автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Обоснование состава топливных гранул и технологии подготовки древесных опилок для их производства

На правах рукописи

/

005049606

СКОРИКОВА Любовь Александровна

ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВА ТОПЛИВНЫХ ГРАНУЛ И ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ДРЕВЕСНЫХ ОПИЛОК ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.21.01 - «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 ФЬВ ¿013

Йошкар-Ола 2012

005049606

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мазуркин Петр Матвеевич ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет»

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Сюнёв Владимир Сергеевич ФГБОУ ВПО «Петрозаводский государственный университет»

кандидат технических наук, доцент Шарапов Евгений Сергеевич ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Казанский национальный

исследовательский технологический университет»

Защита диссертации состоится «29» декабря 2012 г. в 13 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д212.115.02 при ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет» по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет».

Автореферат разослан «28» ноября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, /) кандидат технических наук, доцент

К. П. Рукомойников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Использование отходов лесозаготовок и первичной переработки древесины является в стране недостаточным. В частности, на лесных предприятиях образуется много опилок. Одним из перспективных видов технологии является сбор, транспортировка, хранение, сепарация опилок и изготовление из них топливных гранул.

Ежегодно в России образуется более 45 млн. м3 древесных отходов, из них более 2286 тыс. м3 - опилки, пригодные для производства топливных гранул. Особенно актуально производство топливных гранул на предприятиях лесного комплекса в лесных регионах. К таким регионам относится и Республика Марий Эл (РМЭ).

В стране производство гранул составляет примерно 48% объемов образующихся опилок, а на территории Республики Марий Эл эта доля составляет всего 10%, поэтому изучение свойств опилок для развития производства топливных гранул является актуальным.

Для производства качественных гранул необходимо уделять особое внимание предварительной подготовке опилок: сбору, хранению, сортировке, измельчению и сушке. Лесопильные предприятия не могут подготовить опилки для производства топливных гранул, поэтому необходима разработка транспортно-технологического участка.

Современные технологии энергетического использования древесных отходов ориентированны на экологически чистое сжигание, поэтому требуется изучение динамики низкотемпературного режима горения проб древесных опилок и гранул. А для этого необходимо изучать влияние влажности, фракционного и породного состава опилок на процессы горения, прежде всего, на динамику температуры горения.

Цель диссертационной работы. Совершенствование технологии подготовки древесных опилок и обоснование состава топливных гранул на основе выявления закономерностей динамики температуры горения при сравнении проб опилок и гранул разной влажности, пород и фракционного состава применительно к условиям лесных предприятий Республики Марий Эл.

Результаты диссертации по паспорту специальности 05.21.01 относятся к областям научного исследования: п. 6 «Выбор технологий, оптимизация параметров процессов с учетом воздействия на смежные производственные процессы и окружающую среду» и п. 7 «Разработка технологий и систем машин, обеспечивающих комплексное использование древесного сырья и отходов в технологических и энергетических целях».

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) на основе обзора научно-технической и патентной литературы установить факторы, влияющие на состав гранул и параметры опилок;

2) разработать методику производственно-лабораторных экспериментов на приборе ОТМ для сжигания проб опилок и гранул;

3) провести эксперименты, выявить закономерности и оценить их адекватность влияния фракционного состава, влажности и породы опилок на состав топливных гранул;

4) выбрать и экономически обосновать комплекс машин и оборудования для сбора опилок от лесопиления, транспортировки, хранения и их сепарации;

5) сравнить составы древесных опилок и гранул и оценить экономическую эффективность внедрения новой технологии подготовки опилок;

6) распределить новые производства гранул по РМЭ и оценить экологическую эффективность подготовки опилок на лесных предприятиях;

7) разработать технические решения на уровне изобретений и внедрить методики расчета в производственный и учебный процесс.

Объекты исследования. Объектами исследования являются древесные опилки от лесопильных цехов, а также древесные топливные гранулы от предприятий лесного комплекса Республики Марий Эл.

Предмет исследования. Технологические операции сбора, транспортировки, хранения и сепарации древесных опилок и закономерности динамики температуры горения проб опилок и топливных гранул в зависимости от влажности, породы и фракционного состава опилок.

Методы исследования. В процессе исследования были применены методы анализа технологических операций и систем машин, испытания проб опилок и гранул сжиганием по ГОСТ 12.1.044-89, подготовка древесных опилок по ГОСТ 16483.0-89, влажность проб определяли по ГОСТ 16483.7-71. Для оценки ресурсов древесных опилок от лесопиления и размещения заводов по изготовлению топливных гранул использован нормативно-расчетный метод. Методы статистического моделирования, теории вероятностей и математической статистики

Научная новизна. Разработаны способы обоснования состава топливных гранул испытаниями древесных опилок по температуре сгорания (№ 2406079), воспламеняемости (№ 2416793) и горючести (патент № 2449272). Для обоснования высококачественных топливных гранул получены статистические модели динамики температуры горения древесных опилок и гранул разного состава. Установлены зависимости влияния влажности, фракционного и породного состава частиц опилок на свойства топливных гранул.

Положения, выносимые на защиту:

1) методика испытания на приборе ОТМ проб древесных опилок разной влажности, фракционного и породного состава (патенты 2406079,2416793 и 2449272), отличающихся динамикой измерений;

2) результаты производственных испытаний и статистические модели для обоснования состава гранул разного сорта по породному и фракционному составу древесных опилок;

3) сравнение результатов испытаний, технико-экономическое обоснование комплекса машин и оборудования для подготовки древесных опилок, прогноз до 2018 г. ресурсов древесных опилок и схема размещения предприятий топливных гранул на территории РМЭ.

Достоверность выводов и результатов исследований. Научные положения и выводы, изложенные в работе, отражают физико-технологическую сущность горения опилок и гранул, базируются на законах теории горения и методах математической статистики. Достоверность выполненных исследований подтверждается: экспериментами с погрешностью до 5%; доверительной вероятностью не менее 80% у полученных закономерностей динамики температуры горения древесных опилок и гранул.

Прастическая значимость работы. Разработаны способы испытаний древесных материалов по температуре сгорания и лесных горючих материалов на воспламеняемость и горючесть, защищенные патентами РФ. Определены доступные ресурсы древесных опилок, образующихся в Республике Марий Эл, которые сравнены с ресурсами опилок Российской Федерации и Приволжского федерального округа, составлен прогноз до 2018 г. ресурсов опилок и оценен их энергетический потенциал. Выявлен объем производства топливных гранул в РМЭ и составлена карта-схема размещения предприятий по их изготовлению. Разработана схема технологической линии подготовки древесных опилок для производства топливных гранул. Разработаны технические условия на древесные топливные гранулы.

Личное участие автора в получении результатов. Состоит в разработке методики и проведении экспериментов, обработке полученных результатов, анализе выявленных закономерностей и формулировке выводов. При участии автора разработаны способ испытаний древесных материалов по температуре сгорания по патенту № 2406079, способ испытаний лесных горючих материалов на воспламеняемость по патенту № 2416793, способ испытания древесных материалов на горючесть по патенту № 2449272. Автором проведены экономическая и эко-

логическая оценки разработанной технологии подготовки древесных опилок для производства топливных гранул, составлена схема размещения новых предприятий по производству топливных гранул, разработаны технические условия на древесные топливные гранулы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на VIII международной научно-практической конференции «Научная мысль информационного века - 2012» (Польша, Пшемысль, 2012 г.); научно-технической конференции «Исследования. Технологии. Инновации» (Йошкар-Ола, 2011 г.); научно-технических конференциях МарГТУ «Наука в условиях современности» (Йошкар-Ола, 2007, 2009, 2011, 2012 гг.); всероссийской научной конференции с международным участием «Одиннадцатые Вавиловские чтения» (Москва - Йошкар-Ола, 2008 г.); международной молодежной научной конференции «XV Туполевские чтения» (Казань, 2007 г.); всероссийской научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых» (Йошкар-Ола, 2007 г.); республиканской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Моя профессия - инженер» (Йошкар-Ола, 2007 г.). Серебряная медаль на XIV Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед-2011».

Реализация результатов работы. Результаты исследований были внедрены на ООО «Русский Пеллет», Министерство лесного хозяйства РМЭ, ИП Яковлев, ГУ СЭУ ФПС ИПЛ по РМЭ, а также в учебный процесс студентов специальности 280101.65 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и направления подготовки бакалавров 280700.62 «Техносферная безопасность».

Публикации. Основные результаты опубликованы в 16 работах объемом 5,05 пл., авторский вклад 2,94 п.л., в т.ч. 4 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ (2,01 п.л.), авторский вклад -60%, 3 патента на изобретения (5,51 п.л.), авторский вклад - 50%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 226 наименований, из них 26 на иностранном языке. Диссертация содержит 152 страницы машинописного текста, 68 иллюстраций, 33 таблицы, а также 9 приложений на 75 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы её цель, научная новизна и практическая ценность диссертации, приведены основные научные положения, выносимые на защиту.

1. Состояние вопроса и задачи исследований. Применение современных технологий заготовки и производства лесной продукции приводит к накоплению большого количества опилок на первичных деревообрабатывающих предприятиях.

Основным способом применения опилок в энергетических целях по-прежнему остается сжигание, совершенствуются лишь методы подготовки исходного сырья. Прямое сжигание опилок в котельных лесных предприятий неэффективно. Одним из способов повышения эффективности энергетического использования опилок является изготовление и применение древесных топливных гранул, и совершенствование технологий их сжигания. Топливные гранулы поставляются далеким потребителям и поэтому имеют экономические и экологические преимущества по сравнению с традиционными видами топлива.

Вопросами горения топлива занимались такие ученые как A.C. Предводителев, Я.Б. Зельдович, JI.H. Хитрин, Б.В. Канторович, А.П. Баскаков, H.H. Семенов, Г.Ф. Кнорре, В.В. Померанцев, Д.А. Франк-Каменецкий, В.И. Николаев, Б. Д. Кацнельсон, Ю.Н. Кор-чунов, C.B. Бухман, C.JI. Шагалова, Карман, Пеннер, Сполдинг и др. Исследованию свойств и процессов горения древесного топлива посвящены работы Ю.А. Рундыгина, С.М. Шестакова, В.К. Любова и другие.

Технологиями переработки древесных отходов занимались Обли-вин А.Н., Рыбин Б.М., С.Я. Алибеков, П.М. Мазуркин и другие.

В известных публикациях недостаточное внимание уделено изучению влияния влажности, фракционного и породного состава древесных опилок и гранул на температуру горения в динамике процесса горения. Кроме того, не выделялся этап подготовки древесных опилок перед производством топливных гранул.

2. Основы теории параметров топливных гранул. Наиболее важными этапами подготовки к сжиганию являются увеличение однородности фракционного состава топлива, в частности древесных опилок, снижение его рабочей влажности и зольности. Этим достигается повышение температуры горения, а также экономическая эффективность сжигания.

