Главная » 2014 » Июль » 29 » Скачать Разработка технологии газификации местных биотоплив для систем распределенной генерации энергии Афроазиатского региона. Надир бесплатно
0:31 AM
Скачать Разработка технологии газификации местных биотоплив для систем распределенной генерации энергии Афроазиатского региона. Надир бесплатно
Разработка технологии газификации местных биотоплив для систем распределенной генерации энергии Афроазиатского региона
Диссертация
Автор: Надир Саман М. Шареф
Название: Разработка технологии газификации местных биотоплив для систем распределенной генерации энергии Афроазиатского региона
Справка: Надир Саман М. Шареф. Разработка технологии газификации местных биотоплив для систем распределенной генерации энергии Афроазиатского региона : диссертация кандидата технических наук : 05.14.14 Екатеринбург, 2006 217 c. : 61 06-5/3084
Объем: 217 стр.
Информация: Екатеринбург, 2006
Содержание:
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ МИРОВОЙ ОНЫТ И ПЕРСНЕКТИВЫ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ НА БИОМАССЕ
11 Современные тенденции развития топливной энергетики
111 Изменение структуры тонливо энергетического баланса
112 Нотенциал развития «зеленой» энергетики Афроазиатского региона (на примере Ирака)
113 Развитие распределенной генерации и либерализация энергетических рынков
114 Эффективность современных технологий РГЭ
12 Современные технологии энергетического использования биомассы
121 Сжигание биомассы на паросиловых ТЭС
122 Использование биомассы в когенерационных энергоустановках
123 Энергоустановки с газификаторами плотного слоя биомассы и две
13 Энергетические и экологические характеристики работы ТЭС-ДВС на биомассе
131 Энергетические характеристики ,
32 Экологические характеристики
133 Нормировагше выбросов
134 Способы уменьшения выбросов
14 Нодготовка топливного генераторного газа к иснользованига в когенерационных энергоустановках
141 Требования к качеству синтетического топливного газа
142 Снижение содержания смол и сажи методами газоочистки
143 Получение кондиционного силового газа внутриреакторными методами
Выводы и задачи исследования МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ И УСТАНОВКИ
24 Свойства исследуемых тонлив Экспериментальные установки Порядок проведения опытов и исследуемые параметры Оцепка погрешностей экспериментов ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И СПЕЦИФИКИ ПРОЦЕССОВ ПИРОЛИЗА И ГАЗИФИКАЦИИ ОДИНОЧНОЙ ЧАСТИЦБ
33 Исследование кинетики прогрева индивидуальной частицы в условиях термоудара
34 Перегрев топливных частиц в условиях термоудара ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕЦИФИКИ ПИРОЛИЗА И ГАЗИФИКАЦИИ ГРУППЫ ЧАСТИЦ В СЛОЕ
41 Исследование кинетики прогрева группы частиц
42 Сжигание неочищенного пиролизного газа в вихревой горелке
43 Разработка технологии получения кондиционного газа Для малой ТЭС-ДВС на базе внутриреакторных процессов РАЗРАБОТКА УПРОЩЕННОЙ МЕТОДИКИ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА ГАЗОГЕНЕРАТОРА ОБРАЩЕННОГО ТИПА И ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ МАЛОЙ ТЭС-ДВС НА БИОМАССЕ
51 Определение эксплуатационных характеристик опытнопромышленной ТЭС-ДВС с газификатором обраш;енного процесса
52 Разработка упрош;енной методики теплового расчета газогенератора обращенного типа и двигателя для малой ТЭС-ДВС на биомассе ВБ1В0ДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение:
Энергия это материальная основа развития человеческой цивилизации. С ее рациональным использованием связано будущее Земли. Прогнозы развития мирового энергохозяйства предсказывают опережающие темпы роста потребления электроэнергии по сравнению с темпами роста энергопроизводства. В настоящее время в мировой практике сформировались следующие основные тенденции в энергопроизводстве. Изменение структуры топливно-энергетического баланса в сторону использования твердых топлив: углей, местных ТЭР, биомассы и отходов, а так же использование нетопливного потенциала. Уголь значительно уступает природному газу и нефти по затратным и экологическим показателям. Поэтому, в частности, за последнее столетие в общем объеме энергопотребления произошло резкое снижение доли угля и другого твердого топлива. Однако, в связи с сокращением ресурсов нефтяного и газового сырья энергетическое и технологическое использование твердых горючих ископаемых за рубежом вновь расширяется, начиная с 70-хх годов. Экологически небезопасные виды твердого топлива типа сернистых углей, сланцев находят применение преимущественно в сфере большой энергетики, где экономически целесообразно использование материалоемких и дорогостоящих технологий снижения вредных выбросов. В сфере малой распределенной энергетики значительная роль принадлежит возобновляемым топливам растительного происхождения (биомасса), как наиболее экологичным и позволяющим использовать упрощенные методы очистки газа. Изменение структуры энергоснабжения развитие системы распределенной генерации энергии, действующей наравне со станционной энергетикой на уровне распределительных сетей. Централизованное производство вторичных энергоносителей, являясь основным системообразующим способом, остается при правильной его организации и использовании современных технических решений наиболее экономически эффективным в масштабах крупного промышленного региона и страны в целом. Оба способа производства энергии централизованный на крупных станциях (станционная энергетика) и распределенный на местных (завод, поселок, коттедж) будут симбиотически существовать в мировом сообществе в ближайшей перспективе. Для стран и территорий с экспортно ориентированной экономикой (Ирак, в России Ханты-Мансийский автономный округ) это позволит повысить уровень жизни населения с одновременным высвобождением для экспортных поставок кондиционного топлива в размере 1-2 т.у.т./ (чел-год). Для стран и территорий с импортно ориентированной экономикой (Япония, в России регионы, обеспечиваемые Северным завозом) расширение использования МТЭР позволит снизить энергозависимость, повысить энергообеспеченность и энергобезопасность территории. Для развивающихся стран Афроазиатского региона это часто единственный реальный путь развития региональной энергетики. Возобновляемая энергия биомассы занимает важное положение среди МТЭР и играет решающую роль в мировой энергетической структуре. Твёрдые топлива (уголь, биомасса) выступают в качестве «моста в будущее» мировой цивилизации, обеспечивая плавный переход от топливной энергетики к другим, новым, недоступным пока человечеству видам энергии. Изменение технологии энергетического использования твёрдых топлив,развитие современных чистых твердотопливных технологий (угольных и др.) на базе жидкотопливных и газотопливных энергетических установок ГТЭУ (ПГУ, д в е ГТУ, ТЭ) с конкурентоспособными показателями. В США, Европейском союзе, Японии, странах Юго-Восточной Азии выполняются крупные межнациональные и национальные программы по внедрению экологически чистых технологий энергетического использования твёрдых топлив в газовом силовом цикле. Одним из основных направлений развития «зеленой» энергетики является использования биомассы для выработки тепловой и электрической энергии в когенерационных газотопливных энергоустановках с внутрицикловой газификацией. Газификация биомассы представляет конкурентоспособную альтернативу методу прямого сжигания топлива для выработки электроэнергии. Основной проблемой при использовании биомассы для производства энергии в газотопливных энергоустановках является значительное смолосодержание генерируемого газа поскольку смолы содержащиеся в газе, приводят к быстрому старению смазочного масла, закоксованию, коррозии и износу двигателя. Поэтому к содержанию смол в очищенном газе, предназначенном для использования в газоиспользующей энергоустановке, предъявляются жесткие требования. Выделяют две основные группы методов снижения забалластирования газа смолами: первичные (крекинг смол в газогенераторе под воздействием температуры, в том числе с использованием катализатора в газифицируемом слое); вторичные (очистка продукт-газа после газогенератора в специальных газоочистных устройствах, в том числе с использованием катализатора в отдельном аппарате плотного или кипящего слоя).к вторичным методам относится использование оборудования, отработанного в станционной энергетике: мокрые скрубберы, электрофильтры, зернистые и рукавные фильтры, циклоны, выносные каталитические реакторы. Вторичные методы удаления смол из продукт-газа обладают высокой эффективностью (100% газоочистки), однако сложны в эксплуатации, капиталоемки (для малых установок) и часто экологически несовершенны. Первичные методы в настоящий момент в мире интенсивно изучаются и внедряются с нарастающим положительным эффектом. Однако, судя по динамике изменений и получаемым результатам, потенциал по разработке первичных методов сохраняется значительный. В частности, практически не разработаны процессы газификации специфических биотоплив с ухудшенными теплотехническими характеристиками типа косточковой биомассы Афроазиатского региона. Актуальность темы. Настоящая работа позволяет создавать надежные компактные когенерационные мини-ТЭС-ДВС на местном биотопливе при сниженных массогабаритных и улучшенных эксплуатационных характеристиках по сравнению с мировыми и российскими аналогами. Особенно актуальны вопросы повьшенпя эффективности и надежности малых ТЭС на высокосмольных топливах типа косточковой биомассы Афроазиатского региона. Наиболее перспективным путем решения этой проблемы является применение первичных методов очистки топливного газа, разработанных на ос1юве системного анализа и декомпозиции процессов газификации. Работа выполнена в соответствии с программой ЕС в области биоэнергетики «FP-6-Устойчивые энергетические системы», ФЦН РФ «Энергоэффективная экономика» и Нрсграммой развития ветроэнергетики ОАО РАО «ЕС России», Программой обновления основного оборудования ТЭС РАО «ЕЭС России» на период до 2010 года и направлена на разработку высокоэффективных газификационных когенерационных энергоустановок малой мощности на базе ДВС, для биотоплив со специфическими теплотехническими характеристиками. Цель настоящей работы состоит в повышении эффективности производства газообразного топлива из биомассы Афроазиатского региона для выработки электрической и тепловой энергии в когенерационных энергоустановках с внутрицикловой газификацией. Задачи иеследоваиия 1 Провести исследование теплотехнических свойств и специфики процессов пиролиза и газификации косточковой биомассы Афроазиатского региона.«Безопасность биосферы» (г. Екатеринбург, 4-5 мая 2005 г.), 3-ем Международном Симпозиуме «Горение и плазмохимия» (г. Алматы, 24-26 сентября 2005 г)., IV семинаре ВУЗов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (г; Владивосток, 2005 г.), 15-ой Школесеминаре молодых ученых и специалистов под руководством академика Леонтьева А.И. (г. Калуга, 2005 г.), 4-ой Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Энергетика: управление, качество и эффективность использования энергоресурсов» (г. Благовещенск, 2005 г.), VI Всероссийском совещании-выставке по энергосбережению (г. Екатеринбург, 21-25 марта 2006 г), международном научном семинаре «Современные технологии горения и аэротермодинамики» (г.Киев, Украина, 15-19 мая 2006 г.). Публикации. По теме диссертации опубликована 41 печатная работа, в том числе 13 статей в реферируемых изданиях. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 163 наименований и приложений. Общий объем диссертации 155 страниц, в том числе 81 рисунков, 35 таблиц. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю профессору, доктору технических наук Рыжкову А.Ф., который великодушно потратил значительное время на чтение предварительных вариантов рукописи и сделал много ценных замечаний. Автору также приятно поблагодарить зам. заведующего кафедрой «ТЭС» ГОУ ВПО «УРАЛБСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» доцента к.т.н. Богатову Т.Ф. и весь коллектив кафедры «ТЭС» за постоянное внимание и помощь в ходе выполнения всей работы. Очень помогали в работе асе. Силин В.Е., коллективы кафедр «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ», русского языка и всего теплоэнергетического факультета, за что автор выражает им свою глубокую признательность. 12
