автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Экспериментальное исследование сжигания отходов сельскохозяйственного производства в псевдоожиженном слое

На правах рукописи

Э64603751

ЗОРИН Александр Тимофеевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О ИЮН 2010

Москва- 2010

004603751

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Научный руководитель кандидат технических наук

Милованов Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Зайченко Виктор Михайлович Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН

кандидат технических наук Рябов Георгий Александрович ОАО «Всероссийский теплотехнический институт»

Ведущая организация: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов Россельхозака-демии (ГНУ ВНИИТиН, г. Тамбов).

Защита состоится « » улиЭ 2010 г. в ^ I часов на заседании диссертационного совета Д 002.110.03 Учреждения Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН по адресу: 125412, г. Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2, экспо-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ОИВТ. РАН. Автореферат разослан « М » оАха-^я 2010 г. 1 \ Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.110.03 доктор физико - математических наук.

©Учреждение Российской академии наук Объединенный институт высоких температур РАН, 2010 г.

. Вараксин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Высокий уровень цен на традиционные энергоносители и ужесточение экологических требований к энергетическим установкам обусловливают растущий интерес к использованию в качестве топлива биомассы. Из всех видов биомассы отходы сельского хозяйства и, прежде всего, отходы растениеводства (солома, лузга подсолнечника, проса, риса и т.п.) являются ежегодно возобновляемыми и относительно легко доступными источниками энергии. Расчеты показывают, что ежегодно в России остаются невостребованными свыше 24 млн. т отходов растениеводства, которые можно без ущерба земледелию и животноводству использовать в качестве топлива. Только 2,5 млн. т этих отходов будет достаточно для полной замены дизельного топлива, которое в настоящее время используется для сушки зерна и зернопродуктов.

Однако из-за низкой насыпной плотности в исходном состоянии отходы растениеводства как топливо использовать сложно. Они должны быть переработаны в тюки или гранулы. Кроме того, относительно высокое содержание в этих отходах золы, её низкая температура плавления, низкая степень выгорания коксового остатка делают известные технологии сжигания не эффективными (в плотном движущемся слое и в кипящем слое инертного материала).

Исследования проводились в соответствии с государственным контрактом с Федеральным агентством по науке и инновациям Российской Федерации № 02.516.11.6199 «Разработка технических решений и оборудования для сжигания гранулированного биотоплива в котельных местного теплоснабжения», выполняемым в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 годы».

Целью работы является разработка технологии устойчивого и эффективного сжигания гранулированной соломы и других отходов растениеводства и связанное с этим исследование особенностей гидродинамики кипящего слоя агрогранул, а также исследование процесса воспламенения и горения гранул указанных отходов в кипящем слое, образованном самими гранулами и твердыми продуктами их горения.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Впервые исследованы особенности процесса перехода в псевдоожи-женное состояние слоев крупных цилиндрических агрогранул с разным отношением диаметра гранулы к ее средней длине.

2. Предложен новый метод экспериментальной оценки минимальной скорости псевдоожижения полидисперсногр слоя цилиндрических гранул.

3. Впервые проведены исследования особенностей процесса горения аг-рогранул в зависимости от содержания в них золы и температуры ее плавления в кипящем слое, образованном самими гранулами и твердыми продуктами их горения.

Практическая ценность работы заключается в том, что результаты исследования будут реализованы при реконструкции котельных муниципального унитарного предприятия «Заветинские тепловые сети» Заветинского района Ростовской области с заменой антрацитового штыба на биогранулы из соломы, что позволит снизить затраты на топливо более, чем на 1 млн. руб. в год.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на: 20th International Conference on Fluidized Bed Combustion, Xi'an, China, 18-20 May, 2009 (20-й Международной научно-технической конференции по сжиганию в кипящем слое, Сиань, Китай, 18-20 мая, 2009 г.), European Pellets Conference, Wels, Austria, 25 - 27.02.2009 (Европейская конференция по пеллетам, Вельс, Австрия, 25 - 27.02.2009 г.), Третьей Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ — 2008», Москва - Тамбов, 16-20 сентября 2008 г.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в 5 печатных работах, в их числе 4 статьи в реферируемых журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложения. Объем диссертационной работы составляет 119 страниц машинописного текста, содержит 61 рисунок и 22 таблицы. Список литературы включает 85 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика содержания диссертационной работы, формулируются цель и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе работы дан обзор современных представлений об использовании соломы и других отходов растениеводства в качестве топлива, способах их хранения и переработки. Также дан обзор работ, посвященных исследованию сжигания агрогранул в плотном и кипящем слоях и исследованию процесса перехода в псевдоожиженное состояние полидисперсных слоев частиц, форма которых отличается от сферической.

На основании проведенного анализа сформулированы выводы и основные задачи исследования.

Во второй главе представлены методики проведения экспериментов по исследованию процесса псевдоожижения частиц агрогранул, изготовленных из соломы, лузги проса, лузги подсолнечника (табл. 1) при комнатной температуре («холодная модель») и процессов сжигания агрогранул в экспериментальной топке («горячая модель»).

Таблица 1

Характеристики гранул

Наименование характеристики Гранулы из соломы Гранулы из лузги проса Гранулы из лузги подсолнечника Древесные гранулы

Диаметр, мм 7,0 8,0 10,0 8,0

Отношение диаметра гранулы к средней длине (1/1 0,59 0,39 0,83 0,55

Плотность гранулы Р, кг/м 1190 1250 1211 1200

Порозность слоя в состоянии минимального псевдоожижения 0,59 0,55 0,46 0,55

Теплота сгорания гранул, МДж/кг 15,42 18,38 18,5 20,73

Содержание золы, % 4,38 9,7 0,1 0,5

Исследования на «холодной модели» (рис. 1) проведены в аппарате с прозрачными стенками, который имеет прямоугольное поперечное сечение 485 х 194 мм и высоту 1500 мм.

Аппарат снабжен перфорированной воздухораспределительной решеткой с долей «живого сечения» 5 %. Перепад давления в слое и его пульсации измерялись дифференциальным микроманометром Testo 525. Скорость воздуха измерялась на выходе из аппарата термоанемометром типа Testo 405-VI.

Опыты проводились при высоте неподвижного слоя агрогранул 210230 мм, что соответствует высоте слоя топлива в топке котла мощностью 800 кВт. Каждый опыт повторялся 5 раз.

В ходе предварительных опытов было установлено, что без уменьшения точности измерения более, чем на 10 %, измерения пульсации перепада давления надо производить через каждые 0,05 с. в течение 60 с. Таким образом, измерения перепада давления производились с частотой 20 Гц, тогда, как, согласно [Li Z., Kobayashi N., Hasatani M. Characteristics of pressure fluctuations in a fluidized bed of binary mixture // Journal of Chemical Engineering of Japan. 2005. V. 38. № 12. pp. 960 - 968] доминантная частота пульсаций в слое крупных частиц не превышает 3 Гц.

