автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Термическое разложение древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза



На правах рукописи

Макаров Александр Александрович

ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ В РЕЖИМЕ БЫСТРОГО АБЛЯЦИОННОГО ПИРОЛИЗА

0S.21.0S-Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки 05.21.03 — Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-6 ОКТ 2011

Казань-2011

4856723

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)

доктор технических наук, профессор Сафин Рушан Гареевич;

Научные руководители

кандидат технических наук, доцент Грачев Андрей Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Пиялкин Владимир Николаевич

доктор технических наук, профессор Канарский Альберт Владимирович

Ведущая организация

- ООО «Кировский БиоХимЗавод», г. Киров

Защита диссертации состоится « 21 » октября 2011 года в 14:00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.080.12 при ФГБОУ ВПО «КНИТУ» по адресу: 420015, г. Казань, ул. К. Маркса, 68.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского национального исследовательского технологического университета.

Автореферат разослан « 20 » сентября 2011 г.

Ученый секретарь __

диссертационного совета ¿^Эл^^' Е.И. Байгильдеева

Общая характеристика работы

Актуальность работы

В связи с промышленным развитием многих стран увеличивается их потребность в альтернативных возобновляемых источниках энергии, одним из которых является древесная биомасса. Однако, существенным недостатком биомассы в качестве источника энергии является низкая энергетическая плотность, что увеличивает затраты на её сбор, транспортировку и хранение, тем самым снижая эффективность использования в существующей инфраструктуре. Значительно повысить технологичность и эффективность использования биомассы позволяет технология быстрого пиролиза, которая обеспечивает переработку древесной биомассы с высоким выходом жидких продуктов. Проведенный анализ существующих технологических схем процесса быстрого пиролиза показал, что основное их различие заключается в типе реактора. При децентрализованной переработке древесной биомассы и лесосечных отходов наиболее эффективную переработку позволяют обеспечить абляционные реакторы. Они обладают высокой удельной производительностью и менее требовательны к подготовке исходного сырья. Однако, технология термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза находится на опытном уровне и поэтому исследования, направленные на разработку абляционного реактора быстрого пиролиза являются актуальными.

Работа выполнена при поддержке: гранта Президента РФ № МК-2950.2007.3, гранта Всемирного банка в рамках конкурса «Инновации для устойчивого развития РТ» и гранта по программе Старт 1 № 09-4-Н4.4-0133.

Цель работы состоит в исследовании термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и разработке автономной технологии переработки древесины с получением преимущественно жидких продуктов пиролиза. В связи с этим в представленной работе были поставлены следующие задачи:

> Идентифицировать физическую картину процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Разработать математическую модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Разработать алгоритм расчета математической модели термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Разработать экспериментальный стенд и провести исследования термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза в зависимости от режимных параметров;

> Разработать и изготовить промышленный образец, а также определить рациональные режимы ведения процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза при переработке древесины в жидкие продукты.

Научная новизна

В ходе проделанной работы:

> Разработана математическая модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, учитывающая режимные параметры процесса и толщину слоя промежуточного продукта;

> Впервые экспериментально определен коэффициент трения скольжения (0,08 - 0,2) при термическом разложении древесины в режиме механической абляции;

> Экспериментально определено влияние скорости смещения, температуры поверхности и давления на образец на скорость термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Расчетно-экспериментапьным методом определена оптимальная скорость смещения образца древесины относительно поверхности нагрева (1,32 м/с) при которой обеспечиваются минимальные удельные энергетические затраты на процесс термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза.

Практическая ценность

Результаты исследования термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и математическое описание данного процесса позволяют определить скорость термического разложения в зависимости от режимных параметров процесса. В ходе проделанной работы был разработан экспериментальный стенд для определения характеристик процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и методика проведения на нем экспериментов, а также разработана схема промышленной установки для термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза. Разработана конструкция реактора абляционного пиролиза и методика его расчета, которые могут быть использованы при проектировании производственных комплексов термической переработки древесины.

Реализация работы

Результаты проведенных в работе исследований реализованы при создании конструкторских решений, методик расчета, конструкторской документации и инструкций по эксплуатации абляционного реактора для установки быстрого пиролиза. По результатам исследований разработана схема производственного комплекса по переработке древесины методом термического разложения. Разработана и внедрена в производство в Матюшинском производственном участке №2 ГБУ РТ «Пригородное лесничество» опытно-промышленная установка для термохимической переработки низкокачественной древесины, включающая разработанный реактор абляционного пиролиза.

Автор защищает:

> Математическую модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Конструкцию экспериментального стенда для исследования процесса

термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и методику проведения на нем экспериментов;

> Результаты математического моделирования и проведенных экспериментов на стенде для исследования процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Схему промышленной установки для термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Международной Научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития лесного комплекса", г. Вологда 2008; П Всероссийской студенческой научно-технической конференции "Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология", г. Казань 2008; Международном симпозиуме "Энергоресурсоэфективность и энергосбережение", г. Казань 2009; Международной молодежной научной конференции "Тинчуринские чтения", г, Казань 2009; Международной научно-технической конференции "Математические методы в технике и технологиях" - ММТТ-22, г. Псков 2009; Международной научно-практической конференции "Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки", г. Москва 2009; IV Всероссийской научно-практической конференции "Энергетика в современном мире", г. Чита 2009.

Личное участие автора заключается в разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора изготовлены экспериментальные стенды для исследования процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, выполнены эксперименты и проведены промышленные испытания. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве и использованных в диссертации работ.

Публикации

По результатам выполненных исследований автором опубликовано 15 печатных работ, из которых 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и 1 патент РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание изложено на 144 страницах машинописного текста и включает в себя 63 рисунка и 4 таблицы. Список литературы содержит 108 источников.

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

В первой главе дан анализ современного состояния процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, проведен анализ существующих технологических схем процесса быстрого пиролиза, проанализированы подходы математического

моделирования процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза. Проведенный анализ позволил сделать вывод о достаточно быстром развитии технологии быстрого пиролиза в ряде западных стран (Канада, Финляндия, Италия, США). Исследованию термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза уделяется внимание в ряде работ авторов 1.Ьеёе, В1аз1, О.Воийп и др. Однако технология термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза и настоящее время находится на опытном уровне и ведутся активные исследования, направленные на разработку компактного реактора абляционного типа. По результатам аналитических исследований уточнены задачи исследования.

Во второй главе приведен подробный анализ процесса, сформулированы основные допущения, и на их основе разработана математическая модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и алгоритм ее расчета. Пиролиз древесины в режиме абляции характеризуется очень малой величиной зоны реакции, обусловленной значительными скоростями подвода теплоты к поверхности древесины и удаления продуктов реакций из зоны термического разложения. Подведенная к древесине теплота расходуется на ее термическое разложение в тонком, непрерывно удаляемом с поверхности древесины, слое. Расчетная схема термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза представлена на рис 1.

Р

образец |

-ъ-

жидкость

и

1пгс

ет_

дх

' дх

нагретая движущаяся поверхность

Рис. 1. Расчетная схема термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

При этом механизм термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза можно представить в виде трехстадийной схемы по аналогии с механизмом разложения целлюлозы (рис. 2): На первом этапе осуществляется разложение с образованием промежуточного жидкого вещества; на втором этапе

термическое разложение интермедиата на углистое вещество, пары и неконденсируемые газы; на третьем этапе, в случае длительного преоывания в зоне реакции, часть паров разлагаются на неконденсируемые газы и уголь. Лимитирующим механизмом на первой стадии термического разложения является подвод тепловой энергии через тонкий слой жидкости, что позволяет не рассматривать кинетику термических превращений, положив, что первичное термическое разложение древесины происходит подобно фазовому переходу первого рода при определенном значении температуры Тф с поглощением теплоты химических реакций.

. неконденсирующийся газ древесина -- ПР°^ество*з— конденсирующиеся пары

»У*

вещество

уголь

-м к6-

Рис. 2. Механизм термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза

С учетом принятых допущений задача моделирования термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза сводится к решению двухфазной задачи Стефана с подвижной границей и подвижным граничным условием. Учитывая сложность математического описания гидродинамики реагирующего слоя промежуточного продукта, целесообразно принять, что при определенных температуре поверхности абляции, скорости смещения, давлении и площади поперечного сечения образца существует одно единственное значение толщины слоя жидкого расплава

3 = КТпов,иач,р,8сеч). (1)

Уравнение теплопроводности для областей слоя жидкого промежуточного продукта (интермедиата) и для древесины запишется в виде выражении

оТ дТ дТ ^

СсяРс.

дт дх I дх

+ -к,рх , (2)

1=2,3,4

0Тд дТд( 8Т„Л Тепловой баланс на границе раздела фаз запишется в виде выражения

дТг

(3)

А.,

дх

где коэффициенты теплопроводности и теплоемкости можно определить на основании правила аддитивности с помощью выражений

Л.. =я.

N

Л, + Л,

р.»

+ л.

Р1;

(5)

- СугРуг + + фЄ + . (6)

Изменение концентраций продуктов термического разложения в жидком слое определяется с помощью выражений химической кинетики по принятому механизму реакций. Коэффициент теплоотдачи с помощью эмпирического выражения

асбя = 0,0017.Р. (7)

С целью оценки выхода продуктов термического разложения и протяженности зоны вторичного реагирования а (см. рис. 1) рассмотрим дальнейшее термическое разложение в тонком слое на удалении от образца (см рис 3) В результате химических реакций термического разложения на протяжении зоны 0<г<а с поверхности пленки возникнет поток парогазовой смеси. При г=а поток парогазовой смеси будет равен 0, а основным компонентом пленки будет древесный уголь.

а

■*..........,,—............ Я' , -Лисп ■4-....... ....... к щ ..............-......-.....> tj хим" - . ^>*Япр 7 - 0

' ^ - к\\ \

; . +-

3 (М. -'" Я

Рис. 3. Расчетная схема области термического разложения жидкого слоя

Согласно представленной на рис. 3 схеме процесса тепловой баланс для локального объема пленки в расчетной области запишется в виде выражения

Ч ~ Ч.хим + Яисп + Чпр ■ (8)

Левая часть уравнения (8) представляет собой удельный тепловой поток от нагретой поверхности к пленке, правая часть - расход теплоты, направленный на химические реакции в пленке, на испарение жидких продуктов термического разложения и на изменение температуры слоя соответственно. Концентрации продуктов термического разложения с учетом третичных превращений и испарения жидких продуктов пиролиза из зоны реакции находятся с помощью дифференциальных выражений

^ = (9)

ат

-^г=рЛ+ЛЛ> (10)

Изменение температуры слоя можно определить дифференциальным выражением (12). Удельные затраты тепла на осуществление химических реакций термического разложения можно определить с помощью выражения 13. а — у

--КУН (Т т \ У йен „ п

с1ТС1 _ ^ 1 сл>

Рсл

(12)

с/г

<1.™ = Рж(к2^2 +^3 + )-Р„(к5И5 +кьк6). (13)

Количество испаряемых жидких продуктов пиролиза (предполагается, что при испарении ~=о) с помощью выражения

акт№пов Тел) дтм ш п

Г..

(14)

0; Р„= о

Начальные условия для задачи (8)-(14) формулировались в виде среднеинтегральных значений температуры и концентраций компонентов в слое в зоне образца. Разработанная математическая модель решалась с помощью метода конечных разностей. При этом положение межфазной границы определялось с помощью метода ловли фронта в узел разностной сетки.

В третьей главе представлено описание экспериментального оборудования и методик проведения экспериментов, применявшихся для изучения процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, приведены результаты экспериментального изучения и математического моделирования изучаемого процесса. Экспериментальный стенд для исследования термического разложения материалов в режиме быстрого абляционного пиролиза включает в себя: реакционную камеру 1, систему пневматической подачи образца, систему управления и регистрации данных, конденсатор 2, газгольдер 3, баллон с инертным газом 4. Реакционная камера 1 содержит вращающийся и нагреваемый до определенной температуры диск 5. Необходимое усилие на поверхности образца создается путем создания

давления в нагнетательной камере пневмоцилиндра (см. рис. 4). На данном экспериментальном стенде было проведено исследование влияния механического воздействия на скорость термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза. В ходе эксперимента данные с термопар и переменного резистора фиксировались аналогово-цифровым преобразователем и сохранялись в виде текстовых файлов в компьютере. Затем данные пересчитывались в физические величины по тарировочным зависимостям. Обработка и дифференцирование зависимости перемещения образца во времени позволяли определить скорость его термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза. Варьируемыми факторами в ходе исследований являлись температура, скорость вращения диска и давление на образец. На рис. 5 представлена зависимость изменения длины образца во времени при термическом разложении древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, которую можно разделить на три участка: 1 - участок стабилизации скорости, 2 - участок постоянной скорости, 3 - участок влияния граничных условий, на котором в зависимости от условий (нагрев, постоянная температура, охлаждение границы), график имеет разный угол наклона. Представленная на рис. 6 экспериментальная зависимость скорости термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза в зависимости от линейной скорости вращения диска относительно поверхности образца показывает, что скорость термического разложения значительно увеличивается до скорости смещения диска около 1,43 м/с. Дальнейшее увеличение скорости смещения образца, в исследуемом диапазоне, приводит к относительной стабилизации скорости термического разложения.

Рис.4. Общий вид и схема экспериментального стенда для исследования термического разложения материалов в режиме механической абляции.

Представленные на рис. 7 и 8 экспериментальные зависимости скорости термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза от температуры и давления на образец показывают практически линейное увеличение скорости термического разложения при увеличении температуры диска и давления на образец в исследуемом диапазоне.

1,10" м в

26

23

15

10

5

\ а 'л

г>

1 е

о ° 1

1

У

.'.cui.HI-и г

25 3) т , сек

Рис. 5. Зависимость изменения длины образца при термическом разложении в режиме быстрого абляционного пиролиза

• 1/ :

У\

• •

♦ У

|

•

т."С

Рис. 7. Зависимость скорости термического разложения образца от температурь! поверхности нагрева

& • .#__) ..... ------------ • ••

* .V. •v.......

• /*............

/ 9 к

-...

СУ) 1,0 15 '.0 25 30 V-. <.0

\>т,м!сек

Рис. 6. Зависимость скорости термического разложения образца от линейной скорости вращения диска относительно поверхности образца

2Д 25 3.0 35 4.0 '-.5 5.0

Р,атм

Рис. 8. Зависимость скорости термического разложения от давления на образец

Сопоставление данных математического моделирования и экспериментальных значений показало, что их расхождение составляет не более 22 %, что говорит об адекватности разработанного математического описания реальному процессу (рис. 9). Представленный расчетный температурный профиль (рис. 10) показывает распределение температуры в жидком слое и древесине, причем температурный профиль имеет значительный перепад в тонкой области до 10 мм. Расчетный анализ реагирования в слое интермедиата показал, что термическое разложение жидкого слоя практически отсутствует при толщинах менее 100 мкм. Более толстые слои интермедиата, в виду более длительного пребывания в зоне реакции, подвергаются перегреву и частичному разложению первичной жидкости в жидкие продукты, газ и уголь. Представленные профили концентраций компонентов показывают, что интермедиат преимущественно разлагается в жидкие продукты пиролиза (рис. 11, 12). Увеличение толщины слоя интермедиата также приводит к изменению выхода конечных продуктов. При увеличении толщины слоя интермедиата выход жидких продуктов

снижается, а угля и газов возрастает. Выход жидких продуктов практически стабилизируется на уровне 79 % при толщине слоя интермедиата менее 100 мкм.

Рис. 10. Расчетный температурный профиль в процессе термического разложения древесины

Рис. 9. Зависимость продвижения границы раздела фаз при расчетных и экспериментальных значениях

р//р:

X , м

Рис. 11. Распределение относительной концентрации компонентов в слое интермедиата в зоне образца (г=4с)

Рис. 12. Распределение относительной концентрации компонентов в слое интермедиата на удалении от образца (5=4 10"4 м)

В ходе экспериментальных исследований была произведена оценка коэффициента трения скольжения образца по поверхности нагрева. Как показали результаты экспериментов коэффициент трения скольжения изменялся, в зависимости от условий процесса, в диапазоне 0.08 - 0.2, что соответствует трению древесины о металлическую поверхность с жидкой смазкой (0,1-0,2) по данным Анурьева В.И. Данное обстоятельство подтверждает гипотезу о наличии жидкости в области контакта при термическом разложении древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза. Так же, в результате обработки экспериментальных данных была получена зависимость удельных энергетических затрат на процесс от скорости смещения образца, которая

I показала что удельные энергозатраты на процесс минимальны при скорости смещения образца относительно поверхности нагрева равной 1,32 м/с. Таким образом, в результате проведенных исследований идентифицирован механизм процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, определены значения коэффициента трения скольжения в процессе, получены зависимости скорости термического разложения древесины сосны при различных: температурах, давлениях и скоростях вращения диска, определены оптимальные удельные энергетические затраты на процесс.

В четвертой главе на основе результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана принципиальная схема установки для переработки древесных отходов методом быстрого абляционного пиролиза (рис. 13), которая защищена патентом Российской Федерации. Ответственной частью схемы является компактный реактор абляционного типа. С учетом экспериментальных и теоретических данных была разработана методика расчета абляционного реактора, которая позволила рассчитать основные параметры его конструкции и рекомендовать режимы. Согласно конструкции поверхность абляции образована замкнутой поверхностью цилиндра обогреваемой через рубашку. Термическое разложение в режиме быстрого абляционного пиролиза осуществляется путем трения частиц биомассы между вращающимся ротором с лопатками и статором реактора. Реактор в составе установки проработал более 700 часов в номинальном температурном режиме при 600-650 °С. В качестве сырья использовались сосновая щепа, древесные топливные гранулы (пеллеты) и отходы деревообработки (стружки, опилки). Существенной характеристикой, влияющей на скорость протекания процесса и выход конечных продуктов является частота вращения ротора реактора. Проведенные испытания показали, что с увеличением частоты вращения ротора увеличивается и производительность реактора. Однако в ходе наблюдений было выявлено, что увеличение частоты вращения ротора снижало общую эффективность процесса, так как существенно увеличивались энергетические затраты на процесс, а так же, с увеличением частоты вращения ротора частицы угля становились более мелкими, что приводило к ухудшению степени очистки парогазовой смеси, а, следовательно, и к ухудшению качества конечных жидких продуктов.

Рис. 13. Общий вид и схема установки для переработки древесных отходов методом термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза

Экономический анализ разработанной технологии показал, что при переработке 1 тыс. м3 низкотоварной древесины можно получить прибыль более 1,5 млн. руб. при цене реализации жидких продуктов пиролиза 4,5 руб/кг и древесного угля 5 руб/кг.

В приложениях к работе приведены программа расчета математической модели процесса термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза и акт внедрения опытно-промышленной установки для переработки древесных отходов методом термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза.

Основные результаты и выводы:

> Проведен анализ современного состояния научных основ термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и сформулированы основные допущения процесса термического разложения древесины в абляционном режиме;

> Разработана математическая модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Разработаны алгоритм расчета и моделирующая программа математической модели термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> Разработан экспериментальный стенд, методика проведения экспериментов и проведены исследования влияния скорости смещения поверхности абляции, температуры поверхности абляции и давления на образец при термическом разложении древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

> В ходе математического моделирования установлено, что при толщине промежуточного жидкого слоя (интермедиата) менее 100 мкм реагированием в слое можно пренебречь и выход жидких продуктов максимален и составляет 79 %;

> В ходе математического моделирования определена табличная зависимость толщины слоя интермедиата в зависимости от давления, температуры и скорости смещения образца;

> Проведены исследования коэффициента трения скольжения при термическом разложении древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза. Результаты исследований показали, что коэффициент трения скольжения при абляционном пиролизе древесины, в зависимости от скорости смещения поверхности абляции, температуры поверхности абляции и давления на образец, колеблется в диапазоне 0,08 - 0,2;

> По результатам исследований разработан реактор абляционного пиролиза для термической переработки древесины.

Основные обозначения: V- скорость, м/с; площадь, м2; q- удельный тепловой поток, Вт/м2; граница раздела фаз, м; р- парциальная плотность, кг/м3; Т- температура, К; с- теплоемкость, Дж/(кг-К); Р- давление. Па; а-коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К); Х- коэффициент теплопроводности,

т/(м-К)- к,- константа скорости химической реакции, сек"'; Т- время, сек; j дельный поток компонента, кг/(м2-сек); h- удельная теплота химической еакции, Дж/кг; х, z, 1 - координата, м; S- толщина слоя интермедиата, м; г -дельная теплота парообразования, Дж/кг

Индексы: 0- начальный; г - газ; д- древесина; сл- слой; у- уголь; и- пар; пгс-парогазовая смесь; 1,2,3,4,5,6-реакции термического разложения; хим-химический; исп- испарение; пр- прогрев; пов- поверхность; см- смещение; обр-образец; ж- жидкость, абл - абляционный.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

Патент:

1. Пат. № 2395559. РФ, МПК С10В. Способ термической переработки органосодержащего сырья / А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, С.А. Забелкин, A.A. Макаров, Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов; патентообладатель ООО «ЭнергоЛесПром». - №2009108597/04. заявл. 10.03.2009, опубл. 27.07.2010, Бюл. №21.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК:

2. Грачев, А.Н. Применение процесса быстрого абляционного пиролиза древесных отходов для выработки жидкого биотоплива / А.Н. Грачев, A.A. Макаров, Ю.П. Семенов, АЛ. Николаев, Н.Ф. Кашапов // Вестник Московского государственного университета леса «Лесной Вестник». Москва. - 2009. №3 (66), - С.88-91.

3. Грачев, А.Н. Экспериментальные исследования скорости убыли массы древесины в процессе быстрого абляционного пиролиза / А.Н. Грачев, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров, Р.Г. Сафин // Лесной журнал. Архангельск. - 2009. №4,-С. 116-123.

4. Макаров, A.A. Математическая модель термического разложения древесины в абляционном режиме / A.A. Макаров, А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, А.Т. Шаймуллин // Вестник Казанского государственного технологического университета «Вестник КГТУ». Казань. - 2011. №8,- С. 68-73.

5. Грачев, А.Н. Результаты математического моделирования термического разложения древесины в абляционном режиме / А.Н. Грачев, A.A. Макаров, Р.Г. Сафин // Вестник Казанского государственного технологического университета «Вестник КГТУ». Казань. - 2011. №14,- С.77-82.

Статьи в журналах:

6. Грачев, А.Н. Технология быстрого пиролиза при энергетическом использовании низкокачественной древесины / А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, И.А. Валеев, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров, Д.В. Тунцев // Журнал "Энергетика Татарстана". Казань - 2008. №4(12), - С.16-20.

Труды в прочих изданиях:

7. Грачев, А.Н. Экспериментальное исследование быстрого абляционного пиролиза биомассы / А.Н. Грачев, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров, В.Н. Башкиров // Материалы докладов Международной Научно-техническои конференции "Актуальные проблемы развития лесного комплекса", г. Вологда,

2008.-С. 106-109.

8. Грачев, А.Н. Экспериментальное изучение быстрого пиролиза

i6

древесины при механической активации / А.Н. Грачев, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров // Материалы докладов Всероссийской студенческой научно-технической конференции "Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология", 2008, Казань, - С. 98 - 100.

9. Грачев, А.Н. Исследование коэффициента трения скольжения при абляционном пиролизе древесины / А.Н. Грачев, А.А Макаров, Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов, В.А. Карданов, С.А. Забелкин // Тезисы докладов Международной Научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития лесного комплекса", Вологда, 2008. - С. 108-109.

10. Грачев, А.Н. Технология получения альтернативного жидкого топлива из биомассы растительного происхождения / А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров // Материалы докладов Международной Научно-технической конференции "Энергетика 2008: инновации, решения, перспективы", г. Казань, 2008. -С.148-151.

11. Грачев, А.Н. Оптимизация удельных энергетических затрат на процесс пиролиза в режиме абляции / А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, A.A. Макаров, Д.В. Тунцев // Материалы докладов 22 Междунар. науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-22», г. Псков, 2009. - С 41-42.

12. Грачев, А.Н. Исследование процесса пиролиза древесины при механической абляции / А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин, А.А Макаров, Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов, С.А. Забелкин // Тезисы докладов 4 Всероссийской научно-практической конференции "Энергетика в современном мире", г.Чита, 2009 -С.57-60,

13. Макаров, A.A. Процесс термического разложения биомассы дерева при механической абляции / A.A. Макаров, Д.В. Тунцев // Материалы докладов 4 Международной молодежной научной конференции "Тинчуринские чтения" ТЗ. - г. Казань, 2009 г. - С. 90-92.

14. Макаров, A.A. Получение электрической энергии с использованием технологии быстрого пиролиза биомассы / A.A. Макаров, Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов, С.А. Забелкин // Материалы докладов 4 Международной молодежной научной конференции "Тинчуринские чтения", ТЗ. - г.Казань, 2009 г. - С. 85-87.

15. Забелкин, С.А. Жидкие продукты быстрого пиролиза древесины как топливо / С.А. Забелкин, А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, A.A. Макаров, Д.В. Тунцев, Р.Г. Хисматов // Тезисы докладов конференции «Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки» - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2009. - С 53-54.

Соискатель А.А. Макаров

Формат 60x84/16 Тираж 100 Подписано к печати 20.09.2011

Печать офсетная. Усл.л.л. 1.00 Заказ 100

Издательство КГАУ/420015 г. Казань, ул. К.Маркса, д.65 Лицензия на издательскую деятельность код 221 ИД № 06342 от 28.11.2001 г. Отпечатано в типографии КГАУ 420015 г. Казань, ул. К.Маркса, д.65 Казанский государственный аграрный университет

Глава Название Стр.

Введение

Обзор литературы Современное состояние техники и технологии ^ термохимической переработки древесины . j. j Классификация'технологий термического разложения ; древесины

Научные основы термического разложения древесины в ^ режиме абляции

Вывод jj Математическая модель термического разложения древесины ^ в абляционном режиме

Физическая картина процесса термического разложения ^q древесины в режиме механической абляции д ? Формализация процесса термического разложения древесины ^ в режиме механической абляции ^ ^ Математическая модель термического разложения древесины ^ в абляционном режиме jj ^ Алгоритм расчета математической модели термического разложения древесины в режиме абляции

Вывод

Экспериментальное исследование и математическое III Моделирование термического разложения древесины в режиме 58 механической абляции t

Экспериментальное оборудование для исследования III. 1 термического разложения древесины в режиме механической 58 абляции

Методика проведения эксперимента по изучению процесса

III.2 термического разложения древесины в режиме механической абляции ; ттт ^ Исследование кинетики быстрого абляционного пиролиза

III. j Оо древесины

III.4 Анализ результатов математического моделирования ттт Исследование коэффициента трения-скольжения при ОЛ

III.' . ■■ ои абляционном пиролизе древесины.

Вывод 84. ' Промышленная реализация результатов исследований " ' -35 термического разложения в режиме абляции

Л, , Описание установки для:тсрмического разложепