автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Энерго- и ресурсосбережение при утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза

-о

На правах рукописи

Исхакоп Тимур Дамирович

ЭНЕРГО - И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА

05.14.04 -Промышленная теплоэнергетика 05.21.05- Древесиноведение, технология и оборудование деревообработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2008

• Казань-2008

003457726

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет» на кафедре «Переработка древесных материалов».

Научные руководители

-доктор технических наук, профессор Сафин Рушан Гареевич -доктор технических наук, профессор Башкиров Владимир Николаевич

Официальные оппоненты:

-доктор технических наук, профессор Гурьянов Алексей Ильич -доктор технических наук, профессор Канарский Альберт Владимирович

Ведущая организация:

ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром», г. Москва.

Защита диссертации состоится « 25» декабря 2008г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.082.02 при ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет» по адресу: 420066, г, Казань, ул. Красносельская^!.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного энергетического университета.

С авторефератом можно ознакомиться на сайте КГЭУ www.kgeu.ru

Автореферат разослан «24» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук,

профессор

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

Энерго- и ресурсосбережение является одним из приоритетных направлений в развитии многих отраслей промышленности. Это связано, в первую очередь, со значительной неопределенностью цен на рынке энергоносителей, что затрудняет принятие решений по развитию производственных предприятий. Большинство технологических установок и РФ проектировались и вводились в эксплуатацию в середине двадцатого столетия. За прошедшее время изменились требования к экологической безопасности и появились стандарты по жизненному циклу производимой продукции. Утилизация замыкает жизненный цикл продукта и одновременно может быть альтернативным источником энергии и ценных материалов, что позволяет в значительной мере решить задачи энерго-и ресурсосбережения в масштабах страны.

Деревянные шпалы, ежегодно образующиеся в количестве более 2 млн. штук, необходимо как-то утилизировать. Существующие на сегодняшний день методы утилизации отработанных деревянных шпал (ОДШ)- захоронение, химическая нейтрализация, газификация с последующим сжиганием, использование в качестве композиционных материалов экологически нецелесообразны и энергетически затратны. Ввиду этого, применение или внедрение данных методов может привести к большим энергетическим затратам или к попаданию токсичных компонентов каменноугольного масла, используемого для пропитки шпал, в окружающую среду. В то же время, приемлемое решение проблемы может дать ощутимый эффект для малой энергетики.

Решением задачи утилизации отработанных деревянных шпал может стать пиролиз. Применение метода пиролиза для утилизации ОДШ, позволит не только предотвратить загрязнение окружающей среды, т.к. процесс пиролиза осуществляется в герметичных условиях, но и позволит получить экономическую выгоду. Использование тепла сжигания образующихся пирогазов позволит до минимума снизить энергозатраты на процесс. При правильной организации технологического процесса данный метод утилизации позволит не только покрыть энергетические потребности процесса пиролиза, но и использовать излишки вырабатываемого тепла в технических или бытовых нуждах. Кроме того, экономическая эффективность данного способа утилизации может быть значительно повышена за счет реализации жидких и твердых продуктов пиролиза, которые могут быть использованы в промышленности.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИОКР АН РТ (договор подряда № НИО(1)/2007).

Цель работы состоит в разработке экономически эффективного, энергетически малозатратного и экологичного способа утилизации ОДШ, схемы технологического процесса, методики расчета рациональных конструктивно-режимных параметров для реализации энергосберегающей технологии.

В связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи:

1. Обзор современных способов утилизации ОДШ и предложение технологии дальнейшего использования отработанных деревянных шпал с точки

зрения энерго- и ресурсосбережения.

2. Анализ возможности и целесообразности утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза.

3. Разработка математической модели процесса пиролиза ОДШ.

4. Проведение экспериментальных исследований процесса пиролиза ОДШ в зависимости от различных режимных параметров и исследование характеристик продуктов пиролиза ОДШ и областей их возможного применения.

5. Разработка ресурсо- и энергосберегающей технологии утилизации ОДШ методом пиролиза и ее аппаратурного оформления.

6. Технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии утилизации ОДШ методом пиролиза.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель процесса утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза, учитывающая энергетические характеристики технологии.

2. Определены кинетические зависимости процесса термического разложения отработанных деревянных шпал, определяющие энергопотребление.

3. Выявлена расчетная зависимость величины выхода полученного в результате пиролиза твердого продукта (угля) от температуры процесса.

4. Получена расчетная зависимость для определения продолжительности процесса пиролиза, учитывающая влажность и размер обрабатываемых пи-ролизуемых частиц, а также температуру процесса.

5. Проведена качественная и количественная оценка продуктов термического разложения ОДШ.

6. Разработана энерго- и ресурсосберегающая технология утилизации отработанных деревянных шпал, новизна решений которой подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ на изобретение.

Практическая ценность. Разработана и реализована методика расчета процесса утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза, позволяющая рассчитать энергосберегающие режимы и характеристики оборудования. Доказана возможность применения продуктов пиролиза отработанных деревянных шпал в виде активированного угля и смеси компонентов каменноугольного масла в промышленности, соответственно, в качестве сорбентов и пропитывающего состава. Разработана ресурсо- и энергосберегающая технология утилизации отработанных деревянных шпал и аппаратурное оформление для её реализации, внедрение которых позволит получить значимый экономический эффект за счёт полного обеспечения процесса пиролиза тепловой энергией от сжигания газообразных продуктов пиролиза и реализации ее излишков (более 15%), а также реализации продуктов пиролиза в виде угля и смеси компонентов каменноугольного масла.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы при создании методики расчёта и проектировании промышленной установки для пиролиза ОДШ. Установка для утилизации ОДШ методом пиролиза принята к внедрению на ООО «Бивар».

Автор защищает:

1. Математическую модель и результаты расчетов процесса утилизации ОДШ методом пиролиза.

2. Результаты экспериментальных исследований процесса пиролиза ОДШ.

3. Гипотезу аддитивности процессов пиролиза древесины и дистилляции каменноугольного масла.

4. Результаты исследований продуктов пиролиза на возможность их вторичного использования в промышленности.

5. Технологическую схему утилизации отработанных деревянных шпал. Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на: Всероссийских научно-технических конференциях «Интенсификация массообменных процессов, промышленная безопасность и экология», г. Казань, 2005-2008гт; Научных сессиях КГТУ, г. Казань, 2006-2008гг; Республиканских школах студентов и аспирантов «Жить в XXI веке», г. Казань, 2006-2008гг; Научно практической конференции «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов», г.Казань, 2006г; Региональном форуме «Лес и человек-Казань», г. Казань, 2006г; VI Международном симпозиуме «Ресурсоэффективность и энергосбережение» г. Казань, 2006г. «ММТТ-20», г. Ярославль,2007г; 4 Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса»,

г. Вологда, 2007г; Международной научно - технической конференции «Энерге-тика-2008: Инновации, решения, перспективы», г. Казань, 2008г.

Конструкция установки для утилизации отработанных деревянных шпал была удостоена дипломами на: III Международной промышленной выставке «Управление отходами: технологии и оборудование», Ленэкспо 15.03.2007. Санкт- Петербург; 3 экологическом форуме «Человек. Природа. Наука. Техника». 5-7 июля 2007г, Казань; VI Международной специализированной выставке «Нефть. Газ. Энерго. Экология». 17-21 ноября 2007г, Альметьевск.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и патент РФ на изобретение.

Личный вклад автора. Все основные результаты и выводы по работе получены лично автором под руководством д.т.н., профессора Сафина Р.Г. и

д.т.н., профессора БашкироваВ.Н.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание представлено на 128 страницах машинописного текста.

На всех этапах работы в качестве научного консультанта активное участие принимал кандидат технических наук, доцент Грачев А.Н.

Содержание работы. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель и поставлены задачи исследований, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе представлен анализ объекта исследования - деревянной шпалы. Рассмотрены возможные методы утилизации отработанных деревянных шпал, а также обоснован выбор пиролиза как метода утилизации отработанных деревянных шпал. Доказано, что оборудование, используемое в настоящее время для пиролиза древесины, очень энергоемко и не отвечает современным экономическим и экологическим требованиям. Аргументированно показана необходимость дополнительных исследований в данной области и разработки более совершенных оборудования и технологии утилизации ОДШ методом пиролиза, которое позволит решить вопрос энергоэффективности процесса. Рассмотрено современное состояние науки и техники в области пиролиза древесины. Установлено, что пиролиз, как метод утилизации ОДШ, является наиболее приемлемым как с точки зрения экологии, так и с точки зрения ресурсо- и энергосбережения.

На базе аналитических исследований сформулирована задача исследования возможности утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза.

Во второй главе на Основе описания физической картины процесса и ее формализации представлена математическая модель процесса утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза.

В рамках описания физической картины процесса была выдвинута гипотеза аддитивности процессов пиролиза и испарения каменноугольного масла. На рис. 1 представлена расчетная схема утилизации ОДШ методом пиролиза. Согласно данной схемы методику расчета можно представить в виде математических описаний отдельных стадий: пиролиза, конденсации, сжигания и сушки.

<

пиролизя

Суш ил к«

воздух — _ ь 1 (

1 1

Конденсатор

Жняска

-01,

Теплоте м-р

Рис. 1. Расчетная схема утилизации ОДШ.

Стадия пиролиза. На стадии пиролиза неконденсирующиеся газы, проходя через зернистый слой сырья, прогревают его. При этом теплоперенос лимитируется теплоотдачей от газовой смеси к частицам зернистого слоя. Количество тепла, затрачиваемое на прогрев сырья, можно определить из

уравнения теплоотдачи, в котором коэфициент теплоотдачи определяется из критериальных зависимостей для зернистого слоя.

Количество тепла, необходимое для осуществления процесса пиролиза, можно определить из соотношения:

2» = с»*0(Ти ~ Тс)+Гтс°ггс - Я* Р°с ■ (1)

Поток парогазовой смеси при пиролизе шпал может быть рассчитан как произведение массового расхода сырья в реакторе на массовую долю образовавшейся парогазовой смеси:

/--^"С-Г,). (2)

Массовую долю угля в уравнении (2) можно определить по эмпирическому уравнению, полученному в результате обработки экспериментальных данных. Массовый выход угля обратно пропорционален температуре процесса:

-4,61 + 0,020285381 -Т„

у =-----. ил

У л сл I Л т* V '

Продолжительность процесса пиролиза т„ в зависимости от влажности V/, размеров сырья А и температуры Т„ можно определить соотношением, полученным в результате обобщения и обработки большого количества экспериментальных исследований кинетики процесса пиролиза:

т„ = 8,222 х 104 х й0-52 х м>0-41 х Тп~л. (4)

Задаваясь необходимой производительностью В пиролизного реактора по сухому сырью, можно определить его объем:

Ут = • (5)

" я

Стадия коиденсаци. Многокомпонентная парогазовая смесь, выделяющаяся в ходе пиролиза, проходя через конденсатор, частично конденсируется с выделением компонентов каменноугольного масла. Для наиболее эффективной конденсации парогазовой смеси, состоящей из продуктов пиролиза древесины и дистилляции каменноугольного масла, ее температуру необходимо уменьшить до 200°С.

Используя уравнения состояния идеального газа, определим парциальные плотности каждого из компонентов парогазовой смеси. При этом давление насыщения паров определяется по методу Максвелла -Боннела.

Количество тепла, выделяющееся при конденсации компонентов, образовавшейся в результате пиролиза парогазовой смеси, можно определить из соотношения:

О, = СпгсС„ЛТ„сх -Т„ас) + г0, +С,СЛТ.ас ~Ткои) + С„СЛТнас ~Тко») = ^

Коэффициенты тепло и массобмена капли с конденсирующейся парогазовой смесью на стадии конденсации определяются из критериальных уравнений Нусельта и Шервуда для данных условий:

Ли = 2 + 0,459 ■ Яе ю ■ Рг " " , (7)

5Л = 2 + 0,552 • Де 01 ■ Яс "■" . (8)

Стиадш сжигания. Состав неконденсирующихся газов, поступающих из конденсатора в теплогенератор, соответствует расчетному составу образующейся в результате пиролиза парогазовой смеси за вычетом сконденсированных компонентов. Для определения низшей теплоты сгорания пиролизных газов использовано эмпирическое уравнение Менделеева:

= 81С"+ 246 Нр-26 0"-6Ж". (9)

Объем общего количества дымовых газов V' определяется как сумма о&ье-

мов водяных паров, азота, углекислого газа и избытка воздуха относительно сте-хиометрического состава из выражения:

У: = Ун,о + У^+¥^О1+(с/-1уг0. (10)

Теоретическую температуру топочного газа можно определить методом последовательного приближения, решая выражение

Т„ г„ т.

в,,. - •(!■ К/' + КгРМ1 ■ }с„Л + К10Р„2о ■ Ки +

Г' Г° 4 (П)

+ (а-1)Г*р.-}с.а) = 0

То

относительно Та.

Стадия сушки. Исходя из технологических соображений температура сушильного агента не дожна превышать 110°С. Температуру топочных газов, используемых в качестве сушильного агента, можно снизить до требуемой разбавляя воздухом. Расход воздуха можно определить, выразив из соотношения:

с.Ое(Тс-Та) + стгОтг(Ттг~Та)^еса(Отг+Св)(Тс-Т0). (12)

Значение удельного расхода энергии на прогрев и сушку древесного топлива в сушильном бункере можно определить из соотношения:

в с = гвА1¥ +

„ (1 - ——)) + С / —-\ ш м\ 100 п . .„ 100

(13)

в котором температуру мокрого термометра /„ можно найти по выражению:

г „ = 43 ,5 • /, - 56 ,6 . (14)

Для первого и второго периодов сушки продолжительность будет определяться из соотношений 15 и 16 соответственно:

г = - + (15)

72 (/, - 100 ) сг 400 Я у '

г - °<91гРг>* ^«р , к V 31е ~ "V

72(гс-100) 1« ШЛ) ' ^ ' (16)

В третьей главе представлено описание экспериментальной установки для

Рис.2. Экспериментальный стенд для исследования кинетики пиролиза

ОДШ.

1-камера пиролиза; 2- баллон с азотом; 3-конденсатор; 4-насос; 5- компрессор; 6-газгольдер; 7-система сбора и обработки информации; 8-весоизмерительное устройство; 9- термопара.

исследования процесса пиролиза ОДШ (рис. 2), состоящей из камеры термического разложения 1 с нагревателем и весоизмерительным устройством 8, баллона с азотом 2, конденсатора 3, насоса 4, компрессора 5, сухого газгольдера 6, термопары 9, запорно-регулирующей арматуры и системы сбора и обработки информации 7. В ходе проведенных экспериментов было выявлено влияние размеров и влажности образцов, а также температуры среды на характер кинетических кривых и продолжительность процесса пиролиза. На рис. 3 представлены кинетические кривые, полученные при пиролизе образцов различного поперечного сечения влажностью 10% при температуре среды 450°С. Кинетические зависимости, полученные в ходе экспериментальных исследований процесса пиролиза ОДШ, аналогичны по характеру зависимостям, полученным при пиролизе древесины, и

имеют три характерных участка: 1-прогрев, И-термическое разложение и III-прокалка. Обработка полученных кинетических кривых позволила построить зависимости продолжительности процесса пиролиза ОДШ (рис.4) от различных режимных параметров, которые показали, что продолжительность процесса пиролиза снижается с увеличением температуры и уменьшением размеров и влажности образцов. Причем расхождение экспериментальных данных для древесины и ОДШ составляет не более 9%, что говорит о том, что кинетические зависимости, полученные для древесины, можно применять для моделирования процесса пиролиза ОДШ.

В результате обработки экспериментальных данных (рис.5) с применением метода наименьших квадратов была получена эмпирическая зависимость массовой доли выхода угля от температуры (3). На основе обобщения результатов проведенных экспериментальных исследований процесса пиролиза ОДШ получены расчетные зависимости продолжительности процесса пиролиза от влажности сырья (рис.6), от температуры в зоне термического разложения (рис.7) и размеров образцов (рис.8). Кроме того, обработка полученных экспериментальных данных

т, мин

20

14

10

I

к Оодш ¿ьСосна 1

\ I

450

Т,Т

Рис.3. Кинетические кривые изменения массы образцов:1-10x10 мм; 2-20x20 мм: 3-30x30 мм.

Рис. 4. Продолжительности процесса пиролиза для образцов древесины сосны и ОДШ от температуры среды, в среде «Regress» позволила получить трёхфакторную модель пиролиза (4), позволяющую рассчитать продолжительность процесса в зависимости от размеров и влажности образца, а также - температуры среды. Отклонение результатов расчетных значений от экспериментальных данных не превысило 10%.

С целью определения состава жидких продуктов пиролиза ОДШ были проведены исследования продуктов при различных содержаниях каменноугольного масла. Анализ осуществлялся на хромато-масс-спектрометре «TurboMass Gold» фирмы «Perkin Е1шеп> с использованием капиллярной колонки «Elite 5ms» длиной 30 м и внутренним диаметром 0,2 мм, и предварительной подготовкой проб методом термостатирования. Результаты анализа проб образцов с массовым содержанием каменноугольного масла в размере 80% (периферийная, пропитанная каменноугольным маслом часть шпалы), показали высокое содержание фенолов-20,1%, фенантренов-17,2% и пиренов-16,9%, т.е. соединений, характерных для состава каменноугольного масла. Однако следует отметить и наличие легких

фракций. При анализе паровой фракции пробы, полученной путем термостатиро-вания при 70°С, обнаружены в больших количествах ацетон 22%, и бутанол 12%. Результаты анализа проб, полученных при пиролизе образцов с массовым

г, мин 25 20 15 10 5 0

К'

-

10 15 20 25 JO W,%

400 420 440 460 4EW

Рис.5. Массовая доля выхода угля в зависимости от температуры пиролиза

Рис.6. Продолжительность пиролиза от начальной влажности ОДШ: ЫОмм; 220мм; 3-3 Омм.

25 20 15 . Ю 5 0

к

1

Г ---

350 400 450 500 Т,°С

Рис.7. Продолжительность пиролиза от температуры среды: ЫОмм; 2-20мм; З-ЗОмм.

25

20

-Л

- 3' F

' 1 , 1'

5 10 15 20 25 30 hi мм Рис.8. Продолжительность пиролиза от размеров образцов ОДШ: 1-10%; 2-20%; 3-30%.

содержанием каменноугольного масла в размере 12,9% , что соответствует общему массовому содержанию пропиточного состава в деревянных шпалах, показали преобладание лесохимических продуктов: уксусной кислоты 31,1%, фурфу-раля 11,4% и метилацетата 14,6% с незначительной долей компонентов каменноугольного масла. В целом, результаты аналитических исследований позволили подтвердить гипотезу аддитивности химического состава жидких продуктов, полученных при пиролизе ОДШ. Очевидно, это вызвано тем, что основные соединения каменноугольного масла термодинамически устойчивы в температурных режимах пиролиза древесины (250-450°С). Данное обстоятельство позволяет рассматривать процесс пиролиза ОДШ как совокупность процессов дистилляции каменноугольного масла и пиролиза древесины.

Уголь, полученный из отработанной деревянной шпалы, измельчался и помещался внутрь герметично закрывающейся реторты, нагрев которой осуществлялся в условиях исследуемого температурного режима. Активация осуществ-

лялась в изотермических условиях перегретым паром. После охлаждения осуществлялся анализ активности угля по йоду в соответствии с ГОСТ 6217-74.

Результаты экспериментальных исследований представлены в виде зависимости адсорбционной активности.угля, полученного при пиролизе древесины и шпал, от температуры активации (рис.9).

Полученные в ходе экспериментальных исследований результаты, говорят о незначительном отличии адсорбционной активности угля, полученного из ОДШ, от сорбционной активности древесного угля из березы (в среднем ниже на 5 %), что делает возможным его применение в качестве сорбента в технических целях, т.е. для адсорбционной очистки в промышленности. х

В четвертой главе представлены результаты исследования распределения вла-госодержания по сечению шпалы и ее зольности, а также промышленная реализация результатов исследования в виде описания опытно-промышлегаюй установки и ее пусконаладочных испытаний, ресурсо- и энергосберегающей технологии утилизации ОДШ методом пиролиза, описания предлагаемой технологии, схемы утилизации ОДШ и обоснование её экономической эффективности.

Исследование влагосодержания ОДШ проводилось весовым методом в соответствии с ГОСТ 16483-71. Результаты анализа показали значительный разброс значений, как по поперечному сечению шпалы, так и по ее длине. В среднем вла-госодержание исследуемых шпал колеблется в диапазоне 20- 55 %, что подчеркивает необходимость применения предварительной сушки при утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза.

Средняя зольность отработанной деревянной шпалы определялась также в соответствии с ГОСТ 11022-95. Проведенные испытания показали, что зольность отработанных деревянных шпал в среднем составляет 2,6%. Такая величина зольности допустима при пиролизе и соответствует стандартам на древесный уголь. Однако необходимо отметить, что на поверхности шпал, в особенности нижней и боковых частях, присутствуют значительные наросты из минеральных компонентов. Это необходимо учитывать при подборе и эксплуатации оборудования для предварительного измельчения деревянных шпал.

Для окончательной проверки возможности осуществления пиролиза отработанных деревянных шпал была создана опытно-промышленная установка для пиролиза ОДШ (Положительное решение по заявке №2007118459 от 17.05.2007).В ней заложены принципы действия некоторых узлов, предлагаемых к использованию в промышленной схеме утилизации ОДШ. Использование тепла пирогазов для осуществления процесса пиролиза, а также теплоты сгорания от-

300 400 500 600 700 800 900 Т,°С Рис.9. Зависимости сорбционных активностей углей по йоду от темпе-оатувы.

работанных газов для предварительной сушки сырья, позволяет повысить эффективность процесса утилизации методом пиролиза, выразившейся в снижении эксплуатационных затрат и улучшении экологических показателей.

Предлагаемая промышленная схема утилизации ОДШ (рис. 10) состоит из участка механической очистки 1, рубителыюй машины 2, транспортера 3, барабанной сушилки 4, реактора пиролиза 5, конденсатора 6, топки 7 и ресивера 8. Отработанные деревянные шпалы поступают на участок очистки 1, где они очищаются от грязи и наростов минерального происхождения. Затем шпала подается на участок измельчения 2 с последующей сушкой в барабанной сушилке 4, а из сушилки- в реактор пиролизной установки.

Д -5-

Рис.10. Схема промышленной установки для утилизации ОДШ

1-Установка механической очистки; 2-рубительная машина; 3- транспортер; 4 - сушилка; 5- камера пиролиза; 6-конденсатор; 7-камера активации; 9-баллон с газом; 10- газгольдер; 11 -компрессор.

Процесс пиролиза начинается за счет тепла сгорания газов, сжигаемых в теплогенераторе (топке). Дымовые газы рекуперативно прогревают реактор, инициируя сначала прогрев, а затем и реакцию термического разложения. Парогазовая смесь, выделяющаяся в ходе процесса пиролиза, подается в конденсатор смешения. Менее плотная часть дистиллята, после отстаивания, подаётся циркуляционным насосом в форсунки конденсатора смешения. Часть несконденсировавшейся парогазовой смеси, состоящей преимущественно из лесохимических продуктов, с помощью воздуходувки подается в рубашку теплогенератора, а из него в реактор, обеспечивая прогрев сырья. Другая же часть компрессором подается в рессивер, а затем в качестве топлива в горелку. Образовавшиеся дымовые газы подаются в смеси с воздухом в сушилку в качестве сушильного агента.

Использование пиролиза, как метода утилизации ОДШ, позволяет решить ряд задач. Во-первых, за счет герметичности установки и улавливания в конденсаторе токсичных компонентов образующейся парогазовой смеси решается вопрос экологичости процесса; во-вторых - используя тепло, выделяющееся в результате сжигания пирогазов, для обеспечения процесса пиролиза, решается вопрос энергетической эффективности процесса, что в

конечном счете влияет и на экономическую эффективность. Кроме того, данная технология позволяет получить коммерческие продукты в виде угля и смеси компонентов каменноугольного масла, которые можно использовать в промышленности.

Основные результаты и выводы

1. Разработана математическая модель процесса утилизации ОДШ методом пиролиза.

2. Разработан экспериментальный стенд, методика проведения экспериментов и проведены исследования кинетики пиролиза ОДШ.

3. Проведенные исследования показали, что характер кинетических зависимостей, полученных при пиролизе ОДШ, аналогичен зависимостям, полученным при пиролизе древесины. Причем расхождение между ними не превышает 9%.

4. Исследование химического состава жидких продуктов пиролиза ОДШ при различных концентрациях каменноугольного масла подтвердили гипотезу аддитивности процессов дистйлляции каменноугольного масла и пиролиза древесины.

5. Создан экспериментальный стенд для исследования процесса активации угля.

6. Анализ характеристик активированного угля полученного из ОДШ показал его соответствие государственному стандарту, что говорит о возможности применения его в сорбционной технике.

7. Разработана ресурсо- и энергосберегающая технология утилизации отработанных деревянных шпал, новизна решений которой подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ на изобретение.

8. Экономическое обоснование выполненных разработок показало, что экономический эффект от внедрения установки составит около 3 млн. руб. в год. Данный эффект достигается полным обеспечением процесса пиролиза тепловой энергией от сжигания газообразных продуктов пиролиза и реализации ее излишков (более 15%), а также реализации продуктов пиролиза в виде угля и смеси компонентов каменноугольного масла.

Основные обозначения: С?- количество теплоты, Дж; Ь - толщина образца, мм.; ] - поток вещества, кг/ (м2'с); У-выход угля, кг/кг; удельная поверхность, мг/м3; р - плотность, кг/м3; е- порозность, м^м3; - скорость, м/с; В -производительность кг/с; Т - температура,°С; ч - удельный тепловой поток, Дж/м2'с; с - удельная теплоёмкость, Дж/кг-К; - влажность, %; Х- коэффициент теплопроводности, Вт/(м'К); р- парциальное давление, Па; (3 - коэффициент массоотдачи, м/с; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К); г - скрытая теплота парообразования, Дж/кг; М - молярная масса, г/моль; V0 - объем дутьевого воздуха, м3; а' - коэффициент избытка воздуха; с-теплоемкость, Дж/кг К.

Индексы: в - вода; м - материал; г - газ; пгс- парогазовая смесь, п-пиролиз, тр- термическое разложение; уд- удельный; нас- насыщение; кон- конденсация; н- неконденсирующиеся; к.хл- конечная температура хладогента; н.хл-начальная температура хладогента; сг- сгорание; тг-топочные газы; о - при нормальных условиях; р- рабочий; а-адиабатический;

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Патент:

1.Положительное решение по заявке № 2007118459 РФ, МПК С10В53/02, F23G5/027. Установка для пиролиза древесины/ Грачев А.Н., Исхаков Т.Д., Са-фин Р.Г., Валеев И.А., Воронин А.Е. Заявитель и патентообладатель Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования.- №2007118459; заявл. 17.05.2007.

Статьи в журналах рекомендованных ВАК для опубликования в них основных положений кандидатских диссертаций.

2. Грачев А.Н. Пиролиз отходов предприятий деревообрабатывающей отрасли/ А.Н. Грачев, Т.Д. Исхаков, И.А. Валеев, Р. М. Иманаев [Текст]// Вестник Казанского государственного технологического университета.-2006.-№6-ЧП.-С.71-77.

3. Исхаков Т.Д. К вопросу утилизации отработанных деревянных шпал / Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, Р.Г.Сафин, П.А. Кайнов, А.И. Ахметзянов [Текст]//Известия Самарского научного центра РАН. Самара.-2008.-С.21-24.

4. Исхаков, Т.Д. Утилизация отработанных деревянных, шпал методом пиролиза/ Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, Р. М. Иманаев [Текст]//Вестник Казанского государственного технологического университета.-2008.-№5.-С.166-170.

5. Исхаков, Т.Д. Энерго- и ресурсосбережение при утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза [Текст]/ Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, Р.Г.Сафин// Известия вузов. Проблемы энергетики.-2008.-№11-12.-С. 156-160.

Труды в прочих изданиях:

6. Исхаков, Т.Д. Экспериментальная установка для исследования параметров процесса горения древесины [Текст]/ Т.Д. Исхаков, Н.Ф. Тимербаев, Д.А. Муха-метзянова, А.Н. Грачев// Мат-лы всероссийской студенческой научно-технической конференции. «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» -Казань, 2005-С.71.

7. Грачев, А.Н. Пиролиз при энергетическом использовании лесозаготовительных отходов [Текст] / А.Н. Грачев, Т.Д. Исхаков, И.А. Валеев// Лес и человек-Казань: мат. регионального форума. -Казань, 2006. -С. 89-92.

8. Исхаков, Т.Д. Экспериментальная установка для исследования взаимосвязанных процессов термического разложения и выгорания летучих [Текст]/ А.Н. Грачев, Т.Д. Исхаков // Жить в XXI веке: маг. VI Республиканской школы студентов и аспирантов. -Казань, 2006. -С. 129-130.

9. Грачев, А.Н. Сжигание отходов деревообработки с предварительной сушкой отходящими дымовыми газами [Текст]/ А.Н. Грачев, Т.Д. Исхаков, Н.Ф Тимербаев, Р.Г. Сафин // Ресурсоэффективность и энергосбережение: труды VI Международного симпозиума. -Казань: КГУ, 2006. -С. 333-334.

10. Грачев, А.Н. Пути повышения эффективности установок для сжигания биомассы [Текст] / А.Н.Грачев, Т.Д. Исхаков, Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин// Ре-

сурсоэффективность и энергосбережение: труды VI Международного симпозиума.- Казань: КГУ, 2006. -С. 335-336.

П. Грачев, А.Н. Математическое описание сушки влажных древесных отходов отработанными топочными газами [Текст] /А. Н. Грачев, Т.Д. Исхаков, Н.Ф. Тимербаев// Материалы научно практической конференции «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов».-Казань, 2006. -С. 116-117.

12. Исхаков, Т.Д. Пирогенетическая утилизация шпал [Текст] / Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, И.А. Валеев// Научная сессия КГТУ.-Казань, 2007.-С. 56

13. Грачев, А.Н. Совершенствование технологии сжигания растительной биомассы в плотном слое [Текст]/ А.Н. Грачев, Т.Д. Исхаков, И.К. Асхадуллин, Р.Г.Сафин// Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-20: Сб. трудов XX Международной науч. конф. В 10 т. Т. 5. Секция 11.- Ярославль: Изд.-во Яросл. гос. техн. ун-та, 2007. -С. 188-189.

14. Исхаков,Т.Д. Переработка отработанных деревянных шпал методом пиролиза [Текст]/ Т.Д. Исхакбв, А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин// Жить в XXI веке: мат. VII Республиканской школы студентов и аспирантов. -Казань, 2007.- С.175-176.

15. Исхаков, Т.Д. Исследование кинетики пиролиза отработанных деревянных шпал [Текст] / Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, Р.Г.Сафин, П.А. Каинов// 4-я Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы развития лесного комплекса».- Вологда, 2007.-С.125-127.

16. Исхаков, Т.Д. Исследование химического состава продуктов, образующихся при пиролизе отработанных деревянных шпал [Текст]/ Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, Р.Г.Сафин, П.А. Кайнов // 4-я Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы развития лесного комплекса»,- Вологда, 2007,-С.127-128.

17. Исхаков, Т.Д. Установка для исследования сорбционной активности угля из отработанных деревянных шпал [Текст]/Т.Д. Исхаков, А.В.Урусов, А.Н. Грачев// Жить в XXI веке: мат. VIII Республиканской школы студентов и аспирантов.-Казань, 2008.-С.78-79.

18. Исхаков, Т.Д. Анализ проб продуктов пиролиза отработанных деревянных шпал. [Текст]/ Т.Д. Исхаков, В.Н. Башкиров//Материалы международной научно-технической конференции «Энергетика-2008. Инновации, решения, перспекти-вы».-Казань, 2008.-С.234-235.

Соискатель Т.Д. Исхаков

Издательство КГАУ/420015 г.Кшань, уп.К.Маркса, Д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД №06342 от 28.11.2001 г. Отпечатано в типографии КГАУ 420015 г.Казань, ул.К-Маркса, д 65. Казанский госуларсшеннми аграрный униисрситет

Фориаг 60x84/16 Тираж 100. Подписано к печати 21.ТТ.£ОООг.

Печать офсетная. Усл.пл. 1,00. Заказ 156.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ В ОБЛАСТИ УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ

1.1. Характеристика объекта исследования

1.1.2. Технология изготовления деревянных шпал

1.1.3. Физические и химические свойства древесины, применяемой в производстве шпал

1.1.4. Свойства пропиточного состава

1.2. Возможные методы утилизации отработанных деревянных шпал

1.3. Теоретические основы процесса пирогенетической 25 переработки древесины

1.3.1. Физико-химические основы процесса пиролиза древесины

1.3.2. Влияние различных факторов на процесс пиролиза

1.3.3. Теплофизические характеристики древесины и древесного

1.4. Современное состояние техники и технологии 31 пирогенетического разложения древесины

1.4.1. Классификация технологий пиролиза

1.4.2. Аппаратурное оформление процессов термического разложения древесины 35 Выводы 46 Постановка задачи

Глава II. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ДЕРЕВЯННЫХ ШПАЛ МЕТОДОМ ГШРОЛИЗА

2.1. Физическая картина пиролиза отработанных деревянных 49 шпал

2.2. Формализация процесса

2.3. Математическое описание утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза

2.3.1. Математическое описание стадии пиролиза отработанных деревянных шпал

2.3.2. Математическое описание стадии конденсации

2.3.3. Математическое описание стадии сжигания неконденсирующихся газов

2.3.4. Математическое описание стадии сушки отработанных 68 деревянных шпал

Выводы

Глава III ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ДЕРЕВЯНЫХ ШПАЛ МЕТОДОМ ПИРОЛИЗА

3.1. Описание экспериментальной установки для исследования 73 процесса пиролиза отработанных деревянных шпал 3.2 Методика проведения экспериментов

3.3. Исследования кинетики процесса пиролиза отработанных 77 деревянных шпал

3.4. Анализ продуктов пиролиза

3.4.1. Исследование химического состава жидких продуктов пиролиза отработанных деревянных шпал

3.4.2. Экспериментальные исследования адсорбционной активности угля из отработанных деревянных шпал

3.4.3. Исследование сжигания неконденсирующихся газов 92 Выводы

Глава IV. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА ОТРАБОТАННЫХ 97 ДЕРЕВЯНЫХ ШПАЛ

4.1. Определение влажности и зольности отработанных деревянных шпал

4.2. Описание опытно-промышленной установки

4.3. Описание промышленной технологической схемы 107 утилизации отработанных деревянных шпал

Актуальность темы. Энерго- и ресурсосбережение является одним из приоритетных направлений в развитии многих отраслей промышленности. Это связано, в первую очередь, со значительной неопределенностью цен на рынке энергоносителей, что затрудняет принятие решений по развитию производственных предприятий. Большинство технологических установок в РФ проектировались и вводились в эксплуатацию в середине двадцатого столетия. За прошедшее время изменились требования к экологической безопасности и появились стандарты по жизненному циклу производимой продукции. Утилизация замыкает жизненный цикл продукта и одновременно может быть альтернативным источником энергии и ценных материалов, что позволяет в значительной мере решить задачи энерго-и ресурсосбережения в масштабах страны.

Деревянные шпалы, ежегодно образующиеся в количестве более 2 млн. штук, необходимо как-то утилизировать. Существующие на сегодняшний день методы утилизации отработанных деревянных шпал (ОДШ)- захоронение, химическая нейтрализация, газификация с последующим сжиганием, использование в качестве композиционных материалов экологически нецелесообразны и энергетически затратны. Ввиду этого, применение или внедрение данных методов может привести к большим энергетическим затратам или к попаданию токсичных компонентов каменноугольного масла, используемого для пропитки шпал, в окружающую среду. В то же время, приемлемое решение проблемы может дать ощутимый эффект для малой энергетики.