Рис. 1. Схема «холодной модели»

Полученное множество случайных значений перепада давления в слое подвергалось статистической обработке. При этом определялись:

1) Математическое ожидание случайного процесса (среднее значение перепада давления в слое за время наблюдения)

Рс=^ЛР,Ш. (1)

2) Среднеквадратичное отклонение пульсаций перепада давления

a=fc<l/>-P>I2. (2)

3) Безразмерная амплитуда пульсаций перепада давления

5 = а/Ре. (3)

4) Абсолютная величина приращения безразмерной амплитуды пульсации перепада давления с увеличением скорости воздуха, продуваемого через слой

¿8 = 5(,„-5„„_,. (4)

Кроме того, изменение состояния слоя фиксировалось видеокамерой Panasonic DVC 30. В ходе последующей обработки каждая секунда видеосъемки разбивалась на 25 видеокадров, что позволяло получать последовательные изображения состояния слоя через каждые 0,04 с. Анализ последовательных

изображений слоя позволило изучить особенности его перехода в псевдоожи-женное состояние, а также получить точные значения максимальной высоты слоя через каждые 0,04 с.

»дымо*ую цпсу «Горячая модель» (рис. 2) представляла собой модель жаровой трубы котла, ранее разработанного в Тамбовском государственном техническом университете. Жаровая труба имела длину 0,45 м и диаметр 1,0 м, площадь поперечного сечения слоя составляла 0,0675 м2. В установке можно было создать кипящий слой, геометрически подобный слою «холодной модели» (прямоугольного поперечного сечения с соотношением сторон 1:2,5). Доля «живого» сечения воздухораспределительной решетки установки составляла 5 %, как и у решетки «холодной модели». Для загрузки топлива и удаления золы и шлака установка была снабжена дверкой, которая заменялась огнеупорным стеклом для видеозаписи процесса горения. В топке над слоем горящего топлива была установлена термопара типа ХА, подсоединенная к прибору Center 306 и компьютеру. Установка была снабжена дутьевым вентилятором с характеристиками: напор - 3 кПа, производительность - 1500 м3/ч, установленная мощность электродвигателя - 1,1 кВт. Скорость воздуха измерялась на входе вентилятора с помощью термоанемометра Testo 405-VL Опыты проводились при значениях массового расхода воздуха 0,25 кг/с и 0,53 кг/с.

При изучении процессов горения были проведены также сравнительные опыты по сжиганию древесных гранул (табл. 1). В ходе опытов на слой горячей золы, оставшейся от сгорания предыдущей порции таких же агрогранул, загружалась порция агрогранул массой 4,2 кг и включался дутьевой вентилятор. Порция гранул воспламенялась, при этом непрерывно через каждые 1,7 с измерялась температура газов над слоем топлива. Эксперимент проводился до полного окончания горения порции агрогранул, когда температура над слоем топлива снижалась до своих значений в начале опыта. По результатам опыта рассчитывалась скорость горения порции топлива как частное от деления массы исходной порции топлива на продолжительность ее горения.

Опыт с каждым типом гранул повторялся 5 раз. По окончании опыта из топки удалялся очаговый остаток, который подвергался по стандартным мето-

Рис. 2. Схема «горячей» модели

дикам анализу на содержание горючих веществ и на потери топлива от механической неполноты сгорания.

В третьей главе изложены результаты исследования процесса псевдоожижения гранул на «холодной модели» и горения гранул на «горячей модели».

На рис. 3 представлено изменение величины математического ожидания перепада давления в слое от скорости воздуха, продуваемого через слой.

Рис. 3. Зависимость перепада давления в слое от скорости продуваемого через

слой воздуха:

■ ■ гранулы из соломы;

х_х_^ гранулы из лузги проса;

^_^_^ гранулы из лузги подсолнечника

Интересно отметить, что для всех типов гранул на кривой изменения перепада давления от скорости воздуха нет резкого пика в момент перехода слоя во взвешенное состояние, характерного для монодисперсных слоев сферических частиц.

Из рис. 3 можно предположить, что для слоя гранул из соломы полное псевдоожижение наступает при скорости воздуха равной 2,1 - 2,4 м/с, для слоя гранул из лузги проса - при скорости воздуха 2,2 - 2,6 м/с, для слоя гранул из лузги подсолнечника — при скорости воздуха 2,3 - 2,5 м/с.

Однако визуальные наблюдения показывают, что при скорости воздуха равной 2,4 м/с в слое соломенных гранул наблюдаются две гетерогенные струи, которые выходят на поверхность слоя, но при этом весь остальной слой остается неподвижным (рис. 4, а), т.е., при этой скорости воздуха процесс псевдоожижения слоя гранул из соломы только начинается.

Это относится и к слою гранул из лузги проса: при скорости воздуха 2,6 м/с две вертикальные струи вблизи стенок пробивают слой на всю высоту, но остальной слой неподвижен (рис. 4, б).

Слой гранул из лузги подсолнечника при скорости воздуха 2,3 м/с также только начинает переходить в псевдоожиженное состояние: его пробивают три струи - две по краям и одна в центре, остальная же масса частиц слоя неподвижна (рис. 4, в).

а б в

Рис. 4. Вид слоя:

а - гранулы из соломы при скорости воздуха 2,4 м/с; б - гранулы из лузги проса при скорости воздуха 2,6 м/с; в — гранулы из лузги подсолнечника при скорости

воздуха 2,3 м/с

Полное псевдоожижение слоя соломенных гранул происходит при скорости воздуха равной 3,09 м/с (рис. 5, а), полное псевдоожижение слоя гранул из лузги проса - при скорости воздуха равной 3,03 м/с (рис. 5, б), гранул из лузги подсолнечника — 2,65 м/с (рис. 5, в).

а б в

Рис. 5. Вид слоя:

а - гранулы из соломы при скорости воздуха 3,09 м/с; б - гранулы из лузги проса при скорости воздуха 3,03 м/с; в - гранулы из лузги подсолнечника при скорости воздуха 2,65 м/с

Таким образом, значение минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул не может быть определено известным графическим методом по кривой изменения перепада давления в слое от скорости воздуха, продуваемого через слой.

Оказалось, что для оценки значений скорости минимального псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул можно использовать графики изменения абсолютной величины А5 от скорости воздуха (рис. 6). Действительно, с ростом скорости воздуха наблюдается монотонный рост Д5 до тех пор, пока слой не станет полностью псевдоожиженным. При полном псевдоожижении слоя абсолютная величина Д5 резко падает. Такое падение для слоя гранул из лузги проса наблюдается при скорости воздуха равной 3,03 м/с. Для соломенных гранул - при скорости воздуха равной 3,09 м/с, для гранул из лузги подсолнечника - 2,65 м/с, т.е. при тех скоростях воздуха, при которых визуально наблюдалось полное псевдоожижение слоя.