Процесс горения состоит из следующих стадий (В.И. Скрябин): 1) прогрев частиц до выхода или воспламенения летучих веществ; 2) суш-

ка топлива; 3) горение летучих веществ около частиц; 4) горение коксового остатка, состоящего из углерода и золы. Длительность стадий зависит от применяемой технологии сжигания, характеристик топлива и условий процесса горения.

Общее время горения г опилок и гранул определяется по формуле т = +тл+гс, (1)

где т„р - время прогрева; тсуш - время сушки; гл - время горения летучих веществ; тс — время горения коксового остатка.

Эти стадии имеют разную скорость, продолжительность и степень влияния на процесс горения в зависимости от конкретных условий. У образцов с низкой влажностью (W<10%) стадии прогрева и сушки мало влияют на общее время горения г частиц.

В программной среде Curve Expert получена модель температуры горения образца древесины в зависимости от времени, состоящая из тренда и дополнительных к нему двух волновых закономерностей

t = tmp+h+t2, (2) tmp = а^,"' exp(-a3r/') + а5т,"6 ехр(-я7г,а')> t{ = Al cosOz-, /px ±an), t2 = A2 cos(*t,/p2±an), A, = ±a9 ехр(-а10г,), Аг = ±аит,°" ехр(-а16г/" ),

р1=ап±аит„ р2=ап±а19т,"я,

где t - переменная температура горения образца древесного топлива, °С; tmp - тренд динамики температуры горения образца, °С; х, - переменное время горения образца, с;

- энергетическое возбуждение летучих веществ, °С; t2 - возбуждение твердых материалов образца, °С; Ах, А2 - половины амплитуд колебаний температуры, °С; pJt р2 - половины периодов колебаний, с; ау..а20 -эмпирические коэффициенты, определяемые в программной среде исходя из условий испытаний и свойств образца древесного топлива, при этом:

ад, а14 - энергетические пороги активации горения; ап , ап — полупериоды колебания до сжигания, с; а,з, а2, - сдвиги начал у обеих волн от начала координат ввода держателя с образцом древесины в камеру сгорания прибора ОТМ, с.

После структурно-параметрической идентификации с учетом волновых составляющих получили закономерность температуры горения, на-

пример, березовых опилок с коэффициентом корреляции 0,9989 (рис. 1):

1тр = 622331 61г,4'9687 ехр(-15,2125т,0'1626)+ 8,06577-10"'У'7806 ехр(-0,004784т/'3564) = А, со&(лг1 / р1 + 0,1456), гг = Л2 соМят, / р2 + 0,9546), А, = 107,5678ехр(-0,0422г,), Л2 =3,342- 10-1,г/°'8407ехр(-7,5244г,0'267), д =17,1513 + 0,01867г„ />2 =33,7732 + 0,0004962 г,1'7839.

»*• >

**

> / .:

Л.

4 У*.*;

•I

Рис. 1. Динамика температуры горения березовых опилок и остатки после модели (3): Б - дисперсия; г - коэффициент корреляции

Модель (3) с волновыми составляющими с максимальной погрешностью в одной точке Дтах =18,26%, с доверительной вероятностью не ниже 81,74% описывает динамику горения березовых опилок, считается надежной и применима для среднесрочного прогнозирования.

Получение моделей с волновыми составляющими трудоемко, поэтому для ускорения анализа температуры горения опилок и гранул в основных опытах применяли детерминированную модель (тренд) из двух составляющих вида

Кр = ехр(-а,г/') + я5г,°< ехр(-д7г,а"), (4)

где ¡тр - тренд динамики температуры горения образца, °С;

г, - переменное время горения образца, с;

а,...а8 - эмпирические коэффициенты модели, определяемые исходя из условий испытаний и образца древесного топлива.

Закономерность температуры горения березовых опилок с коэффициентом корреляции 0,9911 (рис. 2) имеет вид

1тр = 4777704, От,5'092 ехр(-15,2041г,°'1647) + 6,8954-10"13г(7-255бехр(-0,004123т/'387). (5)

Максимальная относительная погрешность в одной точке /^=46,15%.

Рис. 2. Динамика температуры горения березовых опилок и остатки после модели (5)

Коэффициент корреляции в обоих случаях выше 0,99, а расчетный критерий Фишера больше табличного в несколько тысяч раз. Поэтому формула (5) применима для расчетов в производственных условиях испытаний образцов опилок и гранул.

3. Методика лабораторных и производственных экспериментов. Для экспериментов были отобраны топливные гранулы и наиболее -------------------------------,к: сосна; липа> береза.

Горение опилок и гранул изучали в лаборатории федеральной противопожарной службы по РМЭ на приборе ОТМ (ГОСТ 12.1.04489) по нашему способу (патент № 2406079). Сущность способа заключается в горении образца опилок в реакционной камере прибора ОТМ (рис. 3).

Запись на ленте прибора проводили от начала ввода образца в камеру сгорания прибора ОТМ, а завершали после окончания процесса самостоятельного горения и образования твердого углистого остатка. С помощью устройства контроля и регистрации данных по измерениям на ленте определяли фактическую температуру горения образца опилок в динамике. Для чистоты эксперимента каждый опыт повторяли не менее трех раз.

4. Результаты производственно-лабораторных экспериментов. Породный состав сырья оказывает сильное влияние на характеристи-

Рис. 3. Внешний вид лабораторной установки: 1 - прибор ОТМ; 2 - вытяжной шкаф; 3 - устройство контроля и регистрации данных; 4 - газовый баллон

ки горения. Наименьшей зольностью обладают сосновые опилки (менее 0,5%). С увеличением доли лиственных пород в образце зольность повышается на 12-25%. Наибольшие температуру, время горения и меньшую зольность имеют сосновые и липовые опилки в соотношении массы 80/20% и 60/40%.

Для оценки влияния фракционного состава были выбраны пробы сосновых опилок. С ростом размера частиц зольность А увеличивается с коэффициентом корреляции 0,9454 по закономерности

А = 0,2348ехр(0,2145<5с;)) - 0,02545<5с;,3'7815ехр(-0,6099(5^). (6)

Максимальная температура горения от среднего размера частиц изменяется с коэффициентом корреляции 0,8738 по формуле

'шах = 583,7936ехр(-0,0526^) + 13,9087^3-8352ехр(-0,6776^). (7) Зависимость времени горения от среднего размера частиц определяется с коэффициентом корреляции 0,8794 по выражению

г = 1088,0601ехр(-0,02522^)-2762,9383^М394 ехр(-3,7168<^). (8) На рисунке 4 представлены поверхности отклика зольности, " 05

максимальной температуры и ■ ^ - 045

времени горения от среднего размера частиц и влажности опилок. ^ Сложный фракционный состав о древесных опилок, образующихся | после продольной распиловки бре- " вен на лесопильных рамах, обязательно требует сортировки по размерам частиц.

Рис. 4. Изменение зольности, максимальной температуры и времени горения сосновых опилок Чем однороднее сырье, тем плотнее и качественнее получатся гранулы.

Наибольшие температуру и продолжительность горения, а также наименьшую зольность, имеют древесные опилки размерами 1-4 мм при влажности 5-6%.

С увеличением влажности образцы медленнее нагреваются, выход летучих веществ и температура горения снижаются, а время прогрева образца возрастает (рис. 5).

С увеличением влажности образцов максимальная температура горения изменяется с коэффициентом корреляции 0,9971 по закономерности

= 702,72308 ехр(-0,020943^)-2,95053 10~^14'26264 ехр(-1,078368^). (9) С повышением влажности полное время горения и продолжительность стадии термического разложения образца увеличиваются. Время выгорания углеродного остатка не зависит от влажности, так как является завершающей стадией процесса горения и протекает после высвобождения всей влаги и термического разложения образца.

На рисунке 6 показаны поверхности отклика максимальной температуры и времени горения от влажности и зольности древесных опилок.

Рис. 6. Изменение времени и максимальной температуры горения сосновых опилок

-№=5% -4^=7,5% -Ш-9,7 % -ТЛЫ0.б%

\\ws7.5 %

ЯГ=10.6% -6,8 % ->№»27%

/Чу^=27°/

0 200 400 600 800 1000 1200

г. с

Рис. 5. Термограммы сосновых опилок различной влажности

С изменением влажности с 6 до 27,0% объем образовавшихся топочных газов уменьшается на 14,6%, а объем водяных паров в дымовых газах увеличивается на 12,8%. При увеличении начальной влажности с 6 до 10,6% расчетная теплоемкость отходящих газов снижается на 33%, а при увеличении с 6 до 27,0% - на 72%.

Гранулы из сосны 100% и сосны с липой в соотношении 90/10%, имеют наибольшую длину и блестящую ровную поверхность без трещин. Гранулы в соотношении 30% хвойных и 70% опилок лиственных пород наименьшей длины и легко крошатся.

Гранулы с содержанием коры до 1% имеют самый низкий процент зольности 0,40-0,44%. С ростом содержания коры в гранулах до 510% зольность возрастает в 2,5 раза и составляет 1,00-1,02%, а при содержании коры 15-20% - в 4,5 раза (1,81-1,83%).

В сравнении динамика горения сосновых опилок фракции 1-4 мм

и гранул из сосны показана на рисунке 7.

1,°с

Рис. 7. Динамика горения сосновых опилок и гранул: А, А' - ввод образца в камеру прибора ОТМ; В, В' - начало пиролиза; С, С' - окончание горения летучих; Э, Б' - максимальная температура; Е, Е' - остывание золы до температуры камеры; С?П Г) ()гЛ, к -тепловой эффект пламени горелки, горения летучих и

твердых веществ

Стадия прогрева образцов под действием теплового потока пламени горелки (участок А-В, А'-В') эндотермична, у гранул длится в 6,5 раз дольше, чем у опилок. Выгорание летучих составляет не более 3% общего времени горения для образца сосновых опилок и 10% - для топливных гранул, поэтому опилки быстро сгорают, воспламеняясь от пламени горелки. Прогрев древесной частицы при горении летучих происходит медленней, чем в случае горения твердого остатка.

Стадия разложения С-О, СЧЭ' экзотермична и сопровождается образованием твердого углистого остатка. Максимальная температура горения сосновых опилок Гтах=570-590°С, гранул - Гтах=705-735°С, время выгорания углеродного остатка гранул в 1,5 раза дольше, чем у опилок.

На участке Е>-Е, Б-Е' тепловыделение от горения образца уменьшается, и твердый углистый остаток остывает до температуры реакционной камеры. Общее время горения гранул в 1,75 раза больше, чем у опилок. Скорость горения гранул 0,024 г/(м -с) что в 2,8 раза выше, чем у опилок 0,0085 г/(м2-с). Расчетная теплоемкость отходящих газов сосновых опилок составляет 17,20-19,85, гранул - 18,30-21,73 Дж/(моль°С).

5. Технико-экономическое обоснование технологии подготовки опилок. Определены доступные ресурсы древесных опилок образующихся в лесопилении и составлен прогноз до 2018 г. с учетом планируемых объемов заготовки древесины в РМЭ (рис. 8).

1 - объем опилок; 2 - прогноз объема опилок; 3 - объем опилок хвойных пород;

4 - прогноз объемов опилок хвойных пород; 5 - объем опилок лиственных пород;

6 - прогноз объемов опилок лиственных пород

Разница между запланированным и фактическим объемом заготовки древесины в РМЭ в 2010 г. составила 35,8%, а в 2011 г. - 49,2%.

