автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Повышение эффективности энергетического использования древесных отходов

На правах рукописи

Тимербаев Наиль Фарилович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново-2007

1 4 Ш 2Ш7

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский государственный технологический университет».

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

- доктор технических наук, профессор Сафин Рушан Гареевич;

- доктор технических наук, профессор Зайцев Виктор Александрович

- доктор технических наук, прс фессор Авдюнин Евгений Геннадьевич

- Волжско-Камский научно-

исследовательский институт лесной промышленности (ВКНИИЛП)

Зашита диссертации состоится 4 июля 2007 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.063.05 в Ивановском государственном химико-технологическом университете по адресу* 153000, г Иваново пр. Ф Энгельса 7, ауд. Г-205. !

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановского государст-

венного химико-технологического университета. Автореферат разослан 31 мая 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук, профессор

И

Г А. Зуева ]

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Основной движущей силой современной цивилизации являются энергоносители. Традиционно в промышленности используются такие энергоносители как нефтепродукты, газ и уголь. Однако цены на традиционные энергоносители за последние несколько лег на Мировом рынке выросли более чем в 2,5 раза, что обусловило необходимость более широкого использования возобновляемых источников энергии, одним из которых является древесная биомасса В большинстве Европейских стран реализуются программы по переводу энергетики на использование альтернативных видов топлива Наиболее актуальным в данном аспекте видится использование биотоплива, и в частности древесины, как основного вида возобновляемых энергетических ресурсов Ее использование позволит- во-первых, решить проблему утилизации древесных отходов на деревообрабатывающих предприятиях, во-вторых, получать дешевую энергию, в-третьих, снизить количество экологически вредных выбросов в атмосферу, так как выделяющийся при сгорании древесного топлива углекислый газ повторно используется в процессе прироста биомассы и не нарушает естественного баланса углекислого газа в атмосфере земли. Одной из важнейших задач развития Российской энергетики, является частичная замена ископаемого топлива на возобновляемые ресурсы, что в свете Ки-отского протокола и квот на выбросы углекислого газа выглядит весьма целесообразным

Оценка возможности переработки древесных отходов показывает широкие перспективы их энергетического использования. Однако количество влажной древесины в общей массе древесных отходов достигает 70%, что приводит к определенным трудностям при использовании ее в качестве топлива в существующих топочных устройствах Это вызвано тем, что повышенная влажность снижает эффективность процесса горения, увеличивает объем и токсичность образующихся дымовых газов

В связи с этим исследование процессов, протекающих при сжигании древесного топлива, разработка методов расчета оборудования и режимных параметров энергетического использования влажных древесных отходов, усовершенствование существующих топочных устройств и процессов, является актуальной задачей

Работа выполнялась в соответствии с постановлением Правительства РФ от 24 января 1998г № 80 «О федеральной целевой программе «Энергосбережение России на 1998 - 2005 годы»»

Цель работы состоит в разработке методов расчета и аппаратурного оформления процесса термической переработки высоковлажных древесных отходов

В связи с этим в настоящей работе были поставлены следующие задачи

1 Совершенствование схемы процесса энергетического использования древесного сырья.

2 Разработка методики расчета установки для энергетического использования древесного сырья с эффективной схемой предварительной подготовки топлива.

3 Математическое моделирование технологического процесса предварительной сушки древесных отходов отходящими топочными газами котельного агрегата

4 Разработка промышленной установки.

Научная новизна.

• Предложена усовершенствованная технологическая схема термической переработки влажных древесных отходов, позволившая увеличить эффективность их энергетического использования, а также снизить выделение токсичных веществ я; окружающую среду

• Впервые разработана обобщенная методика расчета предложенной технологической схемы, которая учитывает взаимосвязь процесса предварительной сушки с процессом сжигания древесных отходов

• Разработан моделирующий алгоритм, позволяющий определить эффективную высоту слоя топлива в сушильном бункере в зависимости от свойств древесных отходов.

• Разработан экспериментальный стенд для исследования совмещенных процессов сжигания и сушки влажных древесных отходов, в котором применены современные средства регистрации и обработки данных. (Патент РФ № 2274851)

Практическая ценность. На основе результатов проведенных исследований и моделирования процесса термической переработки, разработана инженерная методика расчета установки для сжигания влажных древесных отходов с использо ванием бросового тепла отработанных топочных газов.

Создана установка для термической переработки влажных древесных отхо' дов. Использование данной установки позволяет повысить эффективность сжигания древесных отходов на 15-30 %, и обеспечивает комплексное использование сырье вых ресурсов на предприятии.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных не следований реализованы при создании методики расчета и при проектировании промышленной установки для термической переработки влажных древесных отхо дов, а также в учебном процессе на базе экспериментального стенда для изучения совмещенных процессов сжигания и сушки древесных частиц Промышленная ус тановка внедрена на ЗАО «Ласкрафт», с годовым экономическим эффектом в раз мере 380 тыс. руб. Использование созданного экспериментального стенда в учебном! процессе позволяет студентам в ходе практических занятий по дисциплине «Техно логические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств» осуще ствлять всестороннее изучение процессов горения и сушки древесины

Автор защищает;

1 Предложенную технологическую схему установки для сжигания влажных древесных отходов

2. Методику расчета рациональных параметров установки для сжигания влажных древесных отходов.

3 Результаты математического моделировании и экспериментального исследования.

4 Конструкцию экспериментального стенда для исследования взаимосвязанных процессов горения и сушки влажных древесных отходов.

5. Конструкцию промышленной установки для эффективного сжигания влажных древесных отходов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных сессиях КГТУ (Казань, 2004-07), Международной конференции «ММТТ-18» (Казань, 2005), III Республиканской школе студентов и аспирантов "ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ" (Казань, 2004), Международных симпозиумах «Ресурсоэффективность и энергосбережение» (Казань, 2005-06), научно практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» (Казань, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы-проблемы и решения» (Красноярск, 2006)

Технология и конструкция установки для термической переработки древесных отходов отмечена дипломами на III международной специализированной выставке «Нефтепереработка, нефтехимия, экология, энергетика» и 2-ом экологическом форуме «Человек Природа Наука Техника»

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 2 статьи и 3 патента РФ на изобретения

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 116 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 исследований, отмечена научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрены основы теории сжигания древесного топлива. Дан анализ современного состояния процесса сжигания биомассы, используемых для данных целей конструкций топочных устройств, а также приведен обзор используемых методов повышения эффективности топочных процессов. Установлено, что одним из наиболее эффективных направлений в области усовершенствования топочных процессов является предварительная подготовка топлива, а именно снижение его рабочей влажности В существующих конструкциях топочных устройств, сушка влажного топлива осуществляется, как правило, на колосниковой решетке, что приводит к понижению концентрации реагирующих веществ в области гомогенного горения и снижает эффективность процесса горения.

Анализ литературных данных позволил сделать вывод о том, что существует потенциальная возможность использования тепла отходящих топочных газов для предварительной сушки влажного древесного топлива, с целью улучшения его характеристик

Однако, в связи с отсутствием известных методов реализации предлагаемого технологического решения в данной работе на базе современных представлений

о процессе сжигания древесной массы, конвективном тепломассообмене, протекающем при сушке древесины в высокотемпературных средах, а также сорбционно-кинетических, тепловых и массопроводных свойствах древесины, ставится задача исследования и совершенствования процесса сжигания высоковлажных древесных отходов, путем их сушки отходящими топочными газами котельного агрегата

Во второй главе приводятся физическая картина и результаты теоретических исследований процесса термической переработки высоковлажных древесных отходов с предварительной сушкой топочными газами

Схема процесса представлена на рисунке 1 Процесс состоит из трех основных стадий* сушки топлива, его сжигания, и утилизации образовавшегося тепла в котле Все эти процессы имеют жесткую взаимосвязь, и при составлении методики расчета рассматривались в совокупности Соответственно методика расчета включает в себя математическое описание процесса сушки древесных отходов топочными газами в противоточном слое, задачей которого является определение эффективной высоты слоя материала в сушильном бункере; математическое описание процесса сжигания топлива в топке, описание теплообменных процессов протекающих в котле

Рис 1. Схема процесса термической переработки древесных отходов с предварительной сушкой отработанными топочными газами

При прохождении топочного газа сквозь слой дисперсного материала в сушильном бункере, вследствие тепло-массообмена, происходит изменение влагосо-держания и температуры топочного газа по высоте слоя, которые можно определить из уравнений материального и теплового балансов записанных в следующем виде.

