деревоперерабатывающих предприятий – утилизация отвалов. На основе анализа физической картины и формализации процесса пиролиза в установке производства активированного угля разработана математическая модель процесса, позволяющая рассчитать общее время, затраченное на переработку древесных отходов, и основные конструктивные параметры установки.
Скачивания
Библиографические ссылки
Пат. 2582696 Российская Федерация, МПК С 10 В 1/04. Установка для производства древесного угля / Сафин Р.Г., Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Р., Зиатдинова Д.Ф., Хабибуллина А.Р., Ахметова Д.А., Сафина А.В., Саттарова З.Г., Степанова Т.О. 2014.
Сафин Р.Г. Актуальные проблемы технологических процессов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств: учеб. пособие. Казань: Изд-во КНИТУ, 2016. 408 с.
Сафин Р.Г., Ахметова Д.А., Сафина А.В., Зиатдинов Р.Р., Хабибуллина А.Р. Математическая модель тепломассообменных процессов, протекающих при переработке древесных отходов // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2015. Т. 18, № 3. С. 161–163.
Сафин Р.Г., Зиатдинов Р.Р., Сафина А.В., Хабибуллина А.Р. Пиролизная переработка отходов лесопромышленного комплекса в древесный уголь // Вестн. Казан. технол. ун-та. 2014. Т. 17, № 20. С. 132–134.
Сафин Р.Г., Степанова Т.О., Хабибуллина А.Р. Математическая модель тепломассообменных процессов, протекающих при переработке древесных отходов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3, № 7-2(18-2). С. 413–417.
Сафина А.В., Тимербаев Н.Ф., Хабибуллина А.Р., Асаева Л.Ш., Калашникова А.С. Моделирование процесса конвективного охлаждения древесного угля в пиролизной установке // Деревообраб. пром-сть. 2017. № 1. С. 33–39.
Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Г., Хисамеева А.Р., Шулаев М.В., Хузеев М.В. Разработка энергосберегающей технологии газогенерации древесных отходов // Вестн. Казан. энергет. ун-та. 2012. № 1(12). С. 24–32.
Bridgwater A.V. Biomass Fast Pyrolysis // Thermal Science. 2004. Vol. 8, no. 2. Pp. 21–49. Режим доступа: www.doiserbia.nb.rs/img/doi/0354-9836/2004/0354-98360402021B.pdf (дата обращения: 17.10.18). DOI: 10.2298/TSCI0402021B
Di Blasi C. Heat, Momentum and Mass Transport through a Shrinking Biomass Particle Exposed to Thermal Radiation // Chemical Engineering Science. 1996. Vol. 51, iss. 7. Pp. 1121–1132. DOI: 10.1016/S0009-2509(96)80011-X
Sadrtdinov A.R., Safin R.G., Gerasimov M.K., Petrov V.I., Gilfanov K.K. The Mathematical Description of the Gasification Process of Woody Biomass in Installations with a Plasma Heat Source for Producing Synthesis Gas // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2016. Vol. 124. Pp. 1–8. DOI: 10.1088/1757-899X/124/1/012092
Safin R., Barcik Š., Tuntsev D., Safin R., Hismatov R. A Mathematical Model of Thermal Decomposition of Wood in Conditions of Fluidized Bed // Acta Facultatis Xylologiae Zvolen. 2016. Vol. 58(2). Pp. 141–148. DOI: 10.17423/afx.2016.58.2.15
Timerbaev N.F., Safin R.R., Safin R.G., Ziatdinova D.F. Modeling of the Process of Energy-Technological Treatment of Wood Waste by Method of Direct-Flow Gasification // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2014. Vol. 9, no. 5. Pp. 141–146.
Tuntsev D.V., Safin R.G., Hismatov R.G., Halitov R.A., Petrov V.I. The Mathematical Model of Fast Pyrolysis of Wood Waste // 2015 International Conference on Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS 2015), Tomsk, December 1–4, 2015. Tomsk, 2015. Pp. 1–4. DOI: 10.1109/MEACS. 7414929