Опилки в 2010 г. составили в РФ - 2286, а в РМЭ - 19,2 тыс. м3, в 2011 г. в РМЭ - 16,3 тыс. м3. Ресурсы опилок в РФ в 2018 году достигнут 4654,3 тыс. м3 (инновационный сценарий), прирост 103,6% к 2010 г. К 2018 г. в РМЭ объем опилок по Лесному плану Министерства лесного хозяйства РМЭ составит 31,0 тыс. м3 при приросте 61,5%. Без инноваций и новых производств в первичной обработке древесины РМЭ отстанет по темпам к 2018 г. от среднего уровня России в 103,6/61,5 = 1,7 раза.

В 2010 году в РМЭ было произведено 320 т гранул с использованием опилок в объеме 900 м3, а потенциал был около 5975 т (табл. 1).

Поэтому резервы огромные и требуется построить новые заводы по изготовлению гранул с ростом в 38800/320 = 121,3 раза. Для этого разработана схема раз-

Показатели 2010 факт 2013 2018

Гранулы хвойных пород, т - 4487 14883

Гранулы лиственных пород т - 7214 23921

Всего гранулы, т 320 11700 38800

Потребность в сырье (опилки от ЛИЦ), тыс. м3 0,9 32,8 (15,8) 108,6 (31,0)

мещения предприятий по производству гранул в РМЭ.

Уменьшение выбросов при замене традиционных топлив древесными гранулами отражено в таблице 2.

Таблица2. Уменьшение выбросов при горении гранул по сравнению с траднци-

Вид топлива Количество, т С02, т/г 502, т/г

Древесные гранулы 5975 6600,7 6,0

Дрова 12355 13648,7 12,4

Уголь 5444 16549,4 87,1

Мазут 2526 7863,3 50,5

Дизельное топливо 2378 7419,7 11,9

Экономический эффект оценен по стоимости замещаемого ископаемого топлива приведен в таблице 3. Таблица 3. Экономический эффект от замены ископаемого топлива древесными

Топливо Цена топлива, руб/кг (руб/л, руб/м3) Ресурс топлива, т Затраты в год на ископаемое топливо, млн. руб. Затраты в год при переходе на гранулы, млн. руб. Экономический эффект при переходе на гранулы, млн. руб.

Уголь 8,00 5444 43,55 44,68...51,54 -1,13...-7,99

Мазут 10,50 2526 26,27 20,73...23,91 2,36... 5,54

Дизельное топливо 28,47 2378 67,54 27,41...31,62 35,92...40,12

Газ (внутренние цены) 3,75 2849 10,26 23,38...26,97 -13,13...-16,72

Газ (экспортные цены) 10 2849 28,49 23,38...26,97 1,52...5,11

Действующие предприятия по производству топливных гранул в РМЭ расположены в г. Йошкар-Ола и ближайшем пригороде (пос. Руэм, Нолька, Пемба). В конце 2012 года был запущен завод ООО «Русский пеллет» мощность 5 тонн гранул в час. Заводы по производству гранул должны быть максимально приближены к местам скопления сырья, с расстоянием доставки опилок не более 50 км.

Разность себестоимости тепловой энергии с использованием гранул и действующих тарифов дана в таблице 4.

Таблица 4. Оценка топливной составляющей стоимости тепловой энергии

Энергоноситель Единица измерения Цена за единицу, РУб. Теплотворная способность, Гкал/ед КПД котельных установок (средний), % Стоимость выработки тепловой энергии, руб./Гкал

Электричество кВт/ч 2,36 0,86 95 2,89

Дизтопливо л 28,47 10,3 82 3,37

Топочный мазут кг 10,50 10,1 75 1,39

Уголь кг 8,00 4,5 60 2,96

Природный газ м3 3,75 8,6 85 0,51

Гранулы кг 4,7 4,5 85 1,23

Щепа, опил м3 150,0 2,2 70 97,40

Д>та«ра ЛПЦ

Рекомендуется открытие производства древесных гранул в Килемар-ском районе ООО «Кундьпн» п. Килемары и ООО «Лесовод» с. Кумья, Звениговском р-не ООО «Звенигово Лес» г. Звенигово и ООО «Кокшай-ский лес» с. Кокшайск и Моркинском р-не ООО «Лес-Сервис» п. Морки.

Предложен технологический процесс сбора, хранения, сортировки и измельчения опилок для производства топливных гранул (рис. 9), который может стать типовым и для других субъектов федерации.

Требуемый объем опилок в год 79360 м3. Капитальные вложения в основные средства составят 7408,5 тыс. руб., чистая прибыль 4209,98 тыс. руб., срок окупаемости проектируемой линии 21 месяц.

»пкап вацмпии

Рис. 9. Схема линии предлагаемого транспортно-технологического участка: 1 - щеповоз; 2 - склад сырья; 3 - транспортер; 4 - сепаратор; 5 - дробилка; 6 - циклон; 7 — склад-накопитель опилок по фракциям

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (основные выводы и рекомендации)

Теоретические и экспериментальные исследования по теме диссертации позволили сформулировать следующие научные выводы и рекомендации производству.

Научные выводы

1. Влажность и фракционный состав проб опилок влияют на зольность, максимальную температуру и время горения с коэффициентом корреляции выше 0,87. Математические модели процесса горения с волновыми составляющими и без них имеют коэффициент корреляции выше 0,97, поэтому они применимы для анализа температуры горения опилок и гранул. При этом детерминированная модель проще по конструкции и рекомендуется для производства.

2. Наибольшие температуру и время горения, а также наименьшую зольность имеют древесные опилки с размерами частиц 1-4 мм. Сосновые опилки этой фракции имеют зольность 0,42-0,49, липовые 0,40-0,60 и березовые 0,81-0,84%. Сосновые опилки размерами менее 1 мм имеют зольность 0,22-0,30, 1-2 мм - 0,26-0,29, 2-4 мм - 0,150,27 и более 4 мм - 0,49-0,50%. Сосновые и липовые опилки в соотношении 50/50% имеют зольность 0,46-0,71%. С увеличением доли лиственных пород в образце зольность повышается на 12-25%.

3. С повышением влажности с 6,0 до 27,0% объем образовавшихся топочных газов уменьшается на 14,6%, а количество в них водяных паров увеличивается на 12,8%. Расчетная теплоемкость отходящих газов снижается на 33,0% при увеличении влажности с 6,0 до 10,6% и на 72,0% при влажности 27,0%.

4. Содержание коры сильно влияет на зольность опилок и гранул. Опилки с содержанием коры менее 1% имеют зольность 0,42-0,49%, с содержанием коры 5-10% зольность составляет 0,83-1,01%. У гранул с содержанием коры 5-10% зольность выше в 2,5 раза по сравнению с гранулами без коры и составляет 1,00-1,02%, а с содержанием коры 1520% - в 4,5 раза, что составляет 1,81-1,83%. Гранулы с содержанием коры до 1% имеют зольность менее 0,50%.

5. Ресурсы опилок в 2010 г. составили в РФ - 2286, РМЭ - 19,2 тыс. м3. К 2018 году объем опилок в РФ в соответствии со Стратегией развития лесного комплекса РФ составит 4654,3 тыс. м3 прирос 103,6% к 2010 г. К 2018 г. объем опилок в РМЭ по Лесному плану РМЭ составит 31,0 тыс. м3, прирост 61,5% к 2010 г. Без инноваций и новых производств в первичной обработке древесины РМЭ отстанет по темпам развития к 2018 г. в 1,7 раза. Поэтому требуется построить новые заводы

по изготовлению гранул с ростом в 121,3 раза. Для этого разработана схема размещения предприятий по производству гранул в РМЭ.

6. Республика Марий Эл имеет потенциал производства топливных гранул - 5975 т/год, что соответствует 26890 Гкал. Потребление 5975 т гранул в год заменяет 12355 т дров, 5444 т угля, 2526 т мазута или 2378 т дизельного топлива. При этом уменьшение вредных выбросов от замены угля топливными гранулами составит 16549,4 т/г С02 и 87,1 т/г Б02; мазута - 7863,3 т/г С02 и 50,5 т/г БОг; дизельного топлива - 7419,7 т/г С02 и 11,9 т/г Б02. Сокращение загрязнения почвы угольным шлаком составит 1090 т/год.

7. Разработана схема технологической линии процесса подготовки опилок для производства топливных гранул. Требуемый объем опилок 79360 м3 в год, влажность не более 45-60%. Капитальные вложения в основные средства составят 7408,50 тыс. руб., чистая прибыль 4209,98 тыс. руб., срок окупаемости проектируемой линии 21 месяц.

Рекомендации производству

1. Испытания древесных опилок рекомендуется проводить по способам патентов № 2406079, 2416793 и 2449272. Это позволит узнать о свойствах древесных гранул и опилок для их производства.

2. Для получения топливных гранул высокого качества необходима подготовка опилок: уменьшение влажности, сортировка по размерам частиц и по породам древесины. Перед прессованием древесные отходы измельчают до размеров частиц не более 1-4 мм, высушивают до влажности 8-10%. Гранулы первого сорта изготовляют из опилок хвойных пород, содержание коры не более 0,5% по массе, зольность сырья менее 0,5%. Гранулы второго сорта изготовляют из опилок хвойных пород не менее 60% и лиственных пород не более 40% по массе. Содержание коры не более 5% по массе, зольность сырья менее 1%. Гранулы третьего сорта (промышленные) изготовляют из опилок хвойных пород не менее 60% и лиственных пород не более 40% по массе. Содержание коры в них не более 20% по массе, зольность сырья менее 3%.

3. Новые производства древесных гранул в РМЭ необходимы в Килемарском, Звениговском и Моркинском районах. Они для изготовления гранул мощностью 2 т/ч потребуют поставки опилок в 5,6 т/ч при их влажности 50%.

Основные результаты диссертации опубликованы: в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России

1. Скорикова, Л.А. Динамика температуры горения древесных опилок при испытании сжиганием / JI.A. Скорикова, П.М. Мазуркин // Вестник КГТУ. - 2011. -№ 7. - С. 58-61. (0,44/0,24).

2. Кудрявцева, Л.А. Изучение закономерности роста температуры горения древесных опилок / Л.А. Кудрявцева, П.М. Мазуркин // Альтернативная энергетика и экология. - 2009. - № 9. - С. 114-116. (0,38/0,21).

3. Кудрявцева, Л.А. Изучение особенностей горения древесных опилок / Л.А. Кудрявцева, П.М. Мазуркин // Вопросы современной науки и практики: Университет им. В.И. Вернадского. - 2009. -№ 9(23). - С. 8-12. (0,31/0,2).

4. Кудрявцева, Л.А. Сравнение эффективности горения древесных опилок с химическими добавками / Л.А. Кудрявцева, П.М. Мазуркин // Естественные и технические науки. - 2009. - № 3. - С. 103-109. (0,88/0,5).