ахг = к в0

¿Ь р0(1-£)™иЬ0' (1)

атг ч f

-- = —3--. (2)

<Н> СгРог £™г

Одновременно с этими процессами вследствие тепломассопроводности происходит изменение влажности и температуры внутри древесной частицы, кото-

рые в условиях сушильного бункера, при отсутствии общего градиента давления и фазовых превращений внутри древесной частицы, можно определить с помощью системы дифференциальных уравнений тепломассопереноса.

Г С -мт эт-

гг

аи

1 3 дЬ ~хгдх

= J__

ЭЬ хг Эх

а +ба

м « 1 >л*м «

дх дх

1

w„

д( г, ЭТ„

X А-

1

(3)

(4)

Начальные условия для выражений (1)-(4) запишутся в виде:

Х,<0) =ХГК (5)

Т^О) =Тге (6)

ин(х,0>имн (7)

Тн(х,0)=Тмн. (8)

Влагосодержание топочного газа Х„ на выходе из сушильного бункера можно определить из выражения материального баланса процесса сушки: В0(Цмн-и^ + 1гХгн

Хгк --

(?)

Температура Тгк топочного газа на выходе из сушильного бункера определяется из технологических соображений при заданной степени насыщения топочного газа водяными парами Для этого необходимо решить уравнение

относительно температуры при заданной относительной влажности <р, где давление насыщения можно определить с помощью уравнения

рн = ехр(18,92 -

5298,31

¡)-ехр(15,94-

96486,57

м)

(П)

(Г+ 273,15) (Г+ 273,15)'

Граничные условия для выражений (3), (4) запишутся в виде' на поверхности частицы

К | 6этм

дх (

^РРо(Р„ -Рср ) = Роа„

ет..

дх

в центре частицы при условии симметрии

8Т„ дх

дЦи ' дх

= 0

(12)

(13)

(14)

Равновесное влагосодержание древесины ир в зависимости от температуры и относительной влажности топочного газа можно определить из уравнения

ир =

0,131 ехр(1,848 <р-Тг)/Тг0 451 при ир<11пг (,5)

ипг ^и Ир > ипг

где предел гигроскопичности для древесины ипг в зависимости от температуры определяется соотношением

и^ =0,314-1,3910"3Тг. <16>

Теплоту парообразования в граничном условии (13) в зависимости от температуры древесины можно определить выражением-

г = /6174435,21 -1632Щ^ ^

\ 1-0,0011 ТИ

Объем образовавшихся влажных топочных газов определяется из уравнений материального баланса процесса горения древесины:

Vr=VЯ20^-V„2+Vc02+(«- 1)У°; (18)

Для решения численным способом полученного математического описания на ЭВМ, был разработан моделирующий алгоритм. Блок-схема алгоритма расчета, включает расчет процесса сжигания и сушки древесного топлива в энергетическом агрегате. Расчет ведется в следующем порядке Вводятся исходные данные, представляющие собой сведения об основных характеристиках энергетического агрегата, характеристики топлива, а также необходимые для расчета коэффициенты. Далее в цикле, при заданных начальных температуре и влажности топочного газа, с учетом материального и теплового баланса процесса горения рассчитывается изменение влагосодержания и температуры топочного газа по высоте сушильного бункера, до поиска стационарного, сходящегося до определенной точности решения

В третьей главе изложены результаты математического моделирования и экспериментальных исследований процесса сушки и сжигания влажных древесных отходов, а также результаты проверки полученной модели на адекватность реальному процессу.

В качестве модельного материала для математических расчетов и экспериментальных исследований кинетики сушки и сжигания была выбрана порода древесины - сосна, с учетом наибольшей распространенности в промышленности, и наличия в справочной литературе сведений о ее теплофизических свойствах

Для проверки разработанной математической модели процесса термической переработки высоковлажных древесных отходов с предварительной сушкой топочными газами на адекватность был создан экспериментальный стенд, схема которого приведена на рис 2 Проведенные на данном стенде эксперименты по исследованию влияния влажности древесины на процесс ее сжигания показали, что влажность является основным параметром, от которого зависит эффективность энергетического использования древесных отходов

1 2 3 4 5

Рис. 2. Схема экспериментального стенда для исследования процесса сжигания и сушки древесных частиц (патент РФ № 2274851): I - загрузочный бункер. 2 - шнековый питатель, 3 - камера сжигания, 4 - теплообменник, 5 - эжектор, 6 - сушильный бункер, 7 - сЯорник, Д - блок управления и регистрация данных.

Очевидно, что для повышении КПД энергоагрегатов работающих на древесных отходах, особенно на вьгеоковлажных отходах (лесопильные цеха, лесхозы,

производство фанеры), целесообразно использование предварительной сушки топ-дива подаваемого в топку, а в качестве сушильного агента разумно использовать отработанные топочные газы, которые в традиционных схемах энергоагрегатов отводятся в атмосферу с температурой около !50-200 "С. Анализ влажности топочных газов показал что, несмотря на большое количество влаги, образующейся в процессе сжигания влажной древсснны, топочные газы при данных температурах имеют больше» потенциал влагопоглощения (см. рис, 3). и могут быть использованы в качестве сушильного агента.

В связи с этим были проведены эксперименты по сушке древесных отходов различной влажности и гранулометрического состава топочными газами, полученными в результате сжигания отходов фиксированной влажности в 30% и охлаждек-

ными в теплообменнике до 150 °С Для обеспечения фиксированных параметров топочных газов влажность и расход топлива, а так же коэффициент избытка воздуха в ходе экспериментов оставались постоянными Установлено что оптимальным является время пребывания, за которое сушильный агент (топочный газ) в результате сушки древесных отходов достигает уровня степени насыщения близкого к значению 0,95 Более длительное пребывание топочного газа в сушильном бункере нежелательно, так как в верхней части сушильного бункера, начинается процесс конденсации топочных газов на поверхности холодных древесных частиц поступающих из загрузочного шлюза

В результате обработки экспериментальных данных получены графические зависимости, описывающие процесс сушки древесных частиц отработанными топочными газами, при различных режимных параметрах процесса сушки.

Расчетные данные получены решением математической модели, включающей уравнения (1)-(18), численным методом в программной среде MathCAD 1! Сравнение опытных и расчетных данных позволяет говорить о достаточно удовлетворительном описании разработанной математической моделью реальных процессов сжигания и сушки топлива. Для повышения адекватности математической модели было проведено уточнение известных функциональных зависимостей, а также коэффициентов тепломассопереноса, путем обобщения и аппроксимации данных из литературных источников. Максимальное расхождение между теоретическими и экспериментальными данными не превышает 22 %

Моделирование проводилось для частиц, имеющих форму пластины толщиной 0,01м., при коэффициенте избытка воздуха а"=1,2; начальной температуре

частиц Тн =25 °С; расходе топлива 0,055 кг/с, зольности топлива А=2 %, плотности топлива ро=516 кг/мэ, до условия достиженеия сушильным агентом степени насыщения <р=0,95

На рисунке 4 представлено распределение влагосодержания по сечению частицы в различных по высоте аппарата слоях, при начальной температуре отработанных топочных газов ТГ=150°С и влажности топлива U„=70%, которое показывает эволюцию поля влагосодержания при продвижении частицы в слое. Следует отметить, значительное снижение влажности на поверхности частицы, как за счет сушки так и за счет термодиффузии в глубь частицы, что в свою очередь положительно сказывается при воспламенении частицы в топке

На рисунке 5 представлено распределение средних влагосодержаний материала, температуры топочного газа и температуры материала по высоте слоя Как видно из данной зависимости скорость сушки по высоте бункера возрастает. Необходимо отметить, что данные кривые являются рабочими линиями процесса сушки при заданных входных параметрах по материалу и выходных по газу.