Аб

р.9

ОМ О.у 0.6 0,5 О А 0.3

о.г о.г о

1 2 3 <* О. »/с

Рис. 6. Графики зависимости приращения (по модулю) безразмерной амплитуды пульсаций перепада давления от скорости воздуха (условные обозначения - см. рис. 3)

Переход слоя гранул в псевдоожиженное состояние сопровождается резкими колебаниями верхней границы слоя: чем выше скорость воздуха, продуваемая через слой, тем больше разность между значениями минимальной и максимальной высоты слоя, достигнутыми при данной скорости воздуха (рис. 7-9).

--

H", ivrrvi

ffmax

500--;--

450 --J--

-4 OO--J--

350--i-

ЗОО---

250 _--

200----------"--—--г*

150--/ *-

II min

1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 Э.зУ.м'с

Рис. 7. Изменение максимальной и минимальной высоты слоя соломенных гранул

Визуальные наблюдения показывают, что слой коротких гранул (из лузги подсолнечника) ведет себя подобно классическому кипящему слою, слой гранул средней длины (из соломы) - подобно фонтанирующему слою с ядром фонтана в центре аппарата, слой длинных гранул (из лузги проса) - подобно кипящему слою с явно выраженным поршнеобразованием.

Для коротких гранул (гранул из лузги подсолнечника) время формирования газового пузыря, его прорыва к верхней границе слоя, разрушения пузыря у верхней границы и оседания слоя с увеличением скорости воздуха возрастает от 0,28 до 0,4 с (рис. 10, а).

Ff. мм

300|-

Н mix

450 -;--

400 -/L^l-

/

„ -/-

/

300--

250 -д .. ' ^-

—" Я min

200......— -

Рис. 8. Изменение максимальной и минимальной высоты слоя гранул из лузги проса

ffmax

-

-у-

....."

íTmin

// шах

_V

/

/

/

\

¿fmin

1.75 2 2.23 2.3 2.75 3 3.25 3.

Н, мм 400

Нтах

Н шш

-А

г.2> 2.3 2.75 3 3.25 V. м/с

Рис. 9. Изменение максимальной и минимальной высоты слоя гранул из лузги

подсолнечника

¿1Т2пи¿»¿И«"» ¿«"Й 1» ШЛ 1)Ц|Л Ш3 ' Ш Ш Гц" Й IX 1<2 \Vj.WC , ш 1КШ Ш )1) 3.11 1111*3.17 1Л 1Л 1Л Цм'С

а 6 в

Рис. 10. Зависимость продолжительности цикла формирования, подъема и разрушения воздушных пузырей от скорости воздуха в слое гранул из лузги подсолнечника (в), соломенных гранул (б) и гранул из лузги проса (в)

Для гранул средней длины (гранулы из соломы) это время сокращается с 0,48 до 0,32 с при увеличении скорости воздуха от 3,06 до 3,37 м/с (рис. 10, б). Для длинных гранул (гранулы из лузги проса) это время также сокращается с 0,48 до 0,32 с при увеличении скорости воздуха от 3,03 до 3,45 м/с (рис. 10, в).

Очевидно, что для топки, в которой будут сжигаться агрогранулы нецелесообразно использование воздухораспределительной решетки, обеспечивающей равномерное распределение ожижающего агента, так как и с такой решеткой в слое формируются большие воздушные пузыри («пробки»), приводящие к образованию зон локального фонтанирования. Число этих зон зависит от отношения диаметра гранулы к ее средней длине и начальной высоте слоя. При увеличении отношения диаметра гранулы к ее средней длине и уменьшении начальной высоты слоя число зон локального фонтанирования увеличивается. Для такой топки может быть применена решетка из стандартного профиля (уголок швеллер) установленная параллельно продольной оси топки и имеющая отверстия в полках профиля. Такая решетка была применена в конструкции

котла, соответствующей Евразийскому Патенту № 006130 и в конструкции «горячей модели», на которой исследовалось сжигание агрогранул. Решетка из стандартного профиля проще по конструкции и надежнее в работе чем колпач-ковая и позволяет оптимальным образом формировать зоны локального фонтанирования.

Минимальная скорость псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул может быть определена и расчетным путем.

Обычно, минимальную скорость псевдоожижения определяют с помощью известного уравнения Эргана, которое устанавливает связь между перепадом давления в слое и скоростью продуваемого через слой газа. Связь между критериями Re и Аг в этом случае имеет вид [Reina J., Velo Е., Puigjaner L. Predicting the minimum fluidization velocity of pklydisperse mixtures of scrap-wood particles // Powder technology, 2000, v. 11 l.pp. 245-251]:

Re^ = |{2,857С:/С,>-Лг<75С,32 -42,857C,/C,,

С,=1/«е!..Лсг =1-^/8^, (6)

Q = 3dl/2<+d/2]^d2l

R е = Ш,„/у, (8)

Ar=HlglviZ^-pl1p. (9)

Для расчета эквивалентного диаметра наиболее употребительна формула Крюгера - Цункера:

<00/<ОЕ</сГ- (10)

Для повышения точности расчета минимальной скорости псевдоожижения для полидисперсного слоя цилиндрических гранул все составляющие слой частицы разбивались по фракциям. В каждую фракцию включались частицы, имеющие длину от 5 до 10 мм, от 10 до 15 мм, от 15 до 20 мм и т.д. Затем определяли весовую долю каждой фракции, эквивалентный диаметр для каждой фракции и минимальную скорость псевдоожижения для каждой фракции (зависимость 5). Минимальная скорость псевдоожижения полидисперсного слоя гранул была определена по зависимости [Obata E.,Watanabe H.,Endo N. Measurement of size and size distribution of particles by fluidization //Journal of chemical engineering of Japan. Vol. 15.No. 1. 1982; Rincon J., Guardiola J., Romero A., Ramos G. Predicting the Minimum Fluidization Velocity of Multicomponent

systems. Journal of Chemical Engineering of Japan. 1994. Vol. 27. № 2. pp. 177181]:

i/£f.»z(/i'1;. do

В результате расчетов получено: для соломенных гранул UCM = 3,17 м/с (погрешность расчета в сравнении с экспериментальными данными 2,6 %), для гранул из лузги проса UCM = 3,04 м/с (погрешность расчета в сравнении с экспериментальными данными 0,33 %), для гранул из лузги подсолнечника UCM = 2,31 м/с (погрешность расчета в сравнении с экспериментальными данными 12,8%).

Анализ результатов проведенных вычислений показывает, что для расчета минимальной скорости псевдоожижения слоя гранул определяющее значение имеет выражение Аг/1,75 С|, что позволяет переписать уравнение (5) в виде:

Re^=|lr/C75Clli) (12)

или

iVC/v= ^/vJ36,/P/r/(75C,^, (13)

или

(14)

где

К = (15)

В последнем выражении величина К— константа для данных частиц. Выражения (14 - 15) позволяют рассчитать минимальную скорость псевдоожижения (' - той фракции полидисперсного слоя при любой температуре псевдоожи-жающего газа.

С помощью уравнений (5 - 11) и (14 - 15) возможно определить минимальную скорость псевдоожижения слоя, состоящего из «свежих», только что поступивших в топку гранул и твердых продуктов их горения. Такие расчеты были проведены для слоя, состоящего на 50 % из гранул и на 50 % из частиц их коксового остатка при температуре слоя 950°С. При этом считалось, что частицы коксового остатка имеют такую же форму и фракционный состав, как и исходные гранулы, но их плотность в 2,8 раз меньше плотности исходных гранул [Palchonok G., Borodulya A., Golubeva V. et al. Temperature and Combustion Kinetics of Wood Pellet Chair in a Fluidized Bed II Тепломассообмен ММФ -2000: Труды IV Минского Международного форума по тегоюмассобмену (22 -26 мая 2000 г.) - Мн., 2000. Т.6. С. 3 - 11]. Считалось также, что в слое не содержится частиц золы.

В результате расчетов было установлено, что при температуре слоя 950°С для смеси гранул из соломы и частиц коксового остатка минимальная скорость псевдоожижения будет равна t/cu = 4,76 м/с, для смеси гранул из лузги проса и частиц коксового остатка ULU = 6,28 м/с, для смеси гранул из лузги подсолнечника и частиц коксового остатка t/CM = 4,38 м/с. Значения массового расхода воздуха, соответствующего минимальному псевдоожижению при температуре 950°С составят: для соломенных гранул и частиц коксового остатка 0,41 кг/с, для гранул из лузги проса и частиц коксового остатка 0,51 кг/с, для гранул из лузги подсолнечника и частиц коксового остатка 0,36 кг/с.

Выше указывалось, что эксперименты на «горячей модели» проводились при массовом расходе дутьевого воздуха 0,25 кг/с и 0,53 кг/с. При таких значениях массовой скорости дутьевого воздуха в слое должно быть достигнуто значение N - U/Um (в зависимости от типа гранул) 0,49 - 0,7 и 1,04 - 1,48, соответственно.

При сжигании древесных гранул кривая изменения температуры газов (рис. П. а) имеет два четко выраженных максимума. По аналогии с [Khor А., Ryu С., Yang Y.-В., Sharif! V.N., Swithenbank J. Straw combustion in a fixed bed combustor// Fuel. 2007. V 86. Pp 152 - 160], будем считать, что время, прошедшее от начала опыта до момента достижения левого максимума, и от этого максимума до минимума на кривой изменения температуры газов - это время, в течение которого гранулы прогреваются, из них выделяются и сгорают летучие вещества. Время, прошедшее от момента достижения упомянутого минимума до правого максимума и от момента достижения этого правого максимума до конца опыта — это время, в течение которого сгорает коксовый остаток.

Для слоя древесных гранул при расходе дутьевого воздуха 0,25 кг/с продолжительность выхода и горения летучих составляет примерно 60 с, а коксового остатка - 100 с (общая продолжительность горения порции топлива составляет 160 с). Увеличение массового расхода воздуха до 0,53 кг/с и переход слоя гранул, как отмечалось выше, в состояние интенсивного псевдоожижения сокращает продолжительность горения порции топлива до 80 с и повышает скорость горения топлива с 0,39 кг/(м2 с) до 0,78 кг/(м2 с) (рис 11.6). При этом время выхода и горения летучих примерно равно времени горения коксового остатка.

Рис. 11. Изменение температуры газов над слоем горящих гранул: а, б- древесные гранулы, в, г — соломенные гранулы, д,е-просяные гранулы; скорость дутьевого воздуха: а,в,д- 0,25 кг/с, б, г, е - 0,53 кг/с

При сжигании соломенных гранул в слое близком к состоянию минимального псевдоожижения (при массовом расходе воздуха 0,25 кг/с (рис. 11. в) продолжительность горения порции топлива близка к продолжительности горения порции древесных гранул в тех же условиях (рис. 11. а), хотя в древесных гранулах содержится в 8,76 раз меньше золы. Переход слоя в состояние интенсивного псевдоожижения (увеличение массового расхода воздуха до 0,53 кг/(м2 с) увеличивает скорость горения топлива с 0,46 кг/(м2 с) до 1,03 кг/(м2 с)

(рис. 11. г). При этом летучие и коксовой остаток горят одновременно - на кривой изменения температуры газов над слоем горящего топлива виден только один максимум.

Для гранул с относительно высоким содержанием золы (гранулы из лузги проса) увеличение массовой скорости дутьевого воздуха и переход слоя в состояние интенсивного псевдоожижения не приводит к сокращению продолжительности горения порции топлива (рис. 11, е). Скорость горения порции гранул из лузги проса 0,39 кг/(м2 с), т.е. равна скорости горения порции древесных гранул в состоянии, близком к началу псевдоожижения, хотя в последних содержится в 19,4 раз меньше золы. При сжигании гранул из лузги проса время, затрачиваемое на прогрев гранулы, выход и горение летучих составляет 100 -115 с (для древесных гранул 40 - 60 с). Это можно объяснить более крупными размерами гранул и большим содержанием в них золы, которая, очевидно, препятствует быстрому прогреву гранул и выходу из них летучих. То тепло, которое аккумулирует прогретая зола, способствует более быстрому сгоранию коксового остатка: время горения коксового остатка составляет 30 — 50 с (для древесных гранул 40 - 100 с).

Результаты расчетов скорости горения гранул из различного сырья сведены в табл. 2.

Таблица 2

Зависимость скорости горения порции гранул [кг/(м2 с)] в кипящем слое от

массового расхода дутьевого воздуха

Тип сжигаемых гранул Массовый расход дутьевого воздуха, кг/с

0,25 0,53

Гранулы из соломы 0,46 1,03

Гранулы из лузги проса 0,39 0,39

Древесные гранулы 0,39 0,78

Из сопоставления данных, приведенных в табл. 2, с данными о скорости горения соломенной сечки в плотном слое [Khor A., Ryu С., Yang Y.-B„ Sharif! V.N., Swithenbank J. Straw combustion in a fixed bed combustor // Fuel. 2007. V. 86. Pp 152 - 160] следует, что в кипящем слое скорость горения гранул из соломы превосходит максимальную скорость горения соломенной сечки в плотном слое в 4,18 - 9,36 раза.

В ходе визуальных наблюдений было установлено, что движущиеся в слое гранулы и частицы их коксового остатка препятствуют образованию шлаковых агломератов. Очаговые остатки при сжигании гранул, примененных в настоящем исследовании были порошкообразными без агломератов шлака. Потери от механической неполноты сгорания определенные по стандартной зави-

симости (Отраслевой стандарт 10.31.4-86), при сжигании в кипящем слое гранул из соломы составляют 7,5 %, гранул из лузги проса - 9,0 %, гранул из лузги подсолнечника - 4,0 %. При сжигании в плотном слое (котел «Pelling-27») эти потери составляют, соответственно, 17,5 %, 39,0 % и 12,0 %. Т.е., при сжигании в кипящем слое потери топлива из-за механической неполноты сгорания снижаются в 2,3 - 4,3 раза в сравнении со сжиганием в плотном слое по известной технологии.