патенты на изобретения

5. Пат. 2449272 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/46, А 01 G 23/00 (2006.01). Способ испытания древесных материалов на горючесть / Мазуркин П.М., Кудрявцева Л.А.; заявитель и патентообладатель Марийский гос. тех. университет. -№ 2009133878/15; заявл. 09.09.2009; опубл. 27.04.2012, Бюл. № 12. 14 с. (1,75/0,9).

6. Пат. 2416793 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/46, А 62 С 3/02 (2006.01). Способ испытания лесных горючих материалов на воспламеняемость / Мазуркин П.М., Кудрявцева Л.А., Егорова К.А.; заявитель и патентообладатель Марийский гос. тех. университет. - № 2009133875/12; заявл. 09.09.2009; опубл. 20.04.2011, Бюл. № 11.27 с. (3,38/1,4).

7. Пат. 2406079 Российская Федерация, МПК G 01N 25/00, G 01N 33/46 (2006.01). Способ испытания древесных материалов по температуре сгорания / Мазуркин П.М., Кудрявцева Л.А; заявитель и патентообладатель Марийский гос. тех. университет. - № 2009133872/28; заявл. 09.09.2009; опубл. 10.12.2010, Бюл. № 34. 3 с. (0,38/0,19).

в других изданиях и материалах конференций

8. Скорикова, Л.А. Оценка ресурсов древесных опилок, образующихся в лесопилении для производства топливных гранул / Л.А. Скорикова // Materiafy VIII Migdzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Naukowa myál informacyjnej powieki - 2012». Techniczne nauki. Przemyál: Nauka i studia, 2012. -C. 13-16.(0,22).

9. Скорикова, Л.А. Теплофизические свойства топливных гранул / Л.А. Скорикова // Исследования. Технологии. Инновации: сб. статей ППС, докторантов, аспирантов и студентов МарГТУ по итогам научно-техн. конф. в 2011 г. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. - С. 332-335. (0,25).

10. Кудрявцева, Л.А. Изучение закономерности спада температуры горения древесных опилок / Л.А. Кудрявцева, П.М. Мазуркин // Современные проблемы науки и образования. - 2009. - № 6. - С. 85-90. (0,38/0,2).

11. Кудрявцева, JI.А. Особенности горения древесных опилок / Л.А. Кудрявцева // Наука в условиях современности: сб. статей ППС, докторантов, аспирантов и студентов МарГТУ по итогам научно-техн. конф. в 2009 г. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009. - С. 77-80. (0,25).

12. Кудрявцева, Л.А. Исследование сорбционной способности древесных опилок / Л.А. Кудрявцева // Национальные проекты России как фактор ее безопасности и устойчивого развития в глобальном мире. Одиннадцатые Ва-виловские чтения: Всероссийская науч. конф. с международным участием в 2-х ч. Москва - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2008. - Ч. 2. - С. 272-273. (0,13).

13. Кудрявцева Л. А. Использование отходов предприятий лесного комплекса как вторичное сырье / Л.А. Кудрявцева, O.A. Глухов, С.Я. Алибеков // XV Туполевские чтения: Международная молодежная науч. конф. Том 1. Казань: Изд-во Казан, гос. тен. ун-та, 2007. - С. 396-398. (0,19/0,1).

14. Кудрявцева, Л.А. Использование отходов предприятий лесного комплекса / Л.А Кудрявцева, СЛ. Алибеков // Наука в условиях современности: сборник статей студентов, аспирантов, докторантов и ППС по итогам научно-техн. конф. МарГТУ в 2007 г. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. - С. 121-124. (0,25/0,15).

15. Кудрявцева, Л.А. Исторические этапы развития технологий вторичного использования ресурсов / Л.А. Кудрявцева, O.A. Глухов // Моя профессия — инженер: материалы республиканской научно-практической конференции студентов и молодых ученых. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. - С. 67-70. (0,25/0,18).

16. Кудрявцева, Л.А. Использование древесных отходов как вторичное сырье / Л.А. Кудрявцева, O.A. Глухов, С.Я. Алибеков // Научному прогрессу -творчество молодых: сборник материалов Всероссийской научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. - С. 101. (0,06/0,03).

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д212.115.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, ПГТУ, ученому секретарю. Факс: (8362) 41-08-72.

Подписано в печать 27.11.2012: Бумага офсетная. Печать офсетная.

_Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 4978.

~ Редакционно-издательский центр

Поволжского государственного технологического университета 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Общие сведения о топливной древесине

1.2. Классификация древесных отходов

1.3. Сравнение древесного топлива с энергоносителями

1.4. Топливные гранулы и брикеты 1 б

1.5. Использования древесного топлива за рубежом

1.6. История развития науки о горении

1.7. Отечественные способы обработки и сжигания опилок

1.8. Слоевой способ сжигания древесного топлива

1.9. Выводы, цель и задачи исследования

Глава 2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТОПЛИВНЫХ ГРАНУЛ

2.1. Исходные предпосылки

2.2. Факторы, влияющие на процесс горения древесины

2.3. Стадийность процесса горения

2.4. Общее время горения древесных опилок и гранул

2.5. Коэффициент вариации данных наблюдений

2.6. Идентификация устойчивых законов

2.7. Модель динамики температуры горения опилок и гранул

2.8. Проверка адекватности модели

2.9. Выводы

Глава 3. МЕТОДИКА ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЛАБОРАТОРНЫХ

ЭКСПЕРИМЕНТОВ

3.1. Основные научно-методические положения

3.2. Образцы древесных опилок для сжигания

3.3. Прибор ОТМ для сжигания проб топлива

3.4. Методика экспериментов по сжиганию

3.5. Этапы горения образца в приборе ОТМ

3.6. Методика обработки результатов измерений

3.7. Выводы

Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ЛАБОРАТОРНЫХ

ЭКСПЕРИМЕНТОВ

4.1. Общие сведения

4.2. Показатели горения опилок и гранул

4.3. Влияние породного состава опилок

4.4. Влияние смеси пород

4.5. Влияние фракционного состава опилок

4.6. Влияние влажности опилок

4.7. Влияние коры на процесс горения опилок

4.8. Анализ параметров топливных гранул

4.9. Влияние коры на процесс горения топливных гранул

4.10. Сравнение гранул из различного древесного сырья

4.11. Сопоставление горения древесных опилок и гранул

4.12. Выводы

Глава 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ОПИЛОК

5.1. Общие сведения

5.2. Оценка ресурсов древесных опилок

5.3. Методика прогноза ресурсов древесных опилок

5.4. Методика оценки объемов производства топливных гранул

5.5. Экологический эффект от древесных топливных гранул

5.6. Экономический эффект от древесных опилок и гранул

5.7. Перспективы производства гранул в Республике Марий Эл

5.8. Размещение заводов по производству топливных гранул

5.9. Процесс подготовки древесных опилок для производства топливных гранул

5.10.Экономическая эффективность внедряемой технологии подготовки опилок 124 5.11. Выводы

Актуальность темы. Использование отходов лесозаготовок и первичной переработки древесины является в стране недостаточным. В частности, на лесных предприятиях образуется много опилок. Перспективной технологией является сбор, транспортировка, хранение, сепарация опилок и изготовление из них топливных гранул. о

Ежегодно в России образуется более 45 млн. м древесных отходов, из них более 2286 тыс. м3 - опилки, пригодные для производства топливных гранул. Особенно актуально производство топливных гранул на предприятиях лесного комплекса в лесных регионах. К таким регионам относится и Республика Марий Эл (РМЭ).

В стране для производства гранул используют примерно 48% объемов образующихся опилок, а на территории Республики Марий Эл эта доля составляет всего 10%, поэтому изучение свойств опилок для развития производства топливных гранул является актуальным.

Для производства качественных гранул необходимо уделять особое внимание предварительной подготовке опилок: сбору, хранению, сортировке, измельчению и сушке. Лесопильные предприятия не могут подготовить опилки для производства топливных гранул, поэтому необходима разработка транспортно-технологического участка.

Современные технологии энергетического использования древесных отходов ориентированны на экологически чистое сжигание, поэтому требуется изучение динамики низкотемпературного режима горения проб древесных опилок и гранул. А для этого необходимо изучать влияние влажности, фракционного и породного состава опилок на процессы горения, прежде всего, на динамику температуры горения.

Цель дисссртационной работы. Совершенствование технологии подготовки древесных опилок и обоснование состава топливных гранул на основе выявления закономерностей динамики температуры горения при сравнении проб опилок и гранул разной влажности, породного и фракционного состава применительно к условиям лесных предприятий Республики Марий Эл.

Результаты диссертации по паспорту специальности 05.21.01 относятся к областям научного исследования: п. 6 «Выбор технологий, оптимизация параметров процессов с учетом воздействия на смежные производственные процессы и окружающую среду» и п. 7 «Разработка технологий и систем машин, обеспечивающих комплексное использование древесного сырья и отходов в технологических и энергетических целях».

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. на основе обзора научно-технической и патентной литературы установить факторы, влияющие на состав гранул и параметры опилок;

2. разработать методику производственно-лабораторных экспериментов на приборе ОТМ для сжигания проб опилок и гранул;

3. провести эксперименты, выявить закономерности влияния фракционного состава, влажности и породы опилок на состав топливных гранул;

4. выбрать и экономически обосновать комплекс машин и оборудования для сбора, транспортировки, хранения и сепарации опилок на лесных предприятиях;

5. сравнить составы древесных опилок и гранул и оценить экономическую эффективность внедрения новой технологии подготовки опилок;

6. распределить новые производства гранул по РМЭ и оценить экологическую эффективность подготовки опилок на лесных предприятиях;

7. разработать технические решения на уровне изобретений и внедрить методики расчета в производственный и учебный процесс.

Объекты исследования. Объектами исследования являются древесные опилки от лесопильных цехов, а также древесные топливные гранулы от предприятий лесного комплекса Республики Марий Эл.

Предмет исследования. Технологические операции сбора, транспортировки, хранения и сепарации древесных опилок и закономерности динамики температуры горения проб опилок и топливных гранул в зависимости от влажности, породы и фракционного состава опилок.

Методы исследования. В процессе исследования были применены методы анализа технологических операций и систем машин, испытания проб опилок и гранул сжиганием по ГОСТ 12.1.044-89, подготовка древесных опилок по ГОСТ 16483.0-89, влажность проб определяли по ГОСТ 16483.771. Для оценки ресурсов древесных опилок от лесопиления и размещения заводов по изготовлению топливных гранул использован нормативно-расчетный метод. Методы статистического моделирования, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна. Разработаны способы обоснования состава топливных гранул испытаниями древесных опилок по температуре сгорания (№ 2406079), воспламеняемости (№ 2416793) и их горючести (патент № 2449272). Для обоснования высококачественных топливных гранул получены статистические модели динамики температуры горения древесных опилок и гранул разного состава. Установлены зависимости влияния влажности, фракционного и породного состава частиц опилок на свойства топливных гранул.

Положения, выносимые на защиту:

1) методика испытания на приборе ОТМ проб древесных опилок разной влажности, фракционного и породного состава (патенты № 2406079, 2416793 и 2449272), отличающихся динамикой измерений;

2) результаты производственных испытаний и статистические модели для обоснования состава гранул разного сорта по породному и фракционному составу древесных опилок;

3) сравнение результатов испытаний, технико-экономическое обоснование комплекса машин и оборудования для подготовки древесных опилок, прогноз до 2018 г. ресурсов древесных опилок и схема размещения предприятий топливных гранул на территории РМЭ.

Достоверность выводов и результатов исследований. Научные положения и выводы, изложенные в работе, отражают физико-технологическую сущность горения опилок и гранул, базируются на законах теории горения и методах математической статистики. Достоверность выполненных исследований подтверждается: экспериментами с погрешностью до 5%; доверительной вероятностью не менее 80% у полученных закономерностей динамики температуры горения древесных опилок и гранул.

Практическая значимость работы. Разработаны способы испытаний древесных материалов по температуре сгорания и лесных горючих материалов на воспламеняемость и горючесть, защищенные патентами РФ. Определены доступные ресурсы древесных опилок, образующихся в Республике Марий Эл, которые сравнены с ресурсами опилок Российской Федерации и Приволжского федерального округа, составлен прогноз до 2018 г. ресурсов опилок и оценен их энергетический потенциал. Выявлен объем производства топливных гранул в РМЭ и составлена карта-схема размещения предприятий по их изготовлению. Разработана схема технологической линии подготовки древесных опилок для производства топливных гранул. Разработаны технические условия на древесные топливные гранулы.

Личное участие автора в получении результатов. Состоит в разработке методики и проведении экспериментов, обработке полученных результатов, анализе выявленных закономерностей и формулировке выводов. При участии автора разработаны способ испытаний древесных материалов по температуре сгорания по патенту № 2406079, способ испытаний лесных горючих материалов на воспламеняемость по патенту № 2416793, способ испытания древесных материалов на горючесть по патенту № 2449272. Автором проведены экономическая и экологическая оценки разработанной технологии подготовки древесных опилок для производства топливных гранул, составлена схема размещения новых предприятий по производству топливных гранул, разработаны технические условия на древесные топливные гранулы.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на VIII международной научно-практической конференции «Научная мысль информационного века - 2012» (Польша, Пшемысль, 2012 г.); научно-технической конференции «Исследования. Технологии. Инновации» (Йошкар-Ола, 2011 г.); научно-технических конференциях МарГТУ «Наука в условиях современности» (Йошкар-Ола, 2007, 2009, 2011, 2012 гг.); всероссийской научной конференции с международным участием «Одиннадцатые Вавиловские чтения» (Москва - Йошкар-Ола, 2008 г.); международной молодежной научной конференции «XV Туполевские чтения» (Казань, 2007 г.); всероссийской научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодых» (Йошкар-Ола, 2007 г.); республиканской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Моя профессия - инженер» (Йошкар-Ола, 2007 г.). Серебряная медаль на XIV Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед-2011».

Реализация результатов работы. Результаты исследований были внедрены на ООО «Русский Пеллет», Министерство лесного хозяйства РМЭ, ИП Яковлев, ГУ СЭУ ФПС ИПЛ по РМЭ, а также в учебный процесс студентов специальности 280101.65 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» и направления подготовки бакалавров 280700.62 «Техносферная безопасность».

Публикации. Основные результаты опубликованы в 16 работах объемом 5,05 п.л., авторский вклад 2,94 п.л., в т.ч. 4 статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ (2,01 п.л.), авторский вклад - 60%, 3 патента на изобретения (5,51 п.л.), авторский вклад - 50%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы из 226 наименований, из них 26 на иностранном языке. Диссертация содержит 152 страницы машинописного текста, 68 иллюстраций, 33 таблицы, а также 9 приложений.

Основные выводы и рекомендации

Выявление закономерностей динамики температуры горения проб древесных опилок и гранул разной влажности, пород и фракционного состава является актуальной задачей и имеет существенное значение для совершенствования технологии подготовки древесных опилок и обоснования состава топливных гранул. Теоретические и экспериментальные исследования по теме диссертации позволили сформулировать следующие научные выводы и рекомендации производству.

Научные выводы

1. Влажность и фракционный состав проб опилок влияют на зольность, максимальную температуру и время горения с коэффициентом корреляции выше 0,87. Математические модели процесса горения с волновыми составляющими и без них имеют коэффициент корреляции выше 0,97, поэтому они применимы для анализа температуры горения опилок и гранул. При этом детерминированная модель проще по конструкции и рекомендуется для производства.

2. Наибольшие температуру и время горения, а также наименьшую зольность имеют древесные опилки с размерами частиц 1-4 мм. Сосновые опилки этой фракции имеют зольность 0,42-0,49, липовые 0,40-0,60 и березовые 0,81-0,84%. Сосновые опилки размерами менее 1 мм имеют зольность 0,22-0,30, 1-2 мм - 0,26-0,29, 2-4 мм - 0,15-0,27 и более 4 мм - 0,49-0,50%. Сосновые и липовые опилки в соотношении 50/50% имеют зольность 0,460,71%. С увеличением доли лиственных пород в образце зольность повышается на 12-25%.

3. С повышением влажности с 6,0 до 27,0% объем образовавшихся топочных газов уменьшается на 14,6%, а количество в них водяных паров увеличивается на 12,8%. Расчетная теплоемкость отходящих газов снижается на 33,0% при увеличении влажности с 6,0 до 10,6% и на 72,0% при влажности 27,0%.

4. Содержание коры сильно влияет на зольность опилок и гранул. Опилки с содержанием коры менее 1% имеют зольность 0,42-0,49%, с содержанием коры 5-10% зольность составляет 0,83-1,01%. У гранул с содержанием коры 5-10% зольность выше в 2,5 раза по сравнению с гранулами без коры и составляет 1,00-1,02%, а с содержанием коры 15-20% - в 4,5 раза, что составляет 1,81-1,83%. Гранулы с содержанием коры до 1% имеют зольность менее 0,50%. Максимальная доля коры в опилках должна быть не более 5%, а для этого требуется сортировка опилок от коры.

5. Продолжительность стадий выхода, воспламенения и горения летучих веществ у топливных гранул в 4 раза больше, чем у опилок, а время выгорания углеродного остатка - в 1,5 раза. Максимальная температура горения гранул достигает 735°С и это на 20% выше, чем у опилок. Полное время горения гранул в 1,75 раза больше, чем у опилок. Расчетная теплоемкость отходящих газов сосновых опилок 17,20-19,85, гранул - 18,30-21,73 Дж/моль°С.

6. Ресурсы опилок в 2010 г. составили в РФ - 2286, РМЭ - 19,2 тыс. м3. К 2018 году объем опилок в РФ в соответствии со Стратегией развития лесного комплекса РФ составит 4654,3 тыс. м3 прирос 103,6% к 2010 г. К 2018 г. объем опилок в РМЭ по Лесному плану РМЭ составит 31,0 тыс. м , прирост 61,5% к 2010 г. Без инноваций и новых производств в первичной обработке древесины РМЭ отстанет по темпам развития к 2018 г. в 1,7 раза. Поэтому требуется построить новые заводы по изготовлению гранул с ростом 121,3 раза. Для этого разработана схема размещения предприятий по производству гранул в РМЭ.

7. Республика Марий Эл имеет потенциал производства топливных гранул - 5975 т/год, что соответствует 26890 Гкал. Потребление 5975 т гранул в год заменяет 12355 т дров, 5444 т угля, 2526 т мазута или 2378 т дизельного топлива. При этом уменьшение вредных выбросов от замены угля топливными гранулами составит 16549,4 т/г СО2 и 87,1 т/г 802; мазута -7863,3 т/г С02 и 50,5 т/г Б02; дизельного топлива - 7419,7 т/г С02 и 11,9 т/г 802. Сокращение загрязнения почвы угольным шлаком составит 1090 т/год.

8. Ожидаемый экономический эффект от замены мазута древесными гранулами составит 2,36-5,54 млн. руб., дизельного топлива - 35,92^40,12 млн. руб.

9. Разработана схема технологической линии процесса подготовки опио лок для производства топливных гранул. Требуемый объем опилок 79360 м в год, влажность не более 45-60%. Капитальные вложения в основные средства составят 7408,50 тыс. руб., чистая прибыль 4209,98 тыс. руб., срок окупаемости проектируемой линии 21 месяц.

Рекомендации производству

1. Испытания древесных опилок рекомендуется проводить по способам патентов № 2406079, 2416793 и 2449272. Это позволит узнать о свойствах древесных гранул и опилок для их производства.

2. Для получения топливных гранул высокого качества необходима подготовка опилок: уменьшение влажности, сортировка по размерам частиц и по породам древесины. Перед прессованием древесные отходы измельчают до размеров частиц не более 1-4 мм, высушивают до влажности 8-10%. Гранулы первого сорта изготовляют из опилок хвойных пород, содержание коры не более 0,5% по массе, зольность сырья менее 0,5%. Гранулы второго сорта изготовляют из опилок хвойных пород не менее 60% и лиственных пород не более 40% по массе. Содержание коры не более 5% по массе, зольность сырья менее 1%. Гранулы третьего сорта (промышленные) изготовляют из опилок хвойных пород не менее 60% и лиственных пород не более 40% по массе. Содержание коры в них не более 20% по массе, зольность сырья менее 3%.

3. Новые производства древесных гранул в РМЭ необходимы в Киле-марском, Звениговском и Моркинском районах. Заводы по изготовлению гранул мощностью 2 т/ч потребуют поставки опилок в 5,6 т/ч при их влажности 50%.

1. Авштолис В.И. Брикеты и пеллеты из древесных отходов с точки зрения бизнеса. Что выгоднее? Электронный ресурс. Режим доступа: www/URL: http://bioresurs.com (дата обращения: 07.09.2011).

2. Азаров В.И., Буров A.B., Оболенская A.B. Химия древесины и синтетических полимеров: учебник для вузов. СПб.: СПбЛТА, 1999. 628 с.

3. Аким Э.Л. Научные проблемы получения и использования биотоплива и научное сопровождение программы крупнотоннажного производства биотоплива на Северо-Западе России // Возобновляемая энергия: ежеквартальный информационный бюллетень. 2005. янв. С. 8-10.

4. Асеева P.M., Серков Б.Б., Сивенков А.Б., Дегтярев Р.В., Круглов Е.Ю., Тарасов Н.И. Тепловыделение древесины различного эксплуатационного возраста // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2010. № 5. С.139-143.

5. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: учеб. пособие для химико-технологических вузов. М.: Высш. Шк., 1978.319 с.

6. Ахтямов Ф.Г. Пути и решения использования древесных отходов (биомассы) в промышленной и коммунальной теплоэнергетике // Вестник энергосбережения Южного Урала. 2003. № 3(10).

7. Бабкина А. Биотопливо решение проблем XXI века // Лесной эксперт. 2007. № 3. С. 3-12.

8. Баратов А.Н., Андрианов P.A., Крольченко А.Я. и др. Пожарная опасность строительных материалов. М.: Стройиздат, 1988. 380 с.

9. Батенин В.М., Бессмертных A.B., Зайченко В.М., Косов В.Ф., Си-нелыциков В.А. Термические методы переработки древесины и торфа в энергетических целях // Теплоэнергетика. 2010. № 11. С. 36-42.

10. Баранов К. Деньги из опилок // Лесная индустрия. 2010. № 6(38). С.30-33.

11. Соуфер С., Заборски О. Биомасса как источник энергии. М.: Мир, 1985.

12. Биоэнергетика в Европе // Дерево.Яи. 2008. № 1. С. 42-45.

13. Богданович Н.И., Солянов В.П., Пиялкин В.Н. О влиянии температуры на выход и состав продуктов пиролиза // Известия ВУЗ. Лесной журнал. 1972. №4. С. 128-130.

14. Божко А. Традиционному топливу есть альтернатива // Новости теплоснабжения. 2003. № 10. С. 28-30.

15. Бойко Е.А. Комплексный термический анализ твердых органических топлив: моногр. (2-е издание, перераб. и доп.). Красноярск, 2006. 407 с.

16. Бойлс Д. Биоэнергия: технология, термодинамика, издержки. М.: Агропромиздат, 1987. 152 с.

17. Боровиков А.М., Ушлев Б.И. Справочник по древесине. М.: Лесная промышленность, 1989. 296 с.

18. Борушко Н.П., Герман М.Л., Цедик В.А. Перспективы производства и использования древесных пеллет в РБ // Электронный журнал «ЭСКО». 2008. № 4. Режим доступа: www/URL: http://www.esco-ecosys.ru/20084 (дата обращения: 29.10.2009).

19. Булдаков Ф.В., Медведев H.A. Вопросы государственной поддержки биоэнергетических проектов // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2008. №2. С. 175-176.

20. Булдаков Ф.В. Основные вопросы организации производства топливных древесных гранул // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2008. № 5. С. 69-70.

21. Бурдуков А.П., Попов В.И., Федосенко В.Д. Исследование динамики горения частиц малолетучих топлив на основе измерения «термометрической» и цветовой температуры // Физика горения и взрыва. 1999. № 5. С. 27-30.

22. Бухман C.B., Крылова Н.П. Время выхода летучих при горении частиц натурального твердого топлива // Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Алма-Аты: Изд. АН Каз.ССР, 1965. С. 30-35.

23. Быстров А.Ф. Основы для эффективного использования древесных отходов деревообрабатывающего предприятия // Деревообрабатывающая промышленность. 1999. № 5. С. 27-28.

24. Васин Б. Технология производства топливных гранул. Часть III // Дерево-Ru. 2007. № 6. С. 38-39.

25. Ведяпин К. Биоэнергетика в Северной Америке // ДеревоДи. 2008. №2. С. 40-41.

26. Вильяме Ф.А. Теория горения. М.: Наука. 1971. 615 с.

27. Волынский В. Измельченная древесина: разновидности, области применения, способы получения // Леспроминформ. 2011. № 7 (81). С. 110-113.

28. Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах: сб. статей под ред. Г.Ф. Кнорре. М.: Государственное Энергетическое Издательство. 1958. 330 с.

29. Вулис JI.A Тепловой режим горения. М.: Госэнергоиздат. 1954. 288 с.

30. Гелес И.С., Коржицкая З.А. Биомасса дерева и ее использование. Петрозаводск. 1992. 230 с.

31. Гелетуха Г.Г., Железная Т.А. Государственное регулирование развития биоэнергетики в странах Европы и США. Часть 2 // Промышленная теплотехника. 2002. Т.24. № 5. С.78-86.

32. Герасимов Ю., Каръялайнен Т. Ресурсы древесного топлива Северо-запада России // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2010. № 4. С. 12-13.

33. Головков С.И., Коперин И.Ф., Найденов В.И. Энергетическое использование древесных отходов. М.: Лесная промышленность, 1987. 224 с.

34. Голубев Л.Г. Древесиноведение. Казань: Изд-во КГТУ, 2000. 64 с.

35. ГОСТ 11022-95 (ИСО 1171-97). Топливо твердое минеральное. Методы определения зольности. Введ. 01.01.1997. М.: Стандартинформ, 2006. 6 с.

36. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. Введ. 01.01.1991. М.: Изд-во стандартов, 1991. 52 с.

37. ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям. Введ. 01.07.1990. М.: Изд-во стандартов, 1999. 10 с.

38. ГОСТ 16483.7-71. Древесина. Методы определения влажности. Введ. 01.01.1973. М.: Стандартинформ, 2006. 3 с.

39. ГОСТ 17462-84. Продукция лесозаготовительной промышленности. Термины и определения. Введ. 01.01.1986. М.: Изд-во стандартов, 2000. 11 с.

40. ГОСТ 6382-2001 (ИСО 562-98). Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода летучих веществ. Введ. 01.01.2003. М.: Изд-во стандартов, 2003. 16 с.

41. ГОСТ 745-2003. Фольга алюминиевая для упаковки. Технические условия. Введ. 01.09.2003. М.: Изд-во стандартов, 2004. 21 с.

42. ГОСТ 8.423-81. Государственная система обеспечения единства измерений. Секундомеры механические. Методы и средства поверки. Введ. 01.07.1982. М.: Гос. комитет СССР по стандартам, 1981. 11 с.

43. ГОСТ Р 52808-2007. Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Термины и определения. Введ. 01.01.2009. М.: Стандартинформ, 2008. 15 с.

44. ГОСТ Р 8.585-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования. Введ. 01.07.2002. М.: Изд-во стандартов, 2002. 84 с.

45. ГОСТ Р 54219-2010. Биотопливо твердое. Термины и определения. Введ. 23.12.2010. М.: Стандартинформ, 2010. 27 с.

46. ГОСТ Р 54220 2010. Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 1. Общие требования. Введ. 23.12.2010. М.: Стандартинформ, 2010. 51 с.

47. ГОСТ Р 54184-2010. Биотопливо твердое. Определение выхода летучих веществ. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 7 с.

48. ГОСТ Р 54185-2010. Биотопливо твердое. Определение Зольности. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 5 с.

49. ГОСТ Р 54186-2010. Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 1. Общая влага. Стандартный метод. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 51 с.

50. ГОСТ Р 54192-2010. Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 2. Общая влага. Ускоренный метод. Введ. 01.07.2012.

51. М.: Стандартинформ, 2010. 27 с.

52. ГОСТ Р 54211-2010. Биотопливо твердое. Определение содержания влаги высушиванием. Часть 3. Влага аналитическая. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 4 с.

53. ГОСТР 54188-2010. Биотопливо твердое. Определение гранулометрического состава. Часть 1. Метод ситового анализа на плоских ситах с размером отверстий 3,15 мм и более. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 7 с.

54. ГОСТ Р 54191-2010. Биотопливо твердое. Определение насыпной плотности. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 7 с.

55. ГОСТ Р 54215-2010. Биотопливо твердое. Определение содержания общей серы и хлора. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 7 с.

56. ГОСТ Р 54216-2010. Биотопливо твердое. Определение углерода, водорода и азота инструментальными методами. Введ. 01.07.2012. М.: Стандартинформ, 2010. 7 с.

57. Грачев А.Н., Башкиров В.Н., Сафин Р.Г. Использование методов приближения при моделировании процесса термической переработки древесных отходов // Химия и химическая технология. 2004. Т. 47. №10. С. 137-140.

58. Грачев А.Н., Башкиров В.Н., Сафин Р.Г. К расчету состава дымовых газов при сжигании древесных отходов // Аннотации сообщений научной сессии КГТУ. Казань. 2003. С. 116.

59. Грачев А.Н., Сафин Р.Г., Валеев И.А., Кайнов П.А., Башкиров В.Н.,

60. Термическая утилизация отходов предприятий деревообрабатывающей отрасли // Вести. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2008. № 4. С. 71-76.

61. Гришин A.M. Общая физико-математическая модель зажигания и горения древесины // Вестн. Томск, гос. ун-та. Матем. и мех. 2010. № 2. 60-70.

62. Гришковец Е. Высокоотходный бизнес // Коммерсантъ. 2006. 4 апр. №58. С. 20.

63. Гусаров В.М. Статистика. Учеб. пособие для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 463 с.

64. Гусева Э. Перспективы использования биотоплива // Технологии безопасности & инженерные системы. 2005. № 4. С. 82-83.

65. Дефолт своими руками // Алтайская правда. 2009. 7 мар. С. 3-4.

66. Драйздейл Д. Введение в динамику пожаров. М.: Стройиздат, 1990.424 с.

67. Древесные гранулы производят из любой породы // The Bioenergy international. 2007. №1. С. 10-11.

68. Европейский опыт использования древесины для теплоснабжения // Коммунальное хозяйство. 2008. № 2 (10), февраль. С. 30-33.

69. Жуков Е.Б., Иващенко И.П., Симанов В.И., Фурсов И.Д. Исследование процессов новых технологий сжигания органических топлив // Материалы межвузовской научно-практической конференции «Проблемы качества в XXI веке». Барнаул, АлтГТУ. 2001.

70. Закржевский В.И., Халтурина Н.В. Барьеры на пути развития биоэнергетики в Северо-Западном регионе России // Возобновляемая энергия: ежеквартальный информационный. 2005. янв. С. 15.

71. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б., Махвиладзе Г.М. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука. 1980. 478 с.

72. Иванкин А.Н., Неклюдов А.Д., Горбунова Н.А., Бабурина М.И., Горохов

73. Д.Г. Биотопливо из возобновляемого сырья: перспективы производства и потребления // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2008. № 6. С. 91-96.

74. Информационно-аналитическая система «БизнесИнфоРесурс» (БИР-Аналитик) // Агентство экономической информации «ПРАЙМ». www/URL: http://bir.lprime.ru (дата обращения: 14.11.2011).

75. Использование вторичного сырья и отходов в производстве (отечественный и зарубежный опыт, эффективность и тенденции) / под ред. В.Н. Ксинтариса и Я.А. Рекитара. М.: Экономика, 1983. 168 с.

76. Использование низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок: Справочник / под ред. Ф.И. Коперина. М.: Лесная промышленность, 1970. 247 с.

77. Исьемин Р.Л., Кузьмин С.Н., Коняхин В.В., Михалёв A.B., Зорин А.Т., Прокопчик А.П. Исследование сжигания агропеллет в кипящем слое // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. Том 2. 2008. № 2(12). С. 20-24.

78. Каменецкий Б.Я. Расчет теплообмена в топках котлов при слоевом сжигании топлива// Теплоэнергетика. 2008. № 5. С. 75-77.

79. Кардакова Р.В., Чернякевич Л.М., Березин А.Я. Оценка эффективности инвестиционного проекта на предприятиях лесопромышленного комплекса: Учеб. пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2003.68 с.

80. Карпачев С.П., Щербаков E.H., Приоров Г.Е. Современное состояние и перспективы развития биоэнергетики на основе переработки древесных отходов // Лесопромышленник. 2008. № 3(47), сентябрь октябрь. С. 31-32.

81. Кнорре Г.Ф., Арефьев K.M., Блох А.Г., Нахапетян Е.А. Теория топочных процессов. Москва-Ленинград: Энергия, 1966. 491 с.

82. Кожухов Н.И., Сазанова Е.В. Вопросы ресурсосбережения и использования кусковых отходов лесопиления // Лесной журнал. 2000. № 1.

83. Козлов В.Н. Пиролиз древесины. М.: Издательство АН СССР, 1952.279 с.

84. Козлов Д. Технология производства топливных гранул. Часть I // Дерево.Ш!. 2007. № 4. С. 42-46.

85. Ширнин Ю.А., Романов Е.М., Чернякевич Л.М. и др. Концепция развития лесного комплекса Поволжья до 2010 года. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. 58 с.

86. Концепция развития лесного комплекса Республики Марий Эл до 2010 года: одобрена пост. Правит. Республики Марий Эл от 26.10.2006 № 221. луут.ЦКЬ: http://gov.mari.ru/lawdocs/govdecrees/2006/061026221.djvu (дата обращения: 15.03.2010).

87. Коробов В.В., Рушнов Н.П. Комплексное использование древесины. М.: Лесная промышленность, 1981. 88 с.

88. Коробов В.В., Рушнов Н.П. Переработка низкокачественного сырья (проблемы безотходной технологии). М.: Экология, 1991. 288 с.

89. Коротаев Э.И., Клименко М.И. Использование древесных опилок. М.: Лесная промышленность, 1974. 142 с.

90. Корчунов Ю.Н. Кинетика суммарного процесса термического разложения древесины, целлюлозы и лигнина // Гидролизация и лесохимическая промышленность. 1969. № 7. С. 10-12.

91. Корякин В.И. Термическое разложение древесины: изд. 2-е, пераб. и доп. М.: Гослесбумиздат, 1962. 294 с.

92. Кувик Т.Е. Физико-химические процессы протекающие в древесине при интенсивном нагреве // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2010. №4. С. 115-118.

93. Кудрявцева Л.А., Мазуркин П.М. Изучение закономерности роста температуры горения древесных опилок // Альтернативная энергетика и экология. 2009. № 9. С. 114-116.

94. Кудрявцева Л.А., Мазуркин П.М. Изучение закономерности спада температуры горения древесных опилок // Современные проблемы науки иобразования. 2009. № 6. С. 85-90.

95. Кудрявцева JI.A., Мазуркин П.М. Изучение особенностей горения древесных опилок // Вопросы современной науки и практики: Университет им. В.И. Вернадского. 2009. № 9(23). С. 8-12.

96. Кудрявцева JI.A., Глухов O.A. Исторические этапы развития технологий вторичного использования ресурсов // Моя профессия инженер: материалы республиканской научно-практической конференции студентов и молодых ученых. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. С. 67-70.

97. Кудрявцева JI.A. Особенности горения древесных опилок // Наука в условиях современности: сб. статей ППС, докторантов, аспирантов и студентов МарГТУ по итогам научно-техн. конф. в 2009 г. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2009. С. 77-80.

98. Кудрявцева JI.A., Мазуркин П.М. Сравнение эффективности горения древесных опилок с химическими добавками // Естественные и технические науки. 2009. № 3. С. 103-109.

99. Кузин Ф.А. Кандидатская диссертация. Методика написания, правила оформления и порядок защиты: Практическое пособие для аспирантов исоискателей ученой степени. М.: Ось-89, 2011. 224 с.

100. Кусаинова Ж. Биотопливо как альтернатива // Лесной эксперт. 2005. №4. С. 18-19.

101. Кусаинова Ж. Все отходы в дело // Лесной эксперт. 2005. №4. С. 22-23.

102. Лавров Н.В., Шурыгин А.П. Введение в теорию горения и газификации топлива. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 215 с.

103. Ларин В.И. Состояние и перспективы применения возобновляемых источников энергии в России. Аналитический обзор // Электронный журнал «ЭСКО». www/URL: http://www.esco-ecosys.ru/20094/artl54.pdf (дата обращения: 29.10.2009).

104. Лебедев В.В., Михайлов В.В., Мухин А.Н. Исследование процесса псевдоожижения древесных гранул для различных по высоте зернистых слоев // Теплоэнергетика. 2008. № 6. С. 74—77.

105. Левин А.Б., Суханов B.C. Современное состояние энергетического хозяйства ЛПК России. Часть I // Дерево.Яи. 2008. №4. С. 46-51.

106. Левин А.Б. Топливный ресурс лесной биоэнергетики РФ // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2010. № 4. С. 30-37.

107. Ш.Левин А.Б., Суханов B.C., Шереметьев Д.В. Энергетический потенциал топливного ресурса лесной биоэнергетики РФ // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2010. № 4. С. 37-42.

108. Семенов Ю.П. и др. Лесная биоэнергетика: учеб. пособие. М.: Изд-во МГУЛ, 2008. 348 с.

109. Лесной кодекс Российской Федерации: Федер. закон от 04.12.2006 № 200-ФЗ // Собр. законодательства РФ. 2006. № 50 (11 дек.).

110. Лесной план Республики Марий Эл / Министерство лесного хозяйства Республики Марий Эл. www/URL: http://portal.mari.ru/minles/DocLib7/Forms/ Allltems (дата обращения: 03.09.2011).

111. Лине К., Жоссар Ж-М., Грасси Д. Биоэнергетика и ее потенциал в энергетическом секторе России // Возобновляемая энергия: ежеквартальный информационный бюллетень. 2005. янв. С. 2-7.

112. Литовкин В.В., Бутовский Л.С., Антонович A.B., Грановская Е.А. Сжигание растительных отходов по технологии «движущийся кипящий слой» // Лес и бизнес. 2008. фев. С. 52-54.

113. Лосицкий В.Ф. Использование древесных отходов в производстве // Деревообрабатывающая промышленность. 1992. №1. С. 10.

114. Любов В.К., Горюнов В.В. Результаты исследования эффективности работы цеха по производству древесных гранул // Лесной журнал. 2009. № 5. С. 135-145.

115. Любов В.К. Экспериментальное исследование воспламенения и горения частиц твердого топлива // Лесной журнал. 2008. № 2. С. 140-148.

116. Любов В.К. Энергетическое использование биотоплива: учеб. пособие. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. 156 с.

117. Лямин В.А. Влияние измельчения древесины на выход продуктов при газификации // Лесохимическая промышленность. 1940. № 8. С. 34-38.

118. Лямин В.А. Газификация мелкой щепы различной влажности // Гидролизная и лесохимическая промышленность. 1962. С. 8-11.

119. Мазуркин П.М. Лесоаграрная Россия и мировая динамика лесопользования. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. 334 с.

120. Мазуркин П.М. Биотехническое проектирование: справочно-методическое пособие. Йошкар-Ола: МарПИ, 1994. 348 с.

121. Мазуркин П.М. Лесная аренда и рациональное лесопользование: научное издание. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. 524 с.

122. Мазуркин П.М., Филонов A.C. Математическое моделирование. Идентификация однофакторных статистических закономерностей: учеб. пособие. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. 326 с.

123. Мазуркин П.М. Статистическое моделирование. Эвристико-математический подход. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2001. 100 с.

124. Марголин А.Д., Крупки В.Г. Теория гетерогенного воспламенения заостренных тел в турбулентом потоке газообразного окислителя // Горение конденсированных систем. Черноголовка, 1986. С. 105-108.

125. Методика расчёта объёмов образования отходов. Отходы деревообработки МРО-5-99 // Инженерно Технический Центр «Компьютерный Экологический Сервис», Центр обеспечения экологического контроля. СПб, 1999. 5 с.

126. Монахов В.Т. Методы исследования пожарной опасности вещества. М.: Химия, 1979. 422 с.

127. Мухутдинов А.Р., Любимов П.Е. Применение нейросетевой модели для выявления особенностей и закономерностей процесса горения твердого топлива // Теплоэнергетика. 2010. № 4. С. 59-63.

128. Мюллер, О.Д., Малыгин В.И., Харитоненко В.Т. Перспективы использования древесных отходов в муниципальной энергетике Архангельской области // Лесной журнал. 2010. № 4. С. 60-69.

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

130. Николаев В.И. Поведение частицы твердого топлива в процессе горения // Сборник «Исследование процессов горения натурального топлива» под общ. ред. Г. Ф. Кнорре. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1948.

131. Обзор современных технологий использования биомассы / Интер-соларцентр, Москва. 2002. 61 с.

132. Олейник Е. Европейский опыт использования древесины для теплоснабжения // Коммунальное хозяйство. 2008. № 2(10). С. 30-33.

133. Орлов A.A., Корчук Ю.А. Использование древесных отходов с различной влажностью в качестве топлива // VIII мн. науч.-техн. конференция "Лес-2006", БГИТА. www/URL: http://science-bsea.narod.ru/2007/les2007/ orlov ispolz.htm (дата обращения: 27.09.2011).

134. Осипов В. Тепло для лесных поселков // Лесная индустрия. 2010. № 2(34). С. 42-43.

135. Основы технологии производства топливных гранул Теплоэнергетической компании «ТЕКО-ЛТД». www/URL: http://www.rosteplo.ru/Techsta1/stat shablon.php?id=417 (дата обращения: 15.10.2011).

136. Оценка параметров и свойств гранулированного биотоплива, гранулирование опилок. www/URL: http://www.ecoross.com/index.php7icN130 (дата обращения: 07.02.2012).

137. Парика М. Древесное топливо энергетический ресурс для завтрашней Европы // Биоэнергетика 2004 - Стандартизация и классификация от леса до производства энергии, 15-16 июня 2004 г., СПб, 2004.

138. Померанцев В.В., Арефьев K.M., Рундыгин Ю.А., Шестаков С.М. Основы практической теории горения: учеб. пособие. JL, «Энергия», 1973.311 с.

139. Помялова А. От дерева к топливу // Дерево.Пи. 2007. № 3. С. 18-20.

140. Попель О.С., Реутов Б.Ф., Антропов А.П. Перспективные направления использования возобновляемых источников энергии в централизованнойи автономной энергетике // Теплоэнергетика. 2010. № 11. С. 2-11.

141. Попель О.С. Перспективы развития возобновляемых источников энергии: обобщенные показатели // Энергия: экономика, техника, экология. 2007. №3. С. 6-11.

142. PELLETS древесные топливные гранулы // Промышленный вестник Карелии. 2003. № 49.

143. Ракитова О.С. Где искать отходы // The Bioenergy international Меж-дунар. биоэнергетика. 2008. № 2, июнь. С. 18-19.

144. Ракитова О.С., Овсянко А.Д., Александрова С.Е. Древесная топливная гранула в России и СНГ: справочник. СПб.: НП "Конфедерация ЛПК Северо-Запада", Биотопливный портал Wood-pellets.com, 2005. 124 с.

145. Рассев А.И. Некоторые проблемы использования отходов деревообработки в производстве топливных гранул // Биоэнергетика. 2007. № 2(7). С.40-41.

146. Резняков А.Б., Басина И.П., Бухман C.B. и др. Горение натурального твердого топлива. Алма-Ата: Наука, 1968. 409 с.