3 -2

Рис 4 Распределение влагосодержания по сечению частицы в различных сечениях слоя

О 015 0.30 0.45 *

Рис 3 Распределение средних влагосодержа-ния, температуры материала, и температуры топочного газа

На рисунке 6 представлена зависимость эффективной высоты слоя от начального влагосодержания топлива при различных температурах топочного газа на выходе из котельного агрегата. Как видно из данной зависимости, при увеличении начального влагосодержания топлива и снижении температуры отходящих газов, требуемая поверхность тепломассообмена, выраженная через высоту слоя, уменьшается вследствие снижения влагоемкости сушильного агента

В результате математического моделирования: определены характер изменения температуры и влажности древесных отходов в сушильном бункере, расчетным путем установлена эффективная высота слоя в зависимости от влажности топлива и температуры отработанных топочных газов. Проведенные расчеты подтвердили возможность повышения теплонапряжения топочного устройства за счет подогрева и снижения влажности подаваемого в него топлива, что в свою очередь увеличивает общий КПД энергоустановки.

Моделирование изучаемого процесса показало, что на эффективность сушки топочными газами оказывают влияние начальная влажность топлива, температура отработанных топочных газов, фракционный состав материала, и начальная температура топлива h,H

0 45 04

0 35 0,3 0.25 0,2 015 01 0,05 0

Результаты математического моделирования могут быть использованы при разработке и расчете конструкций аппаратов для предварительной сушки высоковлажного древесного топлива отходящими топочными газами

В четвертой главе приведены результаты исследований по структурно-механическим свойствам древесных отходов лесопильного цеха. На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана инженерная методика расчета процессов, протекающих при сжигании и сушки древесных отходов. Данная методика позволяет в первом приближении рассчитать основные размеры топки, котла, сушильного бункера при конструировании и модернизации этих устройств.

На рис 7 представлена схема опытно-промышленной установки для термической переработки высоковлажных древесных отходов

Тг=180

\ Тг=150

Тг=120

о 30 60 и Е%1

Рис 6 Зависимость эффективной высоты слоя от начального влагосодержания топлива.

Рис. 7. Схема установки для термической переработ ки высоковлажных древесных отходов ]- сушильный бункер, 2 - шнековый питатель, 3 - дымосос.

4 — газогенератор, 5 — камера сгорания, 6 — котел, 7 - система очистки.

В опъгп!о-промышленной установке для термической переработки высоковлажных древесных отходов реализованы новые конструктивные особенности, ко* торые увеличивают КПД установки до 20% и позволяют сократить количество токсичных выбросов в атмосферу за счет использования адсорбционной системы очистки {патент № 2229923), что дает возможность использовании данной установки я черте города.

Разработанная конструкция энергетической установки мощностью 120 кВт внедрена в составе сушильного комплекса с термической утилизацией дрсвесны); отходов на ЗАО «Ласкрафт»

Проведенный технико-экономический анализ подтвердил эффективность разработанной конструкции. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения установки сжигания составляет более 380 тыс. руб.

В приложении к работе представлена программа расчета процесса сушки топочными сазами на ЭВМ. результаты статистической обработки полученных данных и акты внедрений, подтверждающие практическое использование основных результатов проделанной работы.

Основные результаты и выводы

1. Разработана схема предварительной подготовки влажного древесного топлива с использованием бросового тепла отходящих топочных газов, позволяющая повысить КПД существующих котлоагрегатов ло 20%.

2. Создана математическая модель термической переработки высоко-

~ Г ¡1— 1 ГТГ1 г

влажных древесных отходов с предварительной сушкой топочными газами, позволяющая оценить влияние различных режимных параметров на интенсивность процесса сушки древесных отходов и определить эффективную высоту слоя топлива в сушильном бункере.

3 Разработан алгоритм расчета процесса сушки, позволяющий осуществить математическое моделирование данного процесса на компьютере и выбрать рациональные режимные и конструктивные параметры процесса.

4 Разработан и изготовлен экспериментальный стенд (Патент РФ № 2274851)

5 Проведены экспериментальные исследования процессов сушки и сжигания в зависимости от влажности топлива, значений температуры и скорости циркуляции сушильного агента

6 Разработана инженерная методика расчета сушильного бункера и других элементов котлоагрегата.

7 Разработана и внедрена промышленная энергоустановка мощностью 120 кВт, снабженная системой очистки (патент № 2229923), с ожидаемым экономическим эффектом в размере более 380 тыс рублей.

8 Результаты теоретических и практических исследований использованы для разработки углевыжигательной печи (Патент РФ № 2256686)

9 Экспериментальный стенд для исследования процесса сжигания и сушки древесных частиц внедрен в учебном процессе и позволяет студентам в ходе практических занятий изучать процессы сжигания и сушки древесных материалов.

Основные обозначения:

X, Хо - влагосодержание топочного газа, дутьевого воздуха, кг/кг; Ь - высота слоя, м , ) - поток вещества, кг/ (м2 с), Г — удельная поверхность, м2/м3; р — плотность, кг/м3, е- порозность, м3/м3, ш - скорость, м/с, В — массовый расход топлива кг/с; Ь

- массовый расход газа, кг/с, Т - температура °С; ц - удельный тепловой поток, Дж/м2-с, с - удельная теплоемкость Дж/кг-К, и - влагосодержание, %; Г ~ параметр, зависящий от формы частиц, а^ - коэффициент массопроводности, м2/с, 5 -термоградиентный коэффициент %/°С; А,- коэффициент теплопроводности. Вт/(м К); <р - относительная влажность %; р- парциальное давление, Па; р - коэффициент массоотдачи, м/с, а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К); г - скрытая теплота парообразования, Дж/кг, х- координата, м; М - молярная масса, г/моль, V0 - объем дутьевого воздуха м3, %, а - коэффициент избытка воздуха

Индексы: х -координата, в - вода, м - материал, г - газ, с.г - сухой газ, о - абсолютно сухое состояние, б - бункер; к - конечный, н - начальный; р- равновесный, п

- поверхность, ц - центр, пг - предел гигроскопичности, дес - десорбция, т - топка

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Тимербаев, Н.Ф. Моделирование процесса сушки влажных древесных отходов отработанными газами котельных установок [Текст] / Н Ф Тимербаев, А Н

Грачев, Р.Г Сафин - Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология - Иваново 2006 том 49 вып 11с 103-106

2 Пат. JVs 2274851 РФ, МПК G01N 25/50. Устройство для определения параметров воспламенения и горения твердых материалов/ Н Ф. Тимербаев, А Н. Грачев, Р.Р. Сафин и др; патентообладатель НТЦ РТО, опубл 20 04.2006

3. Пат. № 2256686 РФ, МПК С10В 1/04 Углевыжигательная печь/ Н Ф Тимербаев, А.Н Грачев, Р.Г. Сафин и др.; патентообладатель НТЦ РТО; опубл. 20 07.2005

4 Пат. № 22279923 РФ, МПК 7B01D53/04. Адсорбционная установка рекуперации растворителей / Н Ф Тимербаев, Р Г Сафин В.Н Башкиров и др; патентообладатель НТЦ РПО, опубл 20 04 2006

5 Тимербаев, Н.Ф. Экспериментальный стенд для исследования процесса сжигания древесных частиц [Текст] / Тимербаев Н.Ф., Башкиров В Н., Грачев А Н. -Успехи в химии и химической технологии./ Казань TXVIII.№3(43) - 2004. -С.95-97

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

7 Тимербаев, Н.Ф. Установка для пирогенетической переработки древесных отходов [Текст] / Тимербаев Н Ф Валеев И А., Сафин Р.Р - Всероссийская науч но-практическая конференция «Лесной и химический комплексы- проблемы и решения» I Красноярск, 2004 г, с 65.

8 Тимербаев, Н.Ф. Совершенствование технологических процессов, сопровождающихся выбросами токсичных веществ [Текст]/ Тимербаев Н Ф. Башкиров В Н Зиатдинова Д.Ф. - Межвузовский тематический сборник научных трудов «Тепломассо-обменные процессы и аппараты химической технологии» / Казань, КГТУ, 2002 С.68-72

9 Тимербаев, Н.Ф. Оптимизация сжигания летучих компонентов топлива [Текст] / Тимербаев Н.Ф, Исхаков Т Д, Грачев Ail. - Материалы научно практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» / Казань, 2006 -С. 118-119

10. Тимербаев, Н.Ф. Экспериментальная установка для исследования взаимосвязанных процессов термического разложения и выгорания летучих [Текст] / Тимербаев Н Ф, Исхаков Т Д, Сафин Р Г - Материалы научно практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» / Казань, 2006 -С. 190-192

11 Тимербаев, Н.Ф. Математическое описание сушки влажных древесных отходов отработанными топочными газами [Текст] / Тимербаев Н.Ф, Грачев А.Н, Исхаков Т Д. - Материалы научно практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» 1 Казань, 2006 -С 116-117

12 Тимербаев, Н.Ф. Пути повышения эффективности установок для сжигания биомассы [Текст] / Тимербаев Н Ф, Грачев А.Н., Сафин Р Г - Труды VI Меж-

дународного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение» / Казань КГУ, 2006 -С 335-336

13. Тимербаев, Н.Ф. К вопросу энергетического использования древесных отходов [Текст] / Тимербаев Н Ф., Грачев А.Н - Материалы научно-практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» / Казань, 2006 -С 185-186

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

15 Тимербаев, Н.Ф. Математическая модель технологических процессов, сопровождающихся локальными выбросами [Текст] / Тимербаев Н.Ф. Сафин Р.Г., Башкиров ВН. - Математические методы в технике и технологиях - «ММТТ-16» / Ростов-на-Дону, - РГАСХМ, 2003. - С.37-39.

16. Тимербаев, Н.Ф. Исследование процесса горения древесных материалов [Текст] / Тимербаев Н Ф, Грачев А.Н, Сафин Р.Г. - Методические указания к лабораторным работам / КГТУ, 2005. - С 16

17. Тимербаев, Н.Ф. Экспериментальный стенд для исследования процесса сжигания древесных частиц [Текст] / Тимербаев Н.Ф., Валеев ИЛ., Башкиров В.Н., -Успехи в химии и химической технологии. - Т.ХУШ.№3(43) / Казань 2004 -С.95-97.

18. Тимербаев, Н.Ф. Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств [Текст] / Тимербаев Н.Ф, Сафин Р Г., Иманаев Р М и др. -Методические указания к лабораторным работам 8-11./ Казань КГТУ, 2006 -С.80

19 Тимербаев, Н.Ф. Совершенствование термической переработки древесных отходов [Текст] / Тимербаев Н Ф, Грачев А Н., Башкиров В.Н. - III Республиканская школа студентов и аспирантов "ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ". / Казань, 2004 -С 118-119.

20 Тимербаев, Н.Ф. Использование некондиционной древесины в качестве возобновляемых источников энергии [Текст] / Тимербаев Н Ф., Грачев А.Н - Труды VI Международного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение»./Казань КГУ, 2006 -С 340-341.

21 Тимербаев, Н.Ф. Пути повышения эффективности установок по сжиганию отходов деревообрабатывающих предприятий [Текст] / Тимербаев Н Ф., Грачев АН- Труды VI Международного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение» /Казань КГУ,2006.-С.335-336.

Соискатель Н Ф. Тимербаев

Формат 60x84/16 Гираж 100. Подписано к печати 30 05 2007г

Печать офсетная Усллл 1,00. Заказ 90

Издательство КГАУ/420015 г Казань, ул К Маркса, д 65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД .№>06342 от 28 ! I 2001 г Отпечатано в типографии КГАУ ¡

420015 г Казань, ул К Маркса д 65 Казанский государстиеилый аграрный униьерс» ¡«.г ¡

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОМАССЫ.

1.1 Классификация и энергетические характеристики биотоплива.

1.2 Теоретические основы процесса сжигания биомассы.

1.3 Современное состояние техники и технологии сжигания биотоплива.

1.4 Свойства и применение продуктов сгорания как сушильного агента.

1.5 Свойства древесины как объекта сушки.

Выводы.

Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СУШКОЙ ТОПЛИВА ОТХОДЯЩИМИ ТОПОЧНЫМИ ГАЗАМИ.

2.1. Физическая картина процесса термической переработки древесных отходов с предварительной сушкой топочными газами.

2.2. Формализация процесса.

2.3. Математическое описание процесса.

2.4. Алгоритм расчета технологического процесса сушки топочными газами.49 Выводы.

ГлаваЗ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ.

3.1. Описание экспериментального стенда для исследования процесса сжигания и сушки древесных частиц.

3.2. Методика проведения экспериментов.

3.3. Анализ результатов математического моделирования и экспериментальных данных.

Выводы.

Глава 4. ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ С ПОДСУШКОЙ ТОПЛИВА

ОТРАБОТАННЫМИ ТОПОЧНЫМИ ГАЗАМИ.

4.1. Исследование структурно-механических свойств древесных отходов.

4.2 Инженерная методика расчета энергоагрегата.

4.2.1 Расчет состава рабочего топлива и параметров газа.

4.2.2 Аэродинамический расчет газовоздушного тракта котла.

4.2.3 Расчет водогрейного котла.

4.2.4 Конструкция конденсационного сушильного бункера.

4.2.5 Система автоматизации энергоагрегата.

4.3 Опытно-промышленная установка для сжигания древесных отходов.

4.4 Анализ экономической эффективности внедрения промышленной установки.

Выводы.

Актуальность темы. Основной движущей силой современной цивилизации являются энергоносители. Традиционно в промышленности используются такие энергоносители как нефтепродукты, газ и уголь. Однако цены на традиционные энергоносители за последние несколько лет на Мировом рынке выросли более чем в 2,5 раза, что обусловило необходимость более широкого использования возобновляемых источников энергии, одним из которых является древесная биомасса. В большинстве Европейских стран реализуются программы по переводу энергетики на использование альтернативных видов топлива. Наиболее актуальным в данном аспекте видится использование биотоплива, и в частности древесины, как основного вида возобновляемых энергетических ресурсов. Ее использование позволит: во-первых, решить проблему утилизации древесных отходов на деревообрабатывающих предприятиях, во-вторых, получать дешевую энергию, в-третьих, снизить количество экологически вредных выбросов в атмосферу, так как выделяющийся при сгорании древесного топлива углекислый газ повторно используется в процессе прироста биомассы и не нарушает естественного баланса углекислого газа в атмосфере земли. Одной из важнейших задач развития Российской энергетики, является частичная замена ископаемого топлива на возобновляемые ресурсы, что в свете Киотского протокола и квот на выбросы углекислого газа выглядит весьма целесообразным.

Оценка возможности переработки древесных отходов показывает широкие перспективы их энергетического использования. Однако количество влажной древесины в общей массе древесных отходов достигает 70%, что приводит к определенным трудностям при использовании ее в качестве топлива в существующих топочных устройствах. Это вызвано тем, что повышенная влажность снижает эффективность процесса горения, увеличивает объем и токсичность образующихся дымовых газов.

В связи с этим исследование процессов, протекающих при сжигании древесного топлива, разработка методов расчета оборудования и режимных параметров энергетического использования влажных древесных отходов, усовершенствование существующих топочных устройств и процессов, является актуальной задачей.

Работа выполнялась в соответствии с постановлением Правительства РФ от 24 января 1998г. № 80 «О федеральной целевой программе «Энергосбережение России на 1998 - 2005 годы»»

Цель работы состоит в разработке методов расчета и аппаратурного оформления процесса термической переработки высоковлажных древесных отходов.

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

1. Совершенствование схемы процесса энергетического использования древесного сырья.

2. Разработка методики расчета установки для энергетического использования древесного сырья с эффективной схемой предварительной подготовки топлива.

3. Математическое моделирование технологического процесса предварительной сушки древесных отходов отходящими топочными газами котельного агрегата.

4. Разработка промышленной установки.

Научная новизна. Предложена усовершенствованная технологическая схема термической переработки влажных древесных отходов, позволившая увеличить эффективность их энергетического использования, а также снизить выделение токсичных веществ в окружающую среду. Впервые разработана обобщенная методика расчета предложенной технологической схемы, которая учитывает взаимосвязь процесса предварительной сушки с процессом сжигания древесных отходов.

• Разработан моделирующий алгоритм, позволяющий определить эффективную высоту слоя топлива в сушильном бункере в зависимости от свойств древесных отходов.

• Разработан экспериментальный стенд для исследования совмещенных процессов сжигания и сушки влажных древесных отходов, в котором применены современные средства регистрации и обработки данных. (Патент РФ № 2274851)

Практическая ценность. На основе результатов проведенных исследований и моделирования процесса термической переработки, разработана инженерная методика расчета установки для сжигания влажных древесных отходов с использованием бросового тепла отработанных топочных газов.

Создана установка для термической переработки влажных древесных отходов. Использование данной установки позволяет повысить эффективность сжигания древесных отходов на 15-30 %, и обеспечивает комплексное использование сырьевых ресурсов на предприятии.

Реализация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований реализованы при создании методики расчета и при проектировании промышленной установки для термической переработки влажных древесных отходов, а также в учебном процессе на базе экспериментального стенда для изучения совмещенных процессов сжигания и сушки древесных частиц. Промышленная установка внедрена на ЗАО «Ласкрафт», с годовым экономическим эффектом в размере 380 тыс. руб. Использование созданного экспериментального стенда в учебном процессе позволяет студентам в ходе практических занятий по дисциплине «Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств» осуществлять всестороннее изучение процессов горения и сушки древесины.

Автор защищает:

1. Предложенную технологическую схему установки для сжигания влажных древесных отходов.

2. Методику расчета рациональных параметров установки для сжигания влажных древесных отходов.

3. Результаты математического моделирования и экспериментального исследования.

4. Конструкцию экспериментального стенда для исследования взаимосвязанных процессов горения и сушки влажных древесных отходов.

5. Конструкцию промышленной установки для эффективного сжигания влажных древесных отходов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных сессиях КГТУ (Казань, 2004-07), Международной конференции «ММТТ-18» (Казань, 2005), III Республиканской школе студентов и аспирантов "ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ" (Казань, 2004), Международных симпозиумах «Ресурсо-эффективность и энергосбережение» (Казань, 2005-06), научно практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» (Казань, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы- проблемы и решения» (Красноярск, 2006).

Технология и конструкция установки для термической переработки древесных отходов отмечена дипломами на III международной специализированной выставке «Нефтепереработка, нефтехимия, экология, энергетика» и 2-ом экологическом форуме «Человек. Природа. Наука. Техника».

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, из них 2 статьи и 3 патента РФ на изобретения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Работа содержит 119 страниц текста основного содержания, 41 рисунок и 6 таблиц. Библиографический список включает 156 работ российских и зарубежных авторов. В первой главе проведен анализ современного состояния теории и техники по изучаемому вопросу. Во второй главе представлены математическое описание процесса сушки влажных древесных отходов отработанными топочными газами и алгоритм расчета установки для сжигания влажных древес

Выводы

На основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана инженерная методика расчета процессов, протекающих при сжигании древесных отходов.

Полученные данные были использованы при проектировании и изготовлении опытно-промышленной установки, которая внедрена на ЗАО «Ласк-рафт». Промышленные испытания и технико-экономические исследования показали эффективность применения предложенных технических решений в условиях производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основной движущей силой современной цивилизации являются энергоносители. Однако цены на нефтепродукты за последнее десятилетие на мировом рынке, выросли более чем в 2,5 раза, что обусловило необходимость более широкого использования в качестве источника энергии биомассу. Оценка возможности переработки древесных отходов показывает широкие перспективы их энергетического использования. Выделяющийся при сгорании древесного топлива углекислый газ повторно используется в процессе прироста биомассы, и не нарушает природного баланса углекислого газа в атмосфере земли, это особенно важно в свете подписанного Россией Киотского протокола и квот на выбросы углекислого газа. Количество влажной древесины в общей массе древесных отходов достигает 70%. Однако, сжигание ее связанно с большими трудностями, так как повышенная влажность древесного топлива приводит к снижению эффективности процесса горения, изменению объема и токсичности образующихся дымовых газов.

Проведенные аналитические исследования выявили возможность использование отходящих топочных газов в качестве сушильного агента для предварительной сушки древесного топлива. Это интенсифицирует процесс сжигания древесных отходов при прочих равных условиях.

В данной работе разработана схема предварительной подготовки влажного древесного топлива с использованием бросового тепла отходящих топочных газов, позволяющая повысить КПД существующих котлоагрегатов до 20% и создана математическая модель термической переработки высоковлажных древесных отходов с предварительной сушкой топочными газами. Разработан моделирующий алгоритм, позволяющий определить эффективную высоту слоя топлива в сушильном бункере в зависимости от свойств древесных отходов.

Математическое моделирование позволило оценить влияние различных режимных параметров на интенсивность процесса сушки древесных отходов.

Разработан и изготовлен экспериментальный стенд, в котором применены современные средства регистрации и обработки данных. На нем проведены экспериментальные исследования процессов сушки и сжигания в зависимости от влажности топлива, значений температуры и скорости циркуляции сушильного агента.

Разработана инженерная методика расчета сушильного бункера и других элементов котлоагрегата, которая позволила рассчитать и внедрить опытно-промышленную энергоустановку мощностью 120 кВт, снабженную системой очистки, с ожидаемым экономическим эффектом в размере более 380 тыс. рублей. Использование данной установки позволит повысить эффективность сжигания древесных отходов и обеспечить комплексное использование сырьевых ресурсов на деревообрабатывающих предприятиях.

Разработанный в ходе исследований экспериментальный стенд для исследования процесса сжигания и сушки древесных частиц внедрен в учебный процесс и позволяет студентам в ходе практических занятий по дисциплине «Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств» осуществлять всестороннее изучение взаимосвязанных процессов горения и сушки древесины.

Основные обозначения:

X - влагосодержание топочного газа, кг/кг; h - высота слоя, м.; j - поток вещества, кг/ (м *с); f-удельная поверхность, м2/м3; р - плотность слоя, кг/м3;

8- порозность слоя, м3/м3; w - скорость, м/с;

В - массовый расход топлива кг/с;

L - массовый расход газа, кг/с;

Т - температура °С; q - удельный тепловой поток, Дж/кг-с; с - удельная теплоёмкость Дж/кг-к,

U - влагосодержание материала, %;

Г - параметр, зависящий от формы частиц; У ам - коэффициент массопроводности, м /с; 8 - термоградиентный коэффициент %; Х- коэффициент теплопроводности. Вт/(м*К); Ф - относительная влажность %; р- парциальное давление, Па; Р - коэффициент массоотдачи, м/с;

•у а - коэффициент теплоотдачи,

Вт/(м 'К); г - скрытая теплота парообразования, Дж/кг; S - площадь сечения бункера, м ; х- координата, м;

GB - удельный расход воздуха, кг/кг; R - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль* К); М - молярная масса, г/моль; А - зольность, %; а' - коэффициент избытка воздуха;

N - мощность, Вт;

QH- низшая теплота сгорания, Дж/кг; т| - коэффициент полезного действия, %; Re - критерий Рейнольдса; Рг - критерий Прантля; Nu - критерий Нюсельта;

V - объем, м ;

F - площадь поверхности частиц, м2; I - энтальпия топочного газа кДж/м3; d3- эквивалентный диаметр, м; Xj - массовая доля фракции;

Y - объемная доля компонента; К - площадь зеркала горения, м2; qr-теплонапряжение колосниковой решетки, кВт/м ; Qv-теплонапряжение объема топочного пространства, кВт/м ; к - коэффициент теплопередачи Дж/м2 °С

Индексы ; х -координата; в - вода; м - материал; г - газ; с.г - сухой газ; о- абсолютно сухое состояние; б - бункер; к - конечный; н - начальная; р- равновесный, п - поверхность, ц - центр, пг - предел гигроскопичности, дес - десорбция .

1. Алпаткина, Р.П. Исследование влагопроводности древесины главнейших отечественных пород: Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1971. - 28 с.

2. Ананьин, П.И. Высокотемпературная сушка древесины / П.И. Ананьин, В.Н. Петри. М.: Гослесбумиздат, 1963. - 127 с.

3. Андреева А.А., Преловская А.А. Сравнительная оценка методов расчета продолжительности сушки пиломатериалов. // Деревообрабатывающая промышленность. 1970.-№ 11.-С. 12-14.

4. Арциховская Н.В. Исследование влагопроводности древесины. // Науч. тр. ин-та леса АН СССР. 1953. - Т. IX. - С. 127 - 157.

5. Аэродинамический расчет котельных установок (Нормативный метод) / Под ред. С.И. Мочана; Центр, науч.-исслед. и проектно-конструкт. котло-турбинный ин-т им. И.И.Ползунова. 3-е изд. - Л.: «Энергия», Ленингр. отд-ние, 1977.-255 е.: ил.

6. Аэров, М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем: Гид-равл. и тепловые основы работы / М.Э. Аэров, О.М. Тодес, Д.А. Наринский -Л.: Химия. Ленингр. отд-ние, 1979. 176 с.

7. Бондарь, А.Г. Математическое моделирование в химической технологии. Учебник для хим.-технол. специальностей вузов. Киев: «Вища школа», 1973.-279 с.

8. Брагина, Л.В. Теплофизические свойства древесины / Л.В. Брагина, И.Г. Романенко, В.М. Ройтман // Нов. исслед. в обл. изготовления деревянных конструкций. М., 1988. - С. 28-34.

9. Быстров, А.Ф. Основы для эффективного использования древесных отходов деревообрабатывающего предприятия / А.Ф. Быстров, Э.С. Быстрова // Деревообрабатывающая промышленность. 1999. - № 5.

10. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. Изд. 2-е, доп. и перераб. М.:, Физматгиз, 1963. - 708 с.

11. Валеев, И.А. Ресурсосберегающая технология переработки древесных отходов Текст. / И.А. Валеев, P.P. Сафин, Р.Г. Сафин, А.Н. Грачев // Лес -2004: Сб. науч. тр. V Международ, науч.-техн. конф. / Брянск, 2004. С. 121123

12. Валеев, И.А. Комплексная переработка всей биомассы деревьев в местах лесоразработок Текст. / И.А. Валеев, Р.Г. Сафин, В.Н, Башкиров // Химико-лесной комплекс: Сб. статей / Красноярск, 2002. С. 146-147.

13. Валеев, И.А. Использование древесных отходов в энергетическом хозяйстве Текст. / и.А. Валеев, P.P. Сафин, Р.Г. Сафин, P.P. Хасаншин // Научный потенциал мира: Тезисы докл. Международ, науч.-практич. конф. / Днепропетровск, 2004. С.71-75.

14. Вазов, В. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных / В. Вазов, Д. Форсайт. Пер. с англ. Б.М. Будака и Н. П. Жидкова. М.: Изд-во Иностранная литература, 1963. - 487 с.

15. Вильяме, Ф.А. Теория горения./Пер. с англ. -М.:Наука, 1971. 615с.

16. Кнорре, Г.Ф. Вопросы аэродинамики и теплопередачи в котельно-топочных процессах. Под ред. Г. Ф. Кнорре. Л.: Машгиз, 1958. - 332 с.

17. Гинсбург, Д.Б. Газогенераторные установки. Под ред. Б.С. Швецова. -М.-Л.: издание легкой промышленности, 1936 г. Часть 1.

18. Гей Н.Н. Влияние скорости движения воздуха на процесс сушки древесины. Дисс. . канд. техн. наук. Киев, 1950.

19. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. Пер. с англ. С. Грег, Син К. М., 1970. - 408 с.

20. Головков, С.И. Энергетическое использование древесных отходов / С.И. Головков, И.Ф. Коперин, В.И.Найденов. -М.:Лесная пром-сть, 1987. 220с.

21. ГОСТ 147-74 (СТ СЭВ 1463-78). Топливо твердое. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания. -Введ. 1975-01-01. М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1985. - 20 с.

22. ГОСТ 16483.21-72. Древесина. Методы отбора образцов для определения свойств после технологической обработки. Введ. 1972-21-12. - М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1986.

23. ГОСТ 6336-52. Методы физико-механических испытаний древесины

24. 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. 137140.

25. Дан, П. Тепловые трубы: Пер. с англ. / П. Дан, Д. Рей. М.: Энергия, 1979.

26. Девочкина С.И., Бровкин JI.A. Температурное поле неограниченной пластины с переменными теплофизическими характеристиками. // ИФЖ. -1970. Т. 18. -№ 1.-С. 180-183.

27. Дыбок В.В. Получение синтетических моторных топлив при утилизации древесных отходов. //Лесная промышленность. 1999. №1, с 18-20.

28. Закгейм, А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. Мат. описание процессов: учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1973. - 223 с.

29. Зельдович, Я.Б. Математическая теория горения и взрыва / Я.Б. Зельдович, Г.И. Барнеблатт, В.Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. -М.: Наука, -1980.-480 с.

30. Зорина, Г.И. Современное состояние технологии газификации за рубежом / Г.И. Зорина, А.Р. Брух-Цеховой-М.:ВНИИТЭнефтехим, 1986. 57 с.

31. Идельчик, И.Е. Аэродинамика промышленных аппаратов. (Подвод, отвод и равномерная раздача потока). М.-Л.: Энергия, 1964. - 287 с.

32. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик, д-р техн. наук, пров. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Машиностроение», 1975. - 559 с.

33. Исаченко, В.П. Теплообмен при конденсации / В.П. Исаченко. М.: Энергия, 1977.-239 с.

34. Исследование закономерностей процесса сушки древесины при повышенных скоростях циркуляции сушильного агента: Отчет НИС МЛТИ. М.: 1970. -196 с.

35. Исследование и внедрение высокотемпературных режимов сушки пиломатериалов, МЛТИ. Отчет по научно-исследовательской теме № 121, 1961.

36. Исследование термовлагопроводности древесины сосны: Отчет НИС МЛТИ. М.: 1977. - 71 с.

37. Калихман Л.Е. Турбулентный пограничный слой несжимаемой жидкости на пористой стенке. // ЖТФ. 1985. - Т. XXV. -№11.

38. Кантер, К.Р. О тепловых свойствах древесины. // Деревообраб. пром-ть. 1957. -№ 7. - С. 17-18.

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

40. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Учебник для хим.-технол. специальностей вузов. Изд. 8-е, перераб. М.: Химия, 1971.-784 с.

41. Кассандрова, О.П. Обработка результатов наблюдений: учеб. пособие для вузов / О.П. Кассандрова, В.В. Лебедев М.: Наука, 1970. - 104 с.

42. Капишников, А.П. Энергосберегающая технология теплоэнергетических установок. // Лесная промышленность. 2000. - № 4.

43. Кирилов Н.М. Расчет процесса тепловой обработки древесины при интенсивном теплообмене. М.: Гослесбумиздат,1959. - 87 с.

44. Кныш, В.А. Исследование процесса конвективной и радиационно-конвективной сушки шпона: дис. канд. техн. наук. Л.: 1969.

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

46. Коперин, И.Ф. Котельные установки лесопромышленных предприятий: учеб. для подгот. рабочих на про-ве / И.Ф. Коперин, С.И. Головков. 2-е изд., перераб. - М: Энергия, 1989.-126с.

47. Коган, В.Б. Равновесие между жидкостью и паром. Справочное пособие / В.Б. Коган, В.М. Фридман, В.В. Кафаров М.-Л.: Наука, Ленингр. отд-ние, 1966.- 1426 с.

48. Коробов, В.В. Переработка низкокачественного древесного сырья: Пробл. безотход. технологии /В.В. Коробов, Н.П. Рушнов М.: Экология, 1991. - 287с.: ил. - ISBN 5-7120-0354-6.

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

50. Корякин, В.И. Термическое разложение древесины. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Гослесбумиздат, 1962. - 294 с.

51. Кречетов И.В. Сушка древесины. 3-е изд., перераб. - М.: Лесн. пром-сть, 1980.-432 с.

52. Кречетов И.В. Сушка древесины топочными газами. М.: Гослесбумиздат, 1961. - 270 с.

53. Кришер О. Научные основы техники сушки. Пер. с нем. М.: Иностранная литература, 1961 г. - 540 с.

54. Кутателадзе, С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 365 е.: ил. - ISBN 5-283-00061-3.

55. Кухлинг, X. Справочник по физике / Пер. с нем. под ред. Е.М. Лей-кина. М.: Мир, 1982.- 519с.

56. Лабутин В.А., Голубев Л.Г. Испарение жидкости с поверхности высушиваемого материала при адиабатических условиях. // Тез. докл. XIII Всесоюзн. конф. по вопросам испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. Одесса, 1979. - С.76-77.

57. Леонтьев А.И. К расчету турбулентного тепло- и массообмена в период постоянной скорости сушки. // Научн. труды. МЛТИ, 1958.

58. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа: учеб. пособие для унтов и высш. техн. учеб. заведений. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Гостехиздат, 1957.-784 с.

59. Лыков А.В. О системах дифференциальных уравнений тепломассо-переноса в капиллярно-пористых телах. ИФЖ. - 1974. - T.XXVI. - № 1. - С. 18-25.

60. Лыков, М.В. Теория сушки: учеб. пособие для втузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Энергия, 1968.-471с.

61. Лыков, А.В. Теория теплопроводности: учеб. пособие для студентов теплотехн. специальностей вузов. М.: Гос. изд. техн.-теорет. лит., 1952. -392 с.

62. Лыков, А.В. Тепломассообмен: справочник. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1978. - 479 с.

63. Лыков, А.В. Тепло- и массообмен в процессах сушки: учеб. пособие для теплотехн. специальностей вузов. Перераб и доп. изд. M.-JL: Госэнерго-издат, 1956.-464 с.

64. Лыков, А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М., 1954.-448 с.

65. Матулевич В.П. Расчет скорости сушки при обтекании потоком газа пластин с образованием ламинарного пограничного слоя. МЛТИ, 1958.

66. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений, рацпредложений. // Экономическая газета. 1977. -№ 10. - С. 11-14.

67. Мигай, В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987.- 262 с.

68. Миронов В.П. Исследование термовлагопроводности древесины. // «Сушка древесины», сб.науч.трудов, Архангельск, 1958.

69. Митропольский, А,К. Техника статистических вычислений. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Наука, 1971. 576 с.

70. Михайлов, 10.А. Сушка перегретым паром. М.; Энергия, 1967.200 с.

71. Михеева Н.С. Исследование механизма сушки влажных материалов. // Труды МТИПП. 1956. Вып. 6. - С. 64-77.

72. Мучник Г.Ф. Решение задач теплопроводности методом сеток. В кн.: Тепло- и массоперенос. Т. 5. - Минск: Изд-во АН БССР, 1963. - 585 с,

73. Муштаев, В.И. Сушка в условиях пневмотранспорта / В.И. Мушта-ев, В.М. Ульянов, А.С. Тимопин. М.: Химия, 1984. - 230 с.

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

75. Никитина, Л.М. Таблицы равновесного удельного влагосодержания и энергия связи влаги с материалами / Под ред. акад. А.В. Лыкова. М.-Л.: Гос-энергоиздат, 1963. -175 с.

76. Нестеренко А.В. Экспериментальное исследование тепло и массо-обмена при испарении жидкости со свободной водной поверхности. // ЖТФ. -1954. Т. XXIV. - Вып. 4. - С. 729-741.

77. Обливин, А.Н Тепло- и массоперенос в производстве древесностружечных плит / А.Н. Обливин., А.К. Воскресенский, Ю.П. Семенов. М.: Лесн. пром-сть, 1978. - 192 с.

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

79. Основы практической теории горения: учеб. пособие для энерг. спец. вузов / В.В. Померанцев, К.М. Арефьев, Д.Б. Ахмедов и др.; под ред. В.В. Померанцева 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986.- 312с.

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

81. Патякин, В.И. Техническая гидродинамика древесины / В.И. Патя-кин, Ю.Г. Тишин, С.М. Базаров М.: Лесн. Пром-сть, 1990. - 303 е.: ил. -ISBN 5-7120-0323-6.

82. Перелыгин Л.М. Строение древесины. М.: Лесная промышленность, 1954. 200 с.

83. Перелыгин, Л.М. Древесиноведение. Учебник для лесотехн. техникумов / Л,М, Перелыгин, Б.Н. Уголев. Изд 4-е, испр. и доп. - М.: Лесная промышленность, 1971.-286 с.

84. Пижурин, А.А. Исследования процессов деревообработки / А,А, Пижурин, М.С. Розенблит. -М.: Лесная промышленность, 1984. 231 с.

85. Полонская Ф.М. Тепло- и массообмен в период постоянной скорости сушки. Н ЖТФ. Т. XXIII. Вып. 5., 1953.

86. Поснов Б.А. Обобщенное уравнение скорости процессов тепло- и массообмена твердых тел. // ИФЖ, 1953. № 5. - С. 865.

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

88. Процессы горения: учеб. пособие для вузов МВД СССР / И.М. Аб-дурагимов, А.С. Андросов, JI.K. Исаева, Е.В. Крылов. Под ред. Абдурагимова И.М. М.: ВИПТШ, 1984. - 268 с.

89. Рамм, В.М. Абсорбция газов / В.М. Рамм. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Химия, 1976.-655 с.

90. Рамбуш Н.Э. Газогенераторы. Перевод с англ. П.Г. Рашковского. -M.-JL: ГОНТИ, Редкая энергетическая литература, 1939.

91. Расев, А.И. Сушка древесины: Учебное пособие. М.: МГУЛ, 2000. - 228 с.

92. Расев А.И., Олексив Д.М. Конвективно-вакуумная сушилка для пиломатериалов. // Деревообраб. пром-ть. 1993. -№ 4. - С. 9-10.

93. Рихтмайер, Р.Д. Разностные методы решения краевых задач / Р.Д. Рихтмайер, К. Нортон. Пер. со 2-го англ. изд. Б.М. Будака и др. Под ред. Б.М. Будака и А. Д. Горбунова М.: Мир, 1972. - 418 с.

94. Ребиндер П.А. О формах связи влаги с материалом в процессе сушки. / Научно-техн. совещание по сушке. М., 1958, с. 20-33.

95. Роддатис, К.Ф. Справочник по котельным установкам малой производительности / К.Ф. Роддатис, А.Н. Полтарецкий. Под ред. К.Ф. Роддатиса. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 487 с. - ISBN 5-283-00018-4.

96. Романенко П.Н. Теплопередача / П.Н. Романенко, А.Н. Обливин, Ю.П. Семенов. М.: Лесн. Пром-сть,1969. - 432 с.

97. Рудобашта С.П. Кинетика массопередачи в системах с твердой фазой. М.: МИХМ, 1976. - 93 с.

98. Рудобашта, С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / Под ред. А.Н. Плановского. М.: Химия, 1980. - 248 с.

99. Руководящие технические материалы. Древесина. Показатели физико-механических свойств. М.: 1962.

100. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. 319 е., ил.

101. Саламонов А.А. Установки для сжигания и газификации древесных отходов // Пром. энергетика. 1985. - .№ 2. - С. 52-54.

102. Самарский, А.А. Устойчивость разностных схем / А.А. Самарский,

103. A.В. Гулин. -М.: Наука, 1973. 285 с.

104. Самарский, А.А. Теория разностных схем: учеб пособие для вузов по специальности «прикладная математика» / А.А. Самарский. М.: Наука, 1977, 495 с.

105. Сапожникова Т.А. Создание малоотходных технологий переработки древесины и обеспечение возможности эффективного использования вторичного сырья. // Деревообрабатывающая промышленность, 2001, № 2.

106. Сидельковский, JI.H. Котельные установки промышленных предприятий: учеб. для вузов по спец. «пром. теплоэнергетика» / JI.H. Сидельский,

107. B.Н. Юренев 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 526 с.

108. Сергеев Г.Т. Тепло- и массообмен при испарении жидкости в вынужденный поток газа. // ИФЖ. 1961. - № 2.

109. Серговский П.С. Влагопроводность древесины. // Дервообраб. пром-сть. 1955. № 2-С. 3-8.

110. Серговский, П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины: учеб для вузов по спец. «технология деревообработки». 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн.пром-ть, 1987. - 359 с.

111. Серговский, П.С. Расчет процессов высыхания и увлажнения древесины. М.-Л.: Гослесбумиздат, 1952.

112. Спиридонов, В.П. Математическая обработка физико-химических данных / В.П. Спиридонов, А.А. Лопаткин. М.: Изд. МГУ, 1970. - 221 с.

113. Патент РФ № 2027127, МКИ F 26 В 3/04. Способ сушки пиломатериалов / А.И. Расев, Г.Н. Курышов, С.А. Чучков, С.В. Ляшенко. 4 с.

114. Патент № 2274851 Российская Федерация, МПК G 01 N 25/50. Устройство для определения параметров воспламенения и горения твердых материалов / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев, P.P. Сафин и др.; патентообладатель НТЦ РТО; опубл. 20.04.2006.

115. Патент № 2256686 Российская Федерация, МПК С 10 В 1/04, 53/02. Углевыжигательная печь / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин и др.; патентообладатель НТЦ РТО; опубл. 20.07.2005.

116. Патент № 22279923 Российская Федерация, МПК 7В 01 D 53/04. Адсорбционная установка рекуперации растворителей / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин В.Н. Башкиров и др.; патентообладатель НТЦ РПО; опубл. 20.04.2006.

117. Тимербаев, Н.Ф. Экспериментальный стенд для исследования процесса сжигания древесных частиц Текст. / Тимербаев Н.Ф., Башкиров В.Н., Грачев А.Н. // Успехи в химии и химической технологии./ Казань T.XVIII.№3(43). 2004. - С.95-97

118. Тимербаев, Н.Ф. Оптимизация сжигания летучих компонентов топлива Текст. / Н.Ф. Тимербаев, Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев // Материалы научно практической конференции «Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» / Казань, 2006. -С. 118-119.

119. Тимербаев, Н.Ф. Пути повышения эффективности установок для сжигания биомассы Текст. / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин // Труды VI Международного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение» / Казань: КГУ, 2006. С. 335-336.

120. Тимербаев, Н.Ф. К вопросу энергетического использования древесных отходов Текст. / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев // Материалы научно-практической конференции « Проблемы использования и воспроизводства лесных ресурсов» / Казань, 2006. С. 185-186.

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

122. Тимербаев, Н.Ф. Математическая модель технологических процессов, сопровождающихся локальными выбросами Текст. / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г.

123. Сафин, В.Н. Башкиров // Математические методы в технике и технологиях. -«ММТТ-16» / Ростов-на-Дону, РГАСХМ, 2003. - С.37-39.

124. Тимербаев, Н.Ф. Исследование процесса горения древесных материалов Текст. / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин // Методические указания к лабораторным работам. / КГТУ, 2005. С. 16.

125. Тимербаев, Н.Ф. Экспериментальный стенд для исследования процесса сжигания древесных частиц Текст. / Н.Ф. Тимербаев, И.А. Валеев, В.Н. Башкиров // Успехи в химии и химической технологии. T.XVIII.№3(43). / Казань, 2004. - С.95-97.

126. Тимербаев, Н.Ф. Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств Текст. / Н.Ф. Тимербаев, Р.Г. Сафин, P.M. Иманаев и др. // Методические указания к лабораторным работам 8-11./ Казань КГТУ, 2006.-С.80.

127. Тимербаев, Н.Ф. Совершенствование термической переработки древесных отходов Текст. / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров // III Республиканская школа студентов и аспирантов "ЖИТЬ В XXI ВЕКЕ". / Казань, 2004. С.118-119.

128. Тимербаев, Н.Ф. Использование некондиционной древесины в качестве возобновляемых источников энергии Текст. / Н.Ф. Тимербаев, А.Н. Грачев // Труды VI Международного симпозиума «Ресурсоэффективность и энергосбережение». / Казань: КГУ, 2006. С. 340-341.

129. Теория тепломассообмена. / Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979.-496 с.

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

131. Урванов Г.Р. Исследование взаимосвязи между температурой и влажностью древесины в процессе сушки. // «Сушка древесины», сб.науч.трудов, Архангельск, 1968.

132. Феофилов В.В. Термическая переработка измельченной древесины. Доклад, ообобщающий науч. Труды на соискание ученой степени Учён. Степени д-ра техн. Наук. JL, 1967.

133. Фоломин А.И. Движение влаги в древесине и высокотемпературная её сушка в неводных жидкостях. // «Сушка древесины», сб.науч.трудов, Архангельск, 1958.

134. Харук, Е.В. Проницаемость древесины газами и жидкостями / Е.В. Харук; Отв. ред. канд. с.-х. наук Г.В. Клар; АН СССР. Сиб. отд-ние, Ин-т леса и древесины им В.Н. Сукачева. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1976. 190 с.

135. Частухин, В.И. Топливо и теория горения: учеб. пособие для вузов по спец. «пром. теплоэнергетика» / В.И. Частухин, В.В. Частухин. Киев: Вы-ща школа, 1989. - 222 с. - ISBN 5-11-001383-7.

136. Чудинов, B.C. Вода в древесине / Отв. ред. В.А. Баженов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1984.-270 с.

137. Шубин Г.С. Вопросы тепломассопереноса и расчета процесса сушки древесины.// Сушка древесины. Труды всесоюз. науч.-технич. конференции., Архангельск, 1968.

138. Шубин Г.С. О механизме переноса свободной влаги в древесине. // Лесной журнал. 1985. -№ 5. - С. 120-122.

139. Шубин, Г.С. Сушка и тепловая обработка древесины. М.: Лесн. пром-сть, 1990.-335 е.: ил. - ISBN 5-7120-0210-8.

140. Шубин, Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. -М.: Лесная промышленность, 1973.-246 с.

141. Щедрина Э.Б. Новые данные о тепловых и влажностных коэффициентах древесины. Рефераты докладов МЛТИ. М.: 1971. - С. 31-33.

142. Crocco L. An approximate theory of porous, sweat or folm cooling with reactive fluids. J. Amer. Rock. Soc., vol. 22, № 6, 1952.

143. Dorrance W., Dore F. The effect of mass transfer on compressible turbulent boundary layer skinfriction and heat-transfer. JAS, vol. 21, № 6,1954.

144. Ellwood E.L. Properties of american beech in tension and compression perpendicular to the grain and their relation to drying. Yale Univ., School of Forestry. Bull., 1954, №61.

145. Maclean J.P. Thermal conductivity of wood. Heat Piring and fir Condition. - 1941.-№ 13.

146. Rannie W.D. A simplified theory of porous wall colling. Calif. Inst. Technol., jet propulsion lab. Progr. Rept., 1957.

147. Torgeson O.W. Drying rate of sugar maple as affected by relative humidity and air velocity. Timbermann, Bd2, 1941.

148. Turcott D. A sublayer theory for fluid injection into the incompressible turbulent boundary layer. JAS, vol. 27, № 9, 1960.