Решением задачи утилизации отработанных деревянных шпал может стать пиролиз. Применение метода пиролиза для утилизации ОДШ, позволит не только предотвратить загрязнение окружающей среды, т.к. процесс пиролиза осуществляется в герметичных условиях, но и позволит получить экономическую выгоду. Использование тепла сжигания образующихся пирогазов позволит до минимума снизить энергозатраты на процесс пиролиза. При правильной организации технологического процесса данный метод утилизации позволит не только покрыть энергетические потребности процесса пиролиза, но и использовать излишки вырабатываемого тепла в технических или бытовых нуждах. Кроме того, экономическая эффективность данного способа утилизации может быть значительно повышена за счет реализации жидких и твердых продуктов пиролиза, которые могут быть использованы в промышленности

Цель работы состоит в разработке экономически эффективного, энергетически малозатратного и экологичного способа утилизации ОДНУ, схемы технологического процесса, методики расчета рациональных конструктивно-режимных параметров для реализации энергосберегающей технологии.

В связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи:

1. Обзор современных способов утилизации ОДШ и предложение технологии дальнейшего использования отработанных деревянных шпал с точки зрения энерго- и ресурсосбережения.

2. Анализ возможности и целесообразности утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза.

3. Разработка математической модели процесса пиролиза О ДТП.

4. Проведение экспериментальных исследований процесса пиролиза ОДШ в зависимости от различных режимных параметров, а также исследование характеристик продуктов пиролиза ОДШ и областей их возможного применения.

5. Разработка ресурсо- и энергосберегающей технологии утилизации О ДТП методом пиролиза и ее аппаратурного оформления.

6. Технико-экономическое обоснование предлагаемой технологии утилизации ОДШ методом пиролиза.

Научная новизна.

1. Разработана математическая модель процесса утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза, учитывающая энергетические характеристики технологии.

2. Определены кинетические зависимости процесса термического разложения отработанных деревянных шпал, определяющие энергопотребление.

3. Выявлена расчетная зависимость величины выхода полученного в результате пиролиза твердого продукта (угля) от температуры процесса.

4. Получена расчетная зависимость для определения продолжительности процесса пиролиза, учитывающая влажность и размер обрабатываемых пиролизуемых частиц, а также температуру процесса.

5. Проведена качественная и количественная оценка продуктов термического разложения ОДШ.

6. Разработана энерго- и ресурсосберегающая технология утилизации отработанных деревянных шпал, новизна решений которой подтверждена положительным решением о выдаче патента РФ на изобретение.

Практическая ценность. Разработана и реализована методика расчета процесса утилизации отработанных деревянных шпал методом пиролиза, позволяющая рассчитать энергосберегающие режимы и характеристики оборудования. Доказана возможность применения продуктов пиролиза отработанных деревянных шпал в виде активированного угля и смеси компонентов каменноугольного масла в промышленности, соответственно, в качестве сорбентов и пропитывающего состава. Разработана ресурсо- и энергосберегающая технология утилизации отработанных деревянных шпал и аппаратурное оформление для её реализации, внедрение которых позволит получить значимый экономический эффект за счёт полного обеспечения процесса пиролиза тепловой энергией от сжигания газообразных продуктов пиролиза и реализации ее излишков (более 15%), а также реализации продуктов пиролиза в виде угля и смеси компонентов каменноугольного масла.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы при создании методики расчёта и проектировании промышленной установки для пиролиза ОДШ. Установка для утилизации ОДШ методом пиролиза принята к внедрению на ООО «Бивар».

Автор защищает :

1. Математическую модель процесса утилизации ОДШ методом пиролиза.

2. Результаты экспериментальных исследований процесса пиролиза ОДШ.

3. Гипотезу аддитивности процессов пиролиза древесины и дистилляции каменноугольного масла.

4. Результаты исследований продуктов пиролиза на возможность их вторичного использования в промышленности.

5. Технологическую схему утилизации отработанных деревянных шпал.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на: Всероссийских научно-технических конференциях «Интенсификация массообменных процессов, промышленная безопасность и экология», г. Казань, 2005-2008гг; Научных сессиях КГТУ, г.Казань, 2006-2008гг; Республиканских школах студентов и аспирантов «Жить в XXI веке», г.Казань, 2006-2008гг; Научно практической конференции «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов», г.Казань, 2006г; Региональном форуме «Лес и человек-Казань», г.Казань,2006г; VI Международном симпозиуме «Ресурсоэффектив-ность и энергосбережение» г. Казань, 2006г; «ММТТ-20», г.Ярославль, 2007г; 4 Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития лесного комплекса», г. Вологда, 2007г; Международной научно -технической конференции «Энергетика-2008: Инновации, решения, перспективы», г. Казань, 2008г.

Конструкция установки для утилизации отработанных деревянных шпал была удостоена дипломами на: III Международной промышленной выставке «Управление отходами: технологии и оборудование», Ленэкспо 15.03.2007. Санкт- Петербург; 3 экологическом форуме «Человек. Природа. Наука. Техника». 5-7 июля 2007г, Казань; VI Международной специализированной выставке «Нефть. Газ. Энерго. Экология». 17-21 ноября 2007г, Альметьевск.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и патент (Положительное решение от 17.05.07 по заявке№2007118459).

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.

Выводы

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования показали, что данный метод как с экономической так и экологической точек зрения подходит для утилизации отработанных деревянных шпал. По разработанной методике была спроектирована опытная пиролизная установка, принятая к внедрению на ООО «БИВАР». Анализ результатов испытаний установки для утилизации ОДШ показал высокую эффективность процесса утилизации по данной технологической схеме. Так же была разработана промышленная технологическая схема утилизации ОДШ, применение которой позволит решить проблему утилизации ОДШ. Кроме того, получамые в процессе утилизации ОДШ методом пиролиза уголь и смесь комонентов каменноугольного масла являются коммерческими продуктами. Проведенный технико- экономический анализ подтвердил эффективность пиролиза, как метода для утилизации ОДШ.

С целью исследования сорбционной активности полученного угля был разработан экспериментальный стенд. Данные, полученные с его помощью, позволили сделать вывод о возможности применения полученного угля в качестве сорбента в промышленности.

На основе обобщения проведенных исследований была разработана энерго- и ресурсосберегающая технология утилизации ОДТТ1. Экономическое обоснование выполненных разработок показало, что экономический эффект от внедрения установки составит около 3 млн. руб. в год. Данный эффект достигается полным обеспечением процесса пиролиза тепловой энергией от сжигания газообразных продуктов пиролиза и реализации ее излишков (более 15%), а также реализации продуктов пиролиза в виде угля и смеси компонентов каменноугольного масла.

Методика расчета и разработанная установка для пиролиза отработанных деревянных шпал находится на стадии внедрения на ООО «Бивар».

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ с -удельная теплоемкость, Дж/(кг К); р - плотность, кг/ м3;

- коэффициент массоотдачи, кг/((м2сК(моль/Кмоль)); а -коэффициент теплоотдачи, Дж/(м2сК);

X -коэффициент теплопроводности, Вт/(мК);

Т -температура, К;

V -объём, mj ; j -поток вещества, кг/(м2с );

F - площадь поверхности, м2; г -время, сек; m - масса, кг; г - скрытая теплота парообразования, Дж/кг;

Y -мольная доля компонентов; Р - общее давление, Па;

Р - парциальное давление, Па;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/(КмольК) ;

М -молярная масса смеси, г/моль; е - порозность;

- энтальпия, кДж/ кг; а' - коэффициент избытка воздуха; со - влажность, %;

L - характерный размер, (мм);

Vег -объем общего количества дымовых газов (м /кг);

V°n: -теоретический удельный объём азота, (м3/кг);

V°co, - теоретический удельный объём углекислого газа, (м3/кг);

V°h2o - теоретический удельный объем водяных паров(м /кг ) ;

S, F - площадь, м2;

- удельн. поверхность, м2/м3; ц/ - фактор формы; ц - коэффициент вязкости;

Яе -число Рейнольдса;

Ии - число Нуссельта;

572 - число Шервуда;

5с -число Шмидта; д - удельный тепловой поток, Дж/кгм с;

В - производительность топки, кг/с;

Индексы г -компонет; с -сухое сырьё; пгс -парогазовая смесь; п -пиролиз; у -уголь; г -газ; сеч -сечение; крит -критический;

О -при нормальных условиях; пк -приведенная температура кипения; уд -удельный; же - эквивалентный; пов.ч - поверхность частицы; б -большой; м -малый; ж -жидкость; к -конденсат; н -начальный; исх -исходный; кон -конечный; нас -насыщение;

Р -рабочий; а -адиабатическая; са - сушильный агент; возд - воздух; тг - топочный газ; сух - сухой; м -мокрый; пер -период; ч - частица.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Затраты на энергетическое обеспечение производственных процессов во многих отраслях промышленности являются едва ли не самой большой статьёй затрат. Энерго- и ресурсосбережение в ходе производственной деятельности является приоритетным направлением развития всех отраслей промышленности. Использование энергии, получающейся при утилизации отходов, в качестве альтернативных источников энергии позволяет добиться значительного экономического эффекта.

Утилизация отработанных деревянных шпал, представляющих собой опасные токсичные отходы, на сегодняшний день осуществляется на специально подготовленных полигонах, что весьма затратно.

Аналитический обзор существующей техники и технологии переработки отходов показал, что современные методы утилизации ОДШ дороги, и экологически малоэффективны. В связи с чем, проведение прикладных научных исследований по данному направлению является актуальным.

Настоящая работа содержит научно- обоснованные решения, направленные на разработку ресурсо- и энергосберегающей технологии утилизации отработанных деревянных шпал.

В работе представлена математическая модель, основанная на балансовых и эмпирических уравнениях, позволяющая определить характеристики оборудования, необходимого для осуществления пиролиза отработанных деревянных шпал.

С целью физического моделирования процесса пиролиза ОДШ разработаны экспериментальный стенд и методика проведения экспериментов. Экспериментальные исследования показали возможность применения кинетических кривых процесса пиролиза, полученных для древесины, для моделирования процесса пиролиза отработанных деревянных шпал. Результаты исследований химического состава доказывают аддитивность жидких продуктов пиролиза ОДШ

12 3 7 4 59 6 10

Рис. 4.6. Узел очистки

1,8-электродвигатели; 2,10-подающие валы; 3,6-прижимные узлы; 4,5-горизонтальный и вертикальный валы очистки; 7,9- амортизаторы.

Подающим валом 1 шпалы, прижимаемые зубчатым колесом прижимного узла 3, поступают на очистку. Горизонтальный 4, а затем и вертикальный 5 валы очистки, представляющие собой металлические цилиндрические щетки, осуществляют процесс механической очистки шпал.

Затем деревянная шпала поступает в рубительную машину, где измельчается до размеров щепы. Для этих целей выбрана рубительная машина УВ-75(ЮК, функциональная особенность которой позволяет за счет применения магнитного сепаратора отделять металлические элементы, попадающие в нее.

Пройдя стадию измельчения, частицы отработанных деревянных шпал попадают на следующую стадию- сушку. Для осуществления этого процесса в технологической схеме предусмотрена барабанная сушилка, наиболее подходящая для осуществления данного процесса. Сушка сырья способствует уменьшению коррозии, неизбежно возникающей при выделении жидкости из сырья, а также - уменьшения времени пребывания частиц в реакторе, что позволяет осуществить пиролиз сырья с максимальной эффективностью, т.е. подвергнуть пиролизуемое сырьё максимальной карбонизации.

Высушенные частицы попадают в реактор, в котором и осуществляется процесс пиролиза. Нагрев частиц в реакторе в ходе процесса осуществляется за счет тепла газов, поступающих из рубашки теплогенератора.

Кроме того, в технологической схеме утилизации О ДТП предусмотрен конденсатор, в котором осуществляется конденсация компонентов парогазовой смеси; теплогенератор или топка, задача которого заключается в прогреве установки и обеспечении теплом реактора в ходе процесса пиролиза ОДШ; ресивер, предназначенный для отбора и накопления излишка образующегося газа.

Процесс утилизации ОДШ методом пиролиза осуществляется следующим образом.

Отработанные деревянные шпалы поступают на участок механической очитки. Шпалы загружаются на установку, затягиваясь за счет двух специальных зубчатых колес. Один из них приводной, а другой- прижимной. Очистка шпал осуществляется жесткими металлическими щётками, расположенными так, что осуществляют очистку со всех четырех сторон шпалы (аналогично четырехстороннему фрезерному агрегату). Затем шпала попадает на участок измельчения. Стандартное оборудование - рубительная машина VB-750DK, производства немецкой фирмы Hammel, как нельзя лучше обеспечивает измельчение шпалы до необходимых размеров. Кроме того, у него имеется магнитный сепаратор, который в случае необходимости сможет обеспечить удаление металлических включений. Щепа, полученная на рубительной машине, попадает на участок сушки. Барабанная сушилка, вначале за счет тепла, полученного от сжигания природного газа, а затем за счет тепла образующихся в ходе процесса пирогазов обеспечивает сушку щепы. Из сушилки щепа попадает в реактор, где и происходит ее пиролиз .

Пирогазы, выделяющиеся в ходе процесса пролиза, проходят через конденсатор, в котором за счет разбрызгивания жидкости из форсунки осуществляется конденсирование газа. Полученный таким образом дистиллят накапливается и сливается, кроме того более жидкая его составляющая используется для конденсации новообразующихся пирогазов. Часть несконденсировавшихся пирогазов с помощью воздуходувки поступает в теплогенератор, из которого, прогревшись, подается в реактор, обеспечивая внутренний нагрев сырья. Другая часть- попадает в ресивер, из которого при помощи компрессора пирогазы подаются в теплогенератор, откуда после сжигания в виде топочных газов в смеси с воздухом подаются в качестве сушильного аганта в сушилку.

4.4. Технико-экономическое обоснование установки для утилизации

ОДШ методом пиролиза

Потенциальными потребителями установок для переработки отработанных деревянных шпал являются подразделения ОАО «РЖД» Российской Федерации, а так же фирмы, занимающиеся утилизацией ОДШ (на данный момент в основном захоронением) по государственному заказу в настоящее время. По данным ОАО КМП «Промжелдортранс» (г. Казань) захоронение одной шпалы в настоящее время обходится в 80 руб. Организованное захоронение ежегодно образующегося на Российских железных дорогах объема ОДШ оценивается в 163,4 млн. рублей в год. Причем данная стоимость постоянно возрастает в связи с уменьшением доступных площадей на оборудованных полигонах.

Потребность в предлагаемых настоящей работой в установках для утилизации ОДШ подтверждается цифрами: ежегодно на предприятиях ОАО «РЖД» образуется 2,05 млн. шт. отработанных деревянных шпал. По данным Санкт-Петербургской лесотехнической академии на предприятиях ОАО «РЖД» скопилось порядка 3 млн. тонн или 35-40 млн.шт. бывших в употреблении деревянных шпал.

Основные показатели экономического обоснования использования предлагаемой установки для утилизации О ДТП представлены в таблице 4.1.

1. Ахназарова, C.JI. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии Текст. / C.JL Ахназарова, В.В. Кафаров М.: Высш. школа, 1978.-319с.

2. Аэров, М.Э.Аппараты со стационарным зернистым слоем Текст. / М.Э Аэров., О.М. Тодес, Д.А. Наринский. JL: Химия, 1979. - 176с.

3. Бабий, В.И. Горение угольной пыли и расчет пыле-угольного факела. Текст./ В.И. Бабий, Ю.Ф. Куваев. М.: Энергоатомиздат, 1986.-208 с.

4. Багрова, Р.Х. Исследование выходов продуктов пиролиза березы, сосны и ели в зависимости от различных конечных температур пиролиза Текст./ Р.Х. Багрова.-Свердловск.-1953.-Уральский лесотех. Инс-т.-212с.

5. Бараке, A.M. Глубокая пропитка древесины путем применения наколов Текст./ А. М. Бараке, Ю. Н. Никифоров. -М.: 1969.

6. Богданов, Е. С. Справочник по сушке древесины Текст./ Е. С. Богданов, В. А. Козлов, В. Б. Кунтыш, В. И. Мелехов//4-е изд., перераб. и доп.— М.: Лесн. пром-сть, 1990.— 304 с.

7. Боровиков, A.M. Справочник по древесине Текст./ А.М.Боровиков, Б.Н. Уголев. М.: Лесная пром-сть, 1989. - 296 с.

8. Боровиков, A.M. Справочник по древесине Текст. / A.M. Боровиков, Б.Н. Уголев М.: Лесная пром-сть, 1989.-296 с.

9. Бретшнайдер, С. Свойства газов и жидкостей.Инженерные методы расчёта. Текст./С. Бретшнайдер // Л.: Химия, 1966.- 535с.

10. Бронзов, О.В. Древесный уголь: получение, основные свойства и области применения древесного угля Текст. / О.В. Бронзов, Г. К. Уткин, А.Н. Кислицин, и др. -М.: Лесная промышленность, 1979. -137 с.

11. Валеев, И.А. Термическая переработка отходовдеревообрабатывающих предприятий: Дис. . канд. тех. наук. — Казань, 2006.- 156 с.

12. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов Текст./ Н.Б. Варгафтик, Л.П. Филлипов, А.А.Тарзиманов и др.-М.: Энергоатоиздат.-1990.-352с

13. Гелетуха, Г.Г. Обзор технологий газификации биомассы Текст./ Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная // Экотехнологии и ресурсосбережение. -1998. -№ 2. -С. 21-29.

14. Гелетуха, Г.Г. Обзор технологий получения жидкого топлива из биомассы. Часть I Текст./ Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная //Экотехнологии и ресурсосбережение. 2000. - № 2. - С. 3-10.

15. Головков С. И. Энергетическое использование древесных отходов / С.И. Головков, И.Ф. Коперин, В.И.Найденов. М.: Лесн. пром-сть, 1987.-224с.

16. Гордон, Л.В. Технология и оборудование лесохимических производств Текст./ Л.В. Гордон, С.О. Скворцов, В.И. Лисов. -М.: Лесн. пром-сть.-1988.—360 с.

17. ГОСТ 2770-74. Масло каменноугольное для пропитки древесины. Технические условия Текст. -Введ 1974-29-07. -М. : Изд-во стандартов, 1974. — 7с.

18. ГОСТ 78-2004. Шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи. Технические условия Текст. -Введ 2006-01-01. -М. : Изд-во стандартов, 2004. — 9с.

19. Грачев, А.Н. Моделирование нестационарных процессов теплопроводности при термической обработке древесины Текст./. А.Н, Грачев, В.Н. Башкиров, Р.Г Сафин // ММТТ- 18.том 9.-Казань: 2005.-С.134.

20. Грачев, А.Н. Моделирование процесса сушки влажных древесных отходов отработанными газами котельных установок Текст./ А.Н. Грачев, Н.Ф.Тимербаев, Р.Г.Сафин. //Изв. вузов. Химия ихимическая технология. -2006.-Т. 49. -Вып. 11. -С. 103-106.

21. Грачев, А.Н. Пиролиз отходов деревообрабатывающих предприятий Текст./А.Н. Грачев, И.А. Валеев, Р.Г. Сафин // Изв. вузов. Химия и химическая технология. -2006.-Т. 49. -Вып. 10. -С. 104-108.

22. Грачев, А.Н. Термическое обезвреживание твердых промышленных отходов Текст./ А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, В.Н. Башкиров // Математические методы в технике и технологиях:- ММТТ-15. -Тамбов: Тамбовский гос. техн. ун-т, 2002. -Т.4.-С.85-86.

23. Дрейпер, П. Прикладной регрессионный анализ Текст./ П. Дрейпер, Г. Смит. М.: Статистика, 1973.- 392с.

24. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Текст. / Ю.И. Дытнерский .- Изд. 3-е. В 2-х кн.: Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 2002.-368с.

25. Зельдович, Я.Б.Окисление азота при горении. Текст./ Я.Б. Зельдович, П.Я. Садовников, Д.А. Франк-Каменецкий.- М.: Изд-во АН СССР, 1947.

26. Иоффе, И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии / И.Л. Иоффе- Л.: Химия, 1991. 352с.

27. Исхаков, Т. Д. Пирогенетическая переработка отработанных шпал Текст./ Т.Д Исхаков, А.Н. Грачев, Р.Г.Сафин.// Жить в 21 веке. VII Респубиканская. школа студентов и аспирантов. -Казанский гос. технолог, ун-т, 2007.-С129-130.

28. Исхаков, Т.Д. К вопросу утилизации отработанных деревянных шпал/ Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, Р.Г.Сафин, П.А. Кайнов, А.И. Ахметзянов Текст. //Известия Самарского научного центра РАН. Самара.-2008.-С.21-24

29. Исхаков, Т.Д. Утилизация отработанных деревянных шпал методом пиролиза. Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, Р. М. Иманаев Текст.// Вестник Казанского государственного технологического университета.-2008.-№5.-С.166-170.

30. Калиткин, H.H. Численные методы Текст./Н.Н. Калиткин.-М.:Наука, 1978.-512с.

31. Канторович, Б. В. Основы теории горения и газификации твердого топлива Текст. / Б. В. Канторович.- М.: Изд. АН СССР, 1958. -598 с.

32. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химических технологий Текст. /А.Г Касаткин М.: Химия 1971.-784с.

33. Кислицын, А.Н. Пиролиз древесины. Химизм, кинетика, продукты, новые процессы Текст./ А.Н. Кислицын—М.: Лесн. пром-сть, 1990. -312с

34. Кобрин, B.C. Опасные органические отходы (технология управления): Аналит. обзор Текст./ B.C. Кобрин, Л.И. Кузубова;

35. СО РАН, ГПНТБ, НИОХ. Новосибирск, 1995. - 122 с.

36. Коверницкий, И. Н. Комплексная химическая переработка древесины: Учебник для вузов Текст./ И. Н. Коверницкий, В.И. Комаров, С.И. Третьяков, и др. Архангельск: Арханг. ГТУ, 2002. — 347с.

37. Коган, В.Б. Гетерогенные равновесия Текст. / В.Б. Коган —Л.: Химия, 1968. -432с.

38. Козлов, В.Н. Технология пирогенетической переработки древесины Текст./ В.Н. Козлов, A.A. Нивицкий. —JL: Гослесбумиздат, 1954. — 456с.

39. Корякин, В.И. Термическое разложение древесины Текст./ В.И.Корякин. Л.: Гослесбумиздат, 1962. -678 с.

40. Кречетов, И. В. Сушка древесины топочными газами Текст./И. В. Кречетов.- М., 1961. -270с.

41. Кречетов, И.В. Сушка древесины Текст./ И.В.Кречетов. — М .: 1997. -532с.

42. Кутателадзе, С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивле-ие: Справочное пособие. Текст. / С.С. Кутателадзе М: Энергоатомиздат, 1990.- 367 с.

43. Кухлинг, X. Справочник по физике Текст. / X. Кухлинг. М.: Мир, 1982. - 520с.

44. Лазарев, Н.В. Вредные вещества в промышленности. Текст. / Н.В. Лазарев. М.: Химия, 1962. - 332с.

45. Липинский, A.A. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: справочник Текст. / A.A. Лащинский, А.Р. Толчинский. Л.: Машиностроение, 1970 . - 752с.

46. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности Текст. /М.В. Лыков. -М.: Химия, 1970.-432с.

47. Лыков, A.B. Теория сушки Текст./А.В.Лыков. -М.: Л.: Госэнергоиздат.- 1950.-416с.

48. Львовский, E.H. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов Текст. / E.H. Львовский. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988.- 239с.

49. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений, рациональных предложений. М.: Экономика, 1977. -60с.

50. Методические указании по расчету выбросов загрязняющих веществ при сжигании топлива в котлах производительностью до 30 т/ч. М: Гидрометеоиздат, 1986. - 24с.

51. Мигай, В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования Текст. / Мигай, В.К. Л.: Энергоатомиздат, 1987.- 264 с.

52. Муштаев, В.И. Сушка в условиях пневмотранспорта Текст. / В.И. Муштаев, В.М.Ульянов, A.C. Тимонин.- М.: Химия, 1984. -232с.

53. Муштаев, В.И. Сушка дисперсных материалов Текст. / В.И. Муштаев, В.М Ульянов. М.: Химия, 1988.-352с.

54. Найденов, В.И. Теоретическое и экспериментальное исследования выгорания древесных частиц Текст. / В.И.Найденов, Ю.В. Отрашевский // Переработка и энергоиспользование низкокачественной древесины, Труды ЦНИИМЭ, -1989. -С. 93-100.

55. Никитенко, Л.И. Термические методы переработки отходовТекст./ Л.И. Никитенко. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1982.-250 с.

56. Никитин, Н.И. Химия древесины и целлюлозы Текст./ Н.И. Никитин.-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.-250с.

57. Никитина, Л.М. Таблицы равновесного удельного влагосодержания и энергия связи влаги с материалом Текст./ Л.М.Никитина,-Л.: Госэнергоиздат, 1963. -176с.

58. Навалов, Л.Т. Тепло и массоперенос в газах Текст./ Л.Т. Навалов -М.: Энергия, 1968. 650 с.

59. Основные положения Энергетической стратегии России на период до 2020 года (вторая редакция)//Прил. к обществ, -дел. журн. «Энергетическая политика». -М.: ГУПИЭС, -2000.

60. Основные процессы и аппараты химической технологии : Пособие по проектированиюТекст. / Г.С.Борисов, В.П.Брыков, Ю.И.Дытнерский и др. Под ред. Ю.И.Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. -М.: Химия, -1991. 496с.

61. Основы практической теории горения Текст. / Под ред. В.В. Померанцева, 2-е изд., перераб. и доп. JL: Энергоатомиздат, 1986.-312с.

62. Основы практической теории горения. Под ред. В.В. Померанцева, 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1986.-312с.

63. Пажи, Д.Г. Основы техники распыливания жидкостей Текст./ Д.Г.Пажи, B.C. Галустов.-М.-Химия.-1984.-266с.

64. Пальгунов, П.П. Утилизация промышленных отходов Текст./ П.П. Пальгунов, М.В Сумароков.— М.: Стройиздат, 1990.- 352 с.

65. Парика, М. Древесное топливо энергетический ресурс для завтрашней Европы Текст. / М. Парика // Биоэнергетика 2004 — Стандартизация и классификация от леса до производства энергии, 15-16 июня 2004 г, Санкт-Петербург, Россия, 2004

66. Пат. 2256686 Российская Федерация, МПК7 С 10 В 1/04, 53/02. Углевыжигательная печь Текст./ Сафин Р.Р, Сафин Р.Г., Башкиров В.Н., и др.; заявитель и патентообладатель ООО НТЦ РТО.- № 2004108939/15; заявл. 25.03.2004; опубл. 20.07.2005, Бюл. № 20. -6 с.

67. Перелыгин, JI.M. Строение древесины Текст. / JI.M. Перелыгин,-М.: АН СССР. 1954. -200с.

68. Периков, Э.К. Проведение и обработка экспериментов в теплоэнергетике Текст./ Э.К Периков, Э.К. Арекилян, Г.П. Киселев, A.B. Андрюшин.-М.: МЭИ,1984,- 64 с .

69. Периков, Э.К. Проведение и обработка экспериментов в теплоэнергетике Текст./ Э.К Периков, Э.К. Арекилян, Г.П. Киселев, A.B. Андрюшин.-М.: МЭИ, 1984.- 64 с .

70. Пижурин, A.A. Основы научных исследований в деревообработке Текст./ А. А. Пижурин. -М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2005. -305 с.

71. Пиялкин, В. Н. Научные основы и технология скоростного пиролиза древесного сырья: Дис. . док. тех. наук. — С-П, 1997 — 650 с.

72. Плановский, А.Н. Сушка дисперсных материалов в химической промышленности Текст./ А.Н. Плановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов М.: Химия, 1979 - 288с. i

73. Повышение экономичности, эффективности и надежности теплоэнергетического оборудования / Кунтыш В.Б., Пиир А.Э., Любов В.К. и др. // Науч. тр. / АГТУ. 1996. - Проблемы энергетики Европейского Севера. -С. 13-23.

74. Помарников, Ф.В. О необходимости использования вторичного древесного сырья Текст. / Ф.В.Помарников //Лесная промышленность. 1998. №3, с5-6.

75. Померанцев, П.Р. Горение топлив. Текст./ П.Р. Померанцев Промышленная энергетика.-1985.-№2.-18с

76. Попова, Н.М. Консервирование древесины: проблемы, решения, экологические аспекты Текст. / Н.М.Попова, Е.В. Харук. -Новосибирск, 1991.- 171с.

77. Правила организации контроля выбросов в атмосферу на тепловых электростанциях и котельных.- М., РД 34.02.306-97, СТО ОРГРЭС, 1998 г., 22 с.

78. Предводителев, A.C. Горение углерода. Текст./ Предводителев А. С. и др. М.: Изд-во АН СССР, 1949.- 407с.

79. Проведение и обработка экспериментов в теплоэнергетике. Аракелян Э.К., Киселев Г.П., Андрюшин A.B. и др./Под. ред. Аракеляна А.К.-М.:МЭИ, 1984.-64с.

80. Процессы горения. / Абдурагимов И.М., Андросов A.C. и др. Под ред. Абдурагимова И.М. М.: Изд-во ВИПТШ МВД СССР, 1984. -270с.

81. Рамм, В.И. Абсорбция газов Текст. / Рамм В.И. -М.: Химия, 1966. -768с.

82. Рассев, А.И. Сушка древесины. Текст./ А.И. Рассев.- Изд . 4-е—М.: МГУЛ, 2000.

83. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей.Справочное пособие Текст./ Р. Рид, Дж. Праусниц, Т. Шервуд.- Л.: Химия, 1982.-592с.

84. Рихтмайер, Р.Д. Разностные методы решения краевых задач. Текст./ Р.Д. Рихтмайер, К Нортон -М.:Мир, 1972.-420с.

85. Романков, П.Г. Массобменные процессы химической технологии. Текст. /П.Г. Романков, Н.Б.Рашковская, В.Ф. Фролов. Л.: Химия, 1975. - 336с.

86. Росляков, П.В. Контроль вредных выбросов ТЭС в атмосферу Текст. / П.В.Росляков, И.Л. Ионкин, И.А. Закиров. М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 226с.

87. Рубан, В.А. Горение и газификация низкосортною твердого топлива Текст. / В.А., Рубан, ДА. Цикарев М.: Недра, 1993-157с.

88. Рыжкин, В.Я. Тепловые электрические станции: Учебник для вузов Текст. / В.Я. Рыжкин // Под ред. В.Я. Гиршфельда. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1987.-328с.

89. Самарский, A.A. Устойчивость разностных схем Текст. / A.A. Самарский, A.B. Гулин М.: Наука, 1973.-285с.

90. Сафин, Р.Г. Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств: Учеб. пособие Ч. II. Текст./ Р.Г. Сафин.- Казань: Казан, гос. техн. ун-т., 2000. -400с.

91. Сафин, P.P. Математическое моделирование процесса пиролиза P.P. Сафин, И.А. Валеев, А.Н. Грачев // «Строение, свойства и качество древесины —2004» Труды IV международного симпозиума. -Санкт

92. Петербург: СПбЛТА, -2004. -Т. 1. -С.342-343.

93. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л., Гидрометеоиздат. - 1986. - с. 183.

94. Святков, С.П. Пневматический транспорт измельченной древесины Текст. / С.П. Святков. М.: Лесная промышленность, 1966 - 320с.

95. Семенов, H.H. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности Текст. / Семенов H.H. М., Изд-во АН СССР, 1958. 686с.

96. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины Текст./ П. С. Серговский. -М. : Лесная пром-ть, 1981-304с.

97. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.-М.:Наука, 1972.-720с.

98. CT СЭВ 4384-83 Топливо твердое. Методы определения погрешности отбора и подготовка проб. Взамен PC 5013-75; Введ. с 01.07.85. - Дрезден.: Мост, ком по сотр. и обл. стандартизации, 1983. -24с.

99. Сухоруков, В.И. Научные основы совершенствования техники и технологии производства кокса Текст./ В.И. Сухоруков. -Екатеринбург: 1999. 393 с.

100. Теория и техника теплофизического эксперимента: Учеб. пособие для вузов/Ю.Ф. Гортышов, Ф.Н. Дресвянников и др.; Под ред. В.К. Щукина. -М.: Энсргоатомичдат, 1985-360с.

101. Теория тепломассообмена /С.И. Исаев, И.А. Кожинов, и др.; Подред. А. И. Леонтьева. -М.: Высш. школа, 1979. -495 с.

102. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)./Под ред. Н.В. Кузнецова и др. М.: Энергия, 1973.-325с.

103. Теплотехнический справочник. М.¡Энергия, 1975. Т-1-744с.

104. Теплотехнический справочник. Под общ. ред. Юренева В.Н., Лебедева П.Д.: Энергия, 1976, т.2. -896 с.

105. Термические методы обезвреживания отходов Текст./ Под ред. И.А. Богушевской. Л.: Химия , 1975. -176 с.

106. Титова,Т.С. Технология утилизации отработанных деревянных шпал Текст./ Т. С Титова // «Безопасность жизнедеятельности». -2005.-№10.- С.31-34.

107. Туманов, Ю.Н. Плазменный пиролиз твердых бытовых отходов. Текст./ Ю.Н.Туманов, А.Ф. Галкин, В.Б. Соловьев // Экология и промышленность Росси.-1999.-№2. -С. 8-11.

108. Уголев, Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения Текст./ Б.Н. Уголев. —М.: Лесная пром-сть. -2001. -340 с.

109. Уласовец, В.Г. Технологические основы производства пиломатериалов Текст. -Екатеринбург : Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2002. -510с.

110. Фенгел, Д. Древесина (химия, ультраструктура, реакции) Текст./ Д. Фенгел., В.Вегене; пер.с анг; Предисловие А.А.Леоновича // Под ред. д.т.н., проф. А.А.Леоновича. М.: Лесная пром.-ть, 1988.-512с.

111. Франк-Каменецкий, Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике Текст. / Д. А. Франк-Каменецкий -Изд. 2-е. М., «Наука», 1967.490 с.

112. Частухин, В.И. Топливо и теория горения: Учеб. пособие для вузов./ В.И. Частухин, В.В. Частухин- М.: Энергоатомиздат, 1990. 224 с.

113. Черняк, З.Ф. Физические свойства углей и вмещающих пород как объект аппаратурного контроля Текст. / З.Ф.Черняк.- М.: Наука, 1985. 128с.

114. Чистяков, А.Н. Химия и технология переработки каменноугольных смол Текст./А.Н. Чистяков-Челябинск: Металлургия, 1990-160с.

115. Шубин, Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины. Текст./ Г.С. Шубин.- М., "Лесная промышленность", 1990 г.-ЗЗб с.

116. Antal, М. J., "Biomass Pyrolysis: A Review of the Literature Pail I -Carbohydrate Pyrolysis", Advances in Solar Energy, ed K. W. Boer and J. A. Duffle (American Solar Energy Soc., Boulder, CO) Vol 1, pp 61111, 1982.

117. Belleville, P. Pyrolysis of large wood samples/ P. Belleville, R. Capart, H. Gelus // Appl. Energy. 1984. -V.16. -№3. P. 216-220.

118. Bridgwater A.V. Biomass fast pyrolysis Text./ Bridgwater A.V. // Thermal Science.- 2004 -№8. -P. 17-45.

119. Bridgwater A.V. Renewable fuels and chemicals by thermal processing of biomass Текст./ A.V. Bridgwater// Chem Eng J. -2003 .-91:87-102

120. Harrison, В. K., and W. H. Seaton, Ind. Eng. Chem. Res., 27 (1988): 1536.

121. IEA Bioenergy Task 34 Pyrolysis. Minutes of September 2006 meeting in Glasgow.

122. Maa P., Bailie R. Influence of particle sizes and environmental conditions on high temperature pyrolysis of cellulosic material// Combustion Science and Technology. -1973.- №7.-P. 257-269.

123. Perry's Chemical Engineers Handbook/ Robert H. Perry, Don W. Green. 7th edition. McGraw Hill. 1999.