147. Республика Марий Эл в цифрах. 2011: краткий стат. сб. / Мари-стат. Йошкар-Ола, 2011. 339 с.

148. Республиканская целевая программа "Развитие теплоэнергетического комплекса республики Марий Эл на 2004 2010 годы": утв. Законом Республики Марий Эл от 23.06.2004 г. N 23-3 // Собр. законодательства РМЭ. 2004. № 7 (ч. 1).

149. Решения и технологии для сжигания древесных отходов // Дере-bo.Ru. 2008. № 4. С. 200-201.

150. Рябов Г.А., Литун Д.С., Дик Э.П., Земсков К.А. Перспективы и проблемы использования биомассы и отходов для производства тепла и энергии //

151. Теплоэнергетика. 2006. № 7. С. 61-66.

152. Сапожникова Т.А. Создание малоотходных технологий переработки древесины и обеспечение возможности эффективного использования вторичного сырья // Деревообрабатывающая промышленность. 2001. № 2. С.94-95.

153. Сафонов А.О., Трещева O.A. Модернизация технологического комплекса ABM 1,5 для производства топливных гранул из древесного сырья т. // Деревообрабатывающая промышленность. 2009. № 3. С. 14-17.

154. Семенов А. Объем сырья для производства гранул // Дерево.Яи. 2008. №3. С. 36-39.

155. Семенов А. Объем сырья для производства древесных топливных гранул // Лес и бизнес. 2008. № 6. С. 60-64.

156. Сендецкий В. Вторичные древесные ресурсы // Дерево.Яи. 2008. №4. С. 196-199.

157. Сендецкий В. Идеология создания производства ДТГ. Часть II // Дерево.Яи. 2007. № 2. С. 38-39.

158. Сеппала Я. Трудности роста. Российский леспром зависит от динамики внешних рынков // Леспром информ. 2011. № 3(77). С. 84-87.

159. Силин В.Е., Рыжков А.Ф. Режимы низкотемпературного горения древесного топлива для современных энергоустановок // Теплоэнергетика. 2008. №8. С. 65-71.

160. Скорикова Л.А., Мазуркин П.М. Динамика температуры горения древесных опилок при испытании сжиганием // Вестник КГТУ. 2011. № 7. С. 58—61.

161. Скорикова Л.А. Теплофизические свойства топливных гранул // Исследования. Технологии. Инновации: сб. статей ППС, докторантов, аспирантов и студентов МарГТУ по итогам научно-техн. конф. в 2011 г. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2011. С. 332-335.

162. Скрябин В.И. Теплотехника. M.: ВНТИЦ, 2002. № 50200200706.

163. Сполдинг Д.Б. Основы теории горения. Москва-Ленинград: ГЭИ, 1959. 321 с.

164. Справочник потребителя биотоплива / под ред. Виллу Вареса и Ивана Клевцова. Таллинн: Таллиннский технический университет, 2005.

165. Суханов B.C. Модернизация лесозаготовительной промышленности -ключ к развитию глубокой переработки древесины в ЛПК России // Деревообрабатывающая промышленность. 2011. № 1. С. 2-5.

166. Суханов B.C., Левин А.Б. Отходы лесного комплекса // Дерево.Яи. 2008. №3. С. 152-154.

167. Суханов B.C. Роль биоэнергетики в повышении эффективности работы лесопромышленного комплекса России // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2010. № 4. С. 5-12.

168. А.Н. Грачев и др. Термохимическая переработка древесины методом быстрого пиролиза // Деревообрабатывающая промышленность. 2009. №3. С. 21-24.

169. Технико-коммерческое предложение на строительство завода по производству древесных топливных гранул (пеллет) производительностью 78 тонн в час и теплоэлектростанции мощностью 6 мВт / ГарантПлюс, Москва. 2010. 64 с.

170. Тиайнен B.C. Отходы в доходы! www/URL: http://teco.karelia.ru (дата обращения: 12.03.2011).

171. Тиайнен B.C. Преимущества прессованного биотоплива: топливные гранулы и брикеты www/URL: http://teco.karelia.ru (дата обращения: 12.03.2011).

172. Тиайнен B.C. Экономические аспекты использования отходов лесопользования // Возобновляемая энергия: ежеквартальный информационный бюллетень. 2005. янв. С. 11-14.

173. Тиайнен B.C. Эффективное сжигание биотоплива один из способов получения прибыли от утилизации отходов лесопиления / B.C. Тиайнен. www/URL:http://www.c-o-k.ru/showtext/?id=423&from=online (дата обращения: 21.03.2011).

174. Тимербаев Н.Ф., Сафин Р.Г., Башкиров В.Н. Исследование процесса сжигания древесных отходов // Аннотации сообщений научной сессии. Казань, КГТУ. 2004. С. 136.

175. Тимербаев Н.Ф., Грачев А.Н. К вопросу энергетического использования древесных отходов // Материалы науч.-практ. конф. «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов». Казань. 2006. С. 185-186.

176. Тимербаев Н.Ф., Грачев А.Н., Исхаков Т.Д. Сжигание отходов деревообработки, с предварительной сушкой отходящими топочными газами // VI Международный симпозиум «Ресурсоэффективность и энергосбережение». Казань, КГУ. 2006. С. 333-334.

177. Титунин A.A. Методологический подход к оценке эффективности использования древесных ресурсов Текст. // Вестн. Моск. гос. ун-та леса. Лесной вестник. 2009. № 3. С. 74-80.

178. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М.: Академия, 2006. 368 с.

179. Хитрин JI.H. Физика горения и взрыва. М.: ИНФРА-М, 2007. 428 с.

180. Хошев Ю.М. Дачные бани и печи. Принципы конструирования. М.: Книга и бизнес, 2008. 640 с.

181. Хуотари Ю., Крышина Т. Новые технологии сжигания биомассы // Дерево.БШ. 2008. № 1. С. 164-167.

182. Шестаков С. М. Сжигание древесных отходов, опыт, перспективы //Биоэнергетика. 2006. № 1. С. 27-31.

183. Ширнин Ю.А., Успенский Е.И., Жиров B.C. Анализ отходов и пути их снижения при лесосечных работах // Пробл. леса и охр. природы в респ. Марий Эл: материалы науч. практич. конфер. 15-16 дек. 1992. Йошкар-Ола, 1992. С. 72-73.

184. Ширнин Ю.А., Гайнуллин Р.Х. Технология производства топливных брикетов из древесных отходов в Параньгинском торфопредприятии // Сб. ст. студ., аспирантов, и докторантов по итогам науч.-техн. конф. МарГТУ в 2003 г. Йошкар-Ола, 2004. С. 214-217.

185. Ширнин Ю.А. Управление процессами заготовки и переработки древесины и вторичного сырья // Малоотходная технология переработки древесины и эффективность использования втор, сырья: межд. науч.-техн. конф. М., 2000. С. 5.

186. Щеглов, В.Ф. Анализ использования древесных отходов лесопильного производства в энергетических целях // ЛесПромИнформ. 2003. № 4. С.34-35.

187. Шабанов Ю.В. Низкокачественную древесину и древесные отходы в производство // Лесная промышленность. 1989. №4. С. 3-4.

188. Энергетическое использование древесной биомассы за рубежом. www/URL: http://msd.com.ua/energiya-drevesiny/energeticheskoe-ispolzovanie-drevesnoj- biomassy-za-rubezhom (дата обращения 12.10.2011).

189. ANSI/ASTM D 635-76. Standart Test Method for rate ol burning and/or extent and time of burning of selfsupporting plastics in a horisontal position.

190. ASTM 1692-74. Standart Method of Test for Rote of burning or extent of burning of cellular plastics using a supported speciman a horisontal screen.

191. ASTM E 136-73. Standart Method of Test for Noncombustibility of Elementary Materials. 1974.

192. ASTM E 162-76. Standart Method of Test for surface flammability of Materials using a radiont neat energy source.

193. Brown A.L., Dayton D.C., John W. Biomass pyrolysis chemistry and global kinetics at high heating rates // Energy & Fuels. 2001. 15 (5). Pp. 1286-1294.

194. BS 476: Part 4: 1970. Fire Tests on building Materials and structures. Noncombustibility test for materials.

195. BS 476: Part 6: 1968. Fire tests on building materials and structures. Fire propagation test for materials.

196. BS 476: Part 7: 1971. Fire tests on building materials and structures. Surface spread of flame tests for materials.

197. Kuzmin S.N. Co-combustion of coal and bio-pellets in the high temperature fluidized bed // Proceeding 19th FBC conference (May 21 May 24, 2006), Vienna, Austria, Part 1.

198. DIN 4102. Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen Blatt 4. 1970.

199. DIN EN 14961-2-2011 Solid biofuels Fuel specifications and classes -Part 2: Wood pellets for non-industrial use.

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

201. Grassi G., Bridgwater T. Biomass for energy and environment, agriculture and industry in European strategy for the Future // Commission of European Communities. 1995. Pp. 24.

202. International Standart ISO 1182-79. Fire tests Building materials -Noncombustibility test.

203. Jones, D., Jones, J., Wood chips versus densified biomass: An economic comparison, 4th Symposium on Energy from Biomass and Wastes, Lake Buena Vista, Florida, January, 1980.

204. Junge, D.C. The state of the art of producing synthetic fuels from biomass // Alternative Energy Sources, Academic Press, 1981. Pp. 251-330.

205. Knight В., Westwood A. Global growth. The world biomass market // Renewable energy world. 2005. Vol. 8. № 1. Pp. 118-127.

206. Lathouwers D., Bellan J. Modeling of dense gas-solid reactive mixtures applied to biomass pyrolysis in a fluidized bed // Jet prorulsion laboratory California Institute of Technology Pasadena. 2000. 63 p.

207. NFM 03-05-77. Determination du pouvair calorifique superieur d'un combustible solide. 1977.

208. Renewable Energy Policy Network for the 21st Century. URL: http://www.ren21.net (дата обращения: 29.10.2009).

209. Sinha S., Jhalani A., Ravi M.R., Ray A. Modelling of Pyrolysis in Wood // Combustion Science and Technology. 2000. № 7. Pp. 232-249.

210. Khor A. Straw combustion in a fixed bed combustor // Fuel. 2007. Vol. 86. Is. 1-2. Pp. 152-160.

211. UL-94-80. Underwrites Laboratories. Test for flammobility of plastic materials for parts in devices and appliances.

212. Williams, F. Chemical cineties of pyrolysis «Heat Trausfer Fires: Thermo-phys., Social Aspects Ecom. Impact» Waskington, D. C. e. a, 1974, Pp. 191-237.

213. Zervos A., Lius Ch., Schrafer O. Tomorrow's world // Renewable energy world. 2004. Vol. 7. № 4. Pp. 238-245.

214. Yang, Y.B., Newman R., Sharifi V., Swithenbank J., Ariss J. Mathematical modeling of straw combustion in a 38 MWe power plant furnace and effect of operating conditions //Fuel. 2007. Vol. 86. Is. 1-2. Pp. 129-142.