В четвертой главе рассмотрены практические аспекты использования результатов настоящего исследования в Заветинском районе Ростовской области, где в настоящее время с участием автора реализуется проект производства гранул из соломы и их использования в качестве топлива для муниципальных котельных района. В этом районе в среднем за 2000 - 2006 гг. ежегодно оставались невостребованными и сжигались на полях около 28000 т соломы озимых, а потребность котельных в топливе составляла 3000 т/год. В районе муниципальные котельные оборудованы котлами с топками кипящего слоя, разработанными Тамбовским государственным техническим университетом с участием автора. Эти котлы в настоящее время работают на антрацитовом штыбе.

При реализации проекта перевода котельных с антрацитового штыба на соломенные гранулы была построена первая в России установка по производству этих гранул мощностью 1500 т/год на базе оборудования, производимого

000 «Доза - Arpo». Установка была введена в эксплуатацию осенью 2009 г. При разработке ТЭО проекта был проведен расчет экономической эффективности применения гранул из соломы в качестве топлива для котельной с присоединенной нагрузкой 500 кВт.

Солома в полях заготавливается в виде тюков. В ценах 2009 г. стоимость

1 т тюков соломы составляет 657,64 руб., a l т гранул из соломы - 2526 руб. Для котельной с присоединенной нагрузкой 500 кВт при КПД котлов, использующих соломенные гранулы составляет 85 %, при использовании тюков -70%. Годовая потребность составит: при сжигании соломы в тюках -341 т/год, в гранулах - 280 т/год. Расчетами установлено, что, несмотря на относительно высокую стоимость, соломенные тюки выгодно использовать в качестве топлива только в случае удаления котельной от места складирования тюков на расстояние не более 55 - 57 км. При большем удалении котельной от места хранения тюков резко возрастают затраты на их транспортировку (рис.12.).

9 000,00р. еооо.аор. 7 000,00р. 6 000,00р. 5 000,00р. 4 000,00р. 3 000,00р. 2 000,00р. 1 000,00р. 0,00р.

5 10 20 30 40 50 60 100 Расстояние доставки (км)

— в тюках — в гранулах

Рис. 12. Зависимость конечной стоимости топлива из соломы от расстояния доставки от места производства тюков или гранул до места использования

В Заветинском районе большинство котельных удалены от места складирования соломенных тюков в среднем на 60 км, поэтому в данном районе экономически оправдано использовать солому в виде гранул.

Перевод существующих котельных района с антрацитового штыба на гранулы из соломы приведет к существенному повышению эффективности использования топлива: при сжигании антрацитового штыба КПД существующих котлов не превышает 73,6 %, а ожидаемый КПД котлов после реконструкции и перевода на сжигание соломенных гранул будет не ниже 85 %. В результате ожидаемый экономический эффект от этого перевода превысит 1 млн. руб. в год в ценах 2009 г. При этом будут сокращены выбросы парникового газа (двуокиси углерода) на 7500 тонн в год, сокращены выбросы золы, шлака, полностью исключен выброс окислов серы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Солома и другие отходы растениеводства, как топливо, могут быть серьезной альтернативой ископаемым видам топлива, и, в частности, могут полностью заменить дизельное топливо, которое ныне используется для сушки зерна.

2. Сжигание соломенных и других гранул, изготовленных из отходов растениеводства (агрогранул), может быть осуществлено в топках кипящего слоя,

сформированного самими гранулами и твердыми продуктами их горения (зола и частицы коксового остатка).

3. Детально исследован процесс перехода в псевдоожиженное состояние полидисперсного слоя цилиндрических гранул с отношением диаметра гранулы к ее средней длине 0,39 - 0,89. При этом установлено, что известные методы непригодны для оценки значения минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул.

4. Предложен метод оценки значения минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул по изменению абсолютной величины безразмерной амплитуды пульсаций перепада давления в слое гранул.

5. Исследован процесс горения слоя агрогранул и древесных гранул при различных числах псевдоожижения. Показано, что с переходом слоя гранул из неподвижного в псевдоожиженное скорость горения древесных гранул возрастает с 0,39 до 0,78 кг/(м2 с), а скорость горения гранул из соломы возрастает от 0,46 до 1,03 кг/(м2 с). Скорость горения гранул из лузги проса равна скорости горения древесных гранул 0,39 кг/(м2 с), хотя древесные гранулы содержат в 19,4 раз меньше золы. Скорость горения соломенных гранул в кипящем слое оказалась в 4,18 - 9,36 раз выше скорости горения соломенной сечки в плотном слое. При сжигании в кипящем слое гранул, примененных в настоящем исследовании, очаговые остатки остаются порошкообразными, без агломератов шлака. Потери от механической неполноты сгорания при сжигании в кипящем слое гранул из соломы составляют 7,5 %, гранул из лузги проса - 9,0 %, гранул из лузги подсолнечника - 4,0 %, т.е. в 2,3 - 4,3 раза меньше соответствующих потерь при сжигании в плотном слое по известной технологии.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Аг - критерий Архимеда;

СI, С2, - коэффициенты;

<И, <1т мм - диаметр частиц, средний диаметр / -той фракции, эквивалентный диаметр;

g, м/с2 - ускорение силы тяжести;

/ - порядковый номер фракции;

у - порядковый номер экспериментального значения перепада давления, полученного в ходе одного опыта;

Л"-константа;

/, мм - длина гранулы;

т / - масса / - той фракции;

п - порядковый номер (по мере возрастания) значения скорости воздуха, при которой проводился опыт;

N— количество измеренных значений перепада давления;

АР, Па - перепад давления в слое;

АРС - среднее значение перепада давления в слое;

Remf- критерий Рейнольдса;

U, иш, U U mß м/с - скорость газа, минимальная скорость псевдоожижения смеси, минимальная скорость псевдоожижения i - той фракции, минимальная скорость псевдоожижения;

Xj - весовая доля i - той фракции;

5 — безразмерная амплитуда;

emf- порозность слоя в состоянии минимального псевдоожижения;

в—коэффициент формы;

v - коэффициент кинематической вязкости;

р„ ря, кг/м3 - плотность частиц, плотность газа.

ПУБЛИКАЦИИ

1. Михалев A.B., Исьёмин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Зорин А.Т. Улучшение экологических показателей работы коммунальных угольных котельных путем совместного сжигания биомассы и низкосортных углей // Промышленная энергетика. 2005. № 12. С.35 — 39.

2. Исьёмин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Зорин А.Т., Милованов A.B. Об использовании соломы в качестве топлива для котлов коммунальной энергетики // Промышленная энергетика. 2007. №6. С. 40-43.

3. Исьёмин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Зорин А.Т., Прокопчик А.П. Исследование сжигания агропеллет в кипящем слое // Вопросы современной науки и практики. 2008. т.2. №2(12). С 20-24.

4. Исьёмин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Зорин А.Т. Водогрейные котлы с кипящим и интенсивно продуваемым слоем топлива для сжигания низкосортных углей и биомассы - результаты десятилетнего опыта разработки и эксплуатации; проблемы и перспективы // Новости теплоснабжения. 2008. № 5 (93). С.22-26.

5. Исьёмин Р.Л., Кузьмин СЛ., Милованов A.B., Кариб Е.В., Кондуков Н.Б, Зорин А.Т. Оценка минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя крупных цилиндрических частиц по результатам статистического анализа случайного процесса изменения перепада давления в слое // Вопросы современной науки и практики. 2009. №10(24). С. 41-49.

ЗОРИН Александр Тимофеевич

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

Автореферат

Подписано в печать 19.02.2010 Формат 60x84/16

Печать офсетная Уч.-изд.л. 1,4 Усл.-печ.л. 1,27

Тираж 100 экз._Заказ N 45_Бесплатно

ОИВТ РАН 125412, Москва, Ижорская ул.,13, стр.2

ВВЕДЕНИЕ

1. Литературный обзор и постановка задачи исследования

1.1 Использование соломы в качестве топлива для коммунальной и промышленной энергетики

1.1.1 Использование соломы и её значение

1.2 Конструкции котлов для сжигания соломы

1.3 Гранулирование соломы, котлы и технологии для сжигания соломенных гранул и гранул из других отходов растениеводства

1.4 Исследование сжигания соломы в плотном слое

1.5 Исследование процесса сжигания соломенных гранул в кипящем слое инертного материала *

1.6 Исследование процессов перехода в псевдоожиженное состояние полидисперсных слоев частиц, форма которых резко отличается от сферической

1.7 Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования

2. Методика эксперимента и описание экспериментальной установки 43 2.1. Описание экспериментальной установки и методики эксперимента

2.2 Методика исследования горения топливных гранул в псевдоожиженном слое на «горячей» модели

2.3 Характеристики применяемых приборов и погрешности измерения

3. Результаты экспериментов

3.1 Результаты исследования процессов псевдоожижения слоев гранул на «холодной» модели

3.2 Анализ статистических характеристик случайного процесса пульсаций перепада давления в слое гранул

3.3 Обобщение полученных экспериментальных данных.

3.3.1 Получение обобщающей полуэмпирической зависимости

3.4 Результаты исследований на горячей модели

4. Практические аспекты использования результатов исследования

4.1 Расчет стоимости производства тюков из соломы

4.2 Расчет стоимости производства гранул из соломы

4.3 Сравнительные результаты расчетов стоимости доставки гранул и тюков соломы для котельной с присоединенной нагрузкой 500 кВт

Ужесточение экологических требований к котельным установкам, высокие цены на традиционные энергоносители обуславливают интерес к использованию в качестве топлива биомассы. Ресурсы биомассы по России распределены крайне неравномерно, причем основные ее запасы сосредоточены в северных и восточных регионах с наименьшей плотностью населения и, соответственно, с меньшей потребностью в тепловой энергии, чем центральные и южные регионы. Однако, именно последние имеют наибольшие ресурсы соломы и других отходов растениеводства (лузги подсолнечника, проса, риса и т.п.), которые можно использовать для выработки тепловой энергии.

В работе проанализированы технологические и экономические аспекты использования соломы и других отходов растениеводства в качестве топлива. Показано, что из-за низкой насыпной плотности в исходном виде эти отходы как топливо использоваться не могут, а должны быть уплотнены в тюки или переработаны в брикеты или гранулы. Причем при расстоянии от места переработки соломы до места ее использования в качестве топлива более 55-57 км экономически выгодно использовать солому в виде гранул.

Анализ литературных данных показал, что сжигание соломы и подобных топлив по известным технологиям в плотном слое и кипящем слое инертного материала имеет ряд существенных недостатков:

1) низкая интенсивность горения топлива и экстремальная зависимость скорости горения от расхода дутьевого воздуха, что приводит к сужению диапазона регулирования мощности котла и ухудшению весогабаритных показателей котла,

2) не полное выгорание фиксированного углерода, снижающее КПД котла,

3) образование золо-шлаковых агломератов, затрудняющих стабильную работу топки котла.

Целью работы является: разработка технологии устойчивого и эффективного сжигания гранулированной соломы и других отходов растениеводства и связанное с этим исследование особенностей перехода в псевдоожиженное состояние слоев гранул с разным отношением диаметра гранулы к ее средней длине при комнатной температуре, а также исследование процесса воспламенения и горения гранул из соломы и других отходов растениеводства в кипящем слое, образованном самими гранулами и твердыми продуктами их горения.

По результатам исследования предложено сжигать соломенные и подобные гранулы в кипящем слое, сформированном самими гранулами и твердыми продуктами их горения (золой и частицами коксового остатка). Детально исследован процесс перехода полидисперсного слоя цилиндрических гранул в псевдоожиженное состояние, предложен новый метод оценки минимальной скорости псевдоожижения такого слоя, т.к. известные методы этой оценки для подобных слоев оказались непригодными.

Продолжительность горения одинаковых по массе порций агрогранул и древесных гранул в кипящем слое, образованном самими гранулами и твердыми продуктами их горения, близки, хотя в последних содержится в 8,76 - 19,4 раза меньше золы. Продолжительность горения порции соломенных гранул в таком кипящем слое в 3,74 - 7,01 раз меньше минимальной продолжительности горения порции резанной соломы, масса которой равна массе порции соломенных гранул. Скорость горения порции соломенных гранул в 2,5 — 4,73 превосходит максимальную скорость горения порции соломенной сечки.

При сжигании агрогранул в кипящем слое коксовый остаток имеет порошкообразную структуру, агломераты расплавившейся и спекшейся золы в нем отсутствуют. Потери топлива из-за механической неполноты сгорания при сжигании гранул в кипящем слое в 2,3 - 4,3 раза меньше этих потерь при сжигании тех же гранул в плотном слое по известной технологии.

На защиту выносятся:

- полученные автором результаты исследования процесса псевдоожижения слоев биогранул, изготовленных из соломы, лузги проса и лузги подсолнечника,

- полученные автором результаты исследования процесса сжигания в псевдоожиженном слое биогранул, изготовленных из соломы, лузги проса и лузги подсолнечника,

- предложенный автором метод экспериментальной оценки минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул, результаты расчетов минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя биогранул и слоя, состоящего из биогранул и частиц их коксового остатка.

Результаты исследования реализованы при реконструкции котельных муниципального предприятия «Заветинские тепловые сети» Заветинского района Ростовской области в части замены антрацита класса «семечко» на биогранулы из соломы озимых культур, что, согласно предварительным расчетам, позволит снизить затраты на топливо более, чем на 1 млн. руб. в год.

Работа над диссертацией проводилась в Тамбовском государственном техническом университете.

Настоящая работа по исследованию сжигания отходов сельскохозяйственного производства является законченной самостоятельной составной частью комплекса исследований, проводимых под руководством к.т.н., доцента Милованова А.В. и к.т.н. Исьемина P.JT. Им, а также к.т.н., доценту Кузьмину С.Н., к.т.н. Михалёву А.В., инженерам Коняхину В.В. и Прокопчику А.П. автор выражает благодарность за помощь в работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

В результате выполненной работы установлено:

1. Солома и другие отходы растениеводства как топливо могут быть серьезной альтернативой ископаемым видам топливам и, в частности, могут полностью заменить дизельное топливо, которое ныне используется для сушки зерна.

2. Сжигание соломенных и других гранул, изготовленных из отходов растениеводства (агрогранул), может быть осуществлено в топках кипящего слоя, сформированного самими гранулами и твердыми продуктами их горения (зола и частицы коксового остатка).

3. Детально исследован процесс перехода в псевдоожиженное состояние полидисперсного слоя цилиндрических гранул с отношением диаметра гранулы к ее средней длине 0,39 — 0,89. При этом установлено, что известные методы непригодны для оценки значения минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул.

4. Предложен метод оценки значения минимальной скорости псевдоожижения полидисперсного слоя цилиндрических гранул по изменению абсолютной величины безразмерной амплитуды пульсации перепада давления в слое гранул.

5. Исследован процесс горения слоя агрогранул и древесных гранул при различных числах псевдоожижения. Показано, что с увеличением расчетного числа N от 0,58 - 0,83 до 1,23 - 1,76 скорость горения древесных гранул возрастает с 0,39 до 0,78 (кг/м" с), а скорость горения гранул из соломы возрастает от 0,46 до 1,03 (кг/м с). Скорость горения гранул из лузги проса равна скорости горения древесных гранул (0,39 кг/м2 с), хотя древесные гранулы содержат в 19,4 раз меньше золы. Скорость горения соломенных гранул в кипящем слое оказалась в 4,18 - 9,36 раз выше скорости горения соломенной сечки в плотном слое. При сжигании в кипящем слое гранул, примененных в настоящем исследовании, очаговые остатки остаются порошкообразные, без агломератов шлака. Потери от механической неполноты сгорания при сжигании в кипящем слое гранул из соломы составляют 7,5 %, гранул из лузги проса - 9,0 %, гранул из лузги подсолнечника - 4,0 %, т.е. в 2,3 - 4,3 раза меньше соответствующих потерь при сжигании в плотном слое по известной технологии.

1. Олейник Е.Н. Жовмир Н.М. Чаплыгин С.М. Особенности функционально-стоимостного анализа при разработке соломосжигающего котла //Материалы V Международной конференции Проблемы промышленной теплотехники,22-26 мая, 2007, с 118-125.

2. Карпенко А.Н., Халанский В.М. Сельскохозяйственные машины — М. ВО Агропромиздат, 1989, с. 244.3. http://oilworld,ru/news.php?view=30473 12.02.08

3. Evald A. Biomass for Energy Danish Solutions. - Copenhagen: Danish Energy Agency, 1996-38 p.

4. Nikolaisen L., Nielsen C., Larsen M.G. Straw for Energy Production. Technology Environment - Economy. Aarhus: EN — TRYK 1992 — 46 p.

5. Heat Production from Grain and Rape-straw in Schleswig-Holstein // Proc. of Europ. Workshop, Neumunser, Germany, 22-23 May, 1995. Copenhagen: Energy Centre Denmark, 1995. - 35 p.

6. Гелетуха Г.Г., Железная T.A. Обзор технологий сжигания соломы с целыо выработки тепла и электроэнергии // Экотехнологии и ресурсосбережение, 1998, №6, с. 3-11

7. Справочник потребителя биотоплива (под редакцией Виллу Вареса) — Таллинн: Таллиннский технический университет, 2005, с. 35-37.

8. Гелетуха Г., Тишаев С., Куруленко В. Тепло с полей. Экономика сжигания соломы // ММ. Деньги и Технологии, 2001, июнь, с. 42-4519. http ://ww w. farm2000. со. uk/benefits .htm 11.08.2009.20.http:/www.linka.dk/25.03.2008.

9. Khor A., Ryu C., Yang Y.-B., Sharifi V.N., Swithenbank J. Straw combustion in a fixed bed combustor // Fuel, 2007, v. 86, 152-160.

10. Gilbe C, Lindstrom E, Backman R, Samuelsson R, Burvall J and Ohman M. Predicting slagging tendencies for biomass pellets fired in residential appliances: a comparison of different prediction methods/ Journal Energy & Fuels, 2008, v.22, p. 3680-3686.

11. Xiong S, Burvall J, Orberg H, Kalen G, Thyrel M, Ohman M and Bostrom D. Slagging characteristics during combustion of corn stovers with and without kaolin and calcite/ Journal Energy & Fuels, 2008, v.22, p. 3465-3470.

12. Gilbe C, Ohman M, Lindstrom E, Bostrom D, Backman R, Samuelsson R and Burvall J/ Journal Energy & Fuels, 2008, v.22, p.3536-3543.

13. Kiesewalter S., Rohricht C. Pelletierung von Stroh und Heu // In Proceeding on European Pellets Conferences, Wels, Austria, 2004, pp. 283-296

14. Lin W., Dam-Johansen K., Frandsen F. Agglomeration in bio-fuel fired fluidized combustors // Chemical Engineering Journal, 2003, v. 96, pp. 171-185.

15. Werther J., Saenger M., Hartge E.-U., Ogada Т., Siagi Z. Combustion of Agricultural Residues // Progress Energy Combustion Science, 2000, v. 26, pp. 127.

16. Vesna Barisic, Edgardo Coda Zabetta, Juha Sarkki. Prediction of agglomeration, fouling, and corrosion tendency of fuels in CFB co-combustion.//20th International conference on fluidized bed combustion.,2009,pp.416-421.

17. Gluckman M.J., Yerushalmi J., Squires A.M. Defluidization characteristics of sticky materials on agglomerating bed // in: Keaims D.L. (Ed.) Fluidization Technology, 1976, 2, pp. 395-422.

18. Sevile J.P.K., Chift R. The effect of thin liquid layers on fluidization characteristics //Powder Technology, 1984, v. 37, pp. 117-119.

19. Geldart D. Types of gas fluidization // Powder Technology, 1973, v. 7, pp. 285-292

20. Compo P., Pfeffer R., Tardos G.I. Minimum sintering temperature and defluidization characteristics of fluidizable particles // Powder Technology, 1987, v. 51, pp. 85-101.

21. Ergiidenler A., Ghaly A.E. Agglomeration of silica sand in a fluidized bed gasifier operating on wheat straw // Biomass and Bioenergy, 1993, v. 4, pp. 135-147.

22. Salour D., Jenkins В., Vafaei M., Kayhanian M. Control of in-bed agglomeration by fuel blending in a pilot scale straw and wood fuelled AFBC // Biomass and Bioenergy, 1993, v. 4, pp. 117-133.

23. Grubor B.D., Oka S.N., Ili M.S., Daki D.V., Arsi B.T. Biomass FBC combustion -Bed agglomeration problems, in: K.J. Heinschel (Ed.), Proceeding of the 13th International Conference on FBC, vol. 1, 1995, pp. 515-522.

24. Аэров М.Э., Тодес O.M. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем // JL, «Химия», 1968, с. 136.

25. Кондуков Н.Б. Гидродинамические особенности и условия подобия в переходном режиме псевдоожижения // «Инженерно-физический журнал»,1961, т. IV, №3, с. 31-38.

26. Кондуков Н.Б. Гидродинамическое сопротивление, в переходной области псевдоожижения полидисперсного слоя // «Инженерно-физический журнал»,1962, т. V, № 3, 27-32.

27. Rao T.R., Bheemarasetti J. V.R. Minimum fluidization velocities of mixture of biomass and sand // Energy, 2001, v. 26, pp. 633-644.

28. Delebarre A.B., Pavinato A., Leroy J. Fluidization and mixing of sjlids distributed in size and density // Powder Technology, 1994, v. 80, pp. 227-233.

29. Bilbao R., Lezaun J., Abanades J.C. Fluidization velocities of sand/straw binary mixtures / Powder Technology, 1987, v. 52, pp. 1-6.

30. Noda K., Uchida S., Makino Т., Kamo H. Minimum fluidization velocity of binary mixture of particles with large size ratio // Powder Technology, 1986. 46, pp. 149154.

31. Chiba S., Chiba Т., Nienow A.W., Kobayashi H. The minimum fluidization velocity, bed expansion and pressure-drop profile of binary particle mixtures // Powder Technology, 1979, v. 22, pp. 255-269.

32. Sau D.C., Mohanty S., Biswal K.S. Critical fluidization velocities and maximum bed pressure drops of homogeneous binary mixture of irregular particles in gas-solid tapered fluidized beds // Powder Technology (2008), doi: 10.1016 G,powtec.2007.12.08).

33. Formisani В., Cristofaro G.De, Girimonte R. A fundamental approach to the phenomenology of fluidization of size segregating binary mixtures of solids // Chemical Engineering Science, 2001, v. 56, pp. 109-119.

34. Abdullah M.Z., Husain Z., Yin Pong S.L. Analysis of cold fluidization test results for various biomass fuels // Biomass and Bioenergy, 2003, 24, pp. 487-494.

35. Reina J., Velo E., Puigjaner L. Predicting the minimum fluidization velocity of polydisperse mixtures of scrap-wood particles // Powder technology, 2000, v. Ill, 245-251.

36. Puncochar M., Drahos J., Cermak J., Seluclcy K. Evalution of minimum fluidizing velocity in gas fluidized bed from pressure fluctuations // Chemical Engineering communications, 1985, v. 35 (1-6), pp. 81-87.

37. Leu L.P., Lan Ch-W. Measurement of pressure fluctuations in two dimensional gas — solid fluidized beds at elevated temperatures // Journal of Chemical Engineering of Japan, 1990, v. 23, № 5, pp. 555 - 562.

38. Li Z., Kobayashi N., Nishimura A., Hasatani M. Sorption drying of soybean seeds with silica gel. 1. Hydrodynamics of fluidized bed dryer // Drying technology, 2002, 20 (6), pp. 1193-1213.

39. Li Z., Kobayashi N., Hasatani M. Characteristics of pressure fluctuations in a fluidized bed of binary mixture // Journal of Chemical Engineering of Japan, 2005, v. 38, № 12, pp. 960-968.

40. Kim J. S., Tsutsumi A., Kang Y. Influences of nano particle addition on hydrodynamics and heat transfer in gas — solids fluidized beds // Journal of Chemical Engineering of Japan, 2008, v. 41, № 7, pp. 670 - 677.

41. Kage H., Iwasaki N., Yamaguchi H., Matsuno Y. Frequency analysis of pressure fluctuations in fluidized bed plenum // Journal of Chemical Engineering of Japan, 1991, v. 24, № l,pp. 76-81.

42. Kage H., Yamaguchi H., Ishii H., Matsuno Y. Bubble behavior in bubbling fluidized beds of binary particles // Journal of Chemical Engineering of Japan, 1991, v. 24, №4, pp. 525 -531.

43. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок-М.: «энергоатомиздат», 1991,416 с.

44. ГОСТ 10.31.4-86. Паровые котлы. Программа и методы испытаний.

45. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. — JT: «Химия», 1968, с. 16.

46. Rincon J., Guardiola J., Romero A., Ramos G. Predicting the Minimum Fluidization Velocity of Multicomponent systems, Journal of Chemical Engineering of Japan, 1994, vol.27, №2, pp. 177-181.

47. Исьёмин Р.Л., Кузьмин C.H., Коняхин B.B., Зорин А.Т., Милованов А.В. Об использовании соломы в качестве топлива для котлов коммунальной энергетики//Промышленная энергетика, 2007, №6, с. 40-43.

48. Исьёмин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Зорин А.Т

49. Улучшение экологических показателей работы коммунальных угольных котельных путем совместного сжигания биомассы и низкосортных углей. // Промышленная энергетика. Производственно-технический журнал, № 12, Москва, НТФ «Энергопрогресс», 2005, с. 35-38

50. Kuzmin S.N., Budkova E.V., Isemin R.L., Konjakhin V.V.

51. Development of combustion technology in semi-fluidized bed for some East Donbass coals as applied to heating boilers with capacity up to 1 MWt // Book of abstracts European combustion meeting ECM 2003 / Orleans, France October 2528, 2003 p. 20.

52. Кузьмин C.H., Будкова E.B., Исьёмин Р.Л., Коняхин В.В.,Кондуков Н.Б.

53. О сжигании низкореакционных рядовых углей в отопительных котлах малой мощности // Известия высших учебных заведений Северо-Кавказский регион. Технические науки № 1(125), 2004, с. 19-22.

54. Isemin R.L, IConjahkin V.V., Kuzmin S.N., Budkova E.V. Kondukov N.B Features of fluidization and burning of mixes of anthracite culm and biogranul // World Sustainable Energy Days (Proceedings), Wels/Austria 28.2.-2.3.2007.

55. Исьёмин P.Л., Кузьмин C.H., Будкова E.B., Коняхин В.В., Зорин А.Т.109

56. Research of co-combustion of Anthracite and Biopellets in The High Temperature Fluidized Bed // Swedish Finnish Flame Days 2005 (Proceedings), Boras/Sweden 18-19 October, 2005, p. 143-149.

57. Исьемин P.JL, Коняхин В.В., Кузьмин С.Н., Зорин А.Т., Будкова Е.В.

58. Kuzmin S.N., Isemin R.L., Konjahkin V.V., Panfilova O.V.,Zorin A.T.,

59. Stern T. D. Co-combustion of Coal and Bio-pellets in the high temperature Fluidized Bed // 19th international Conference on Fluidized Bed Combustion, Vienna, Austria May 21-24, 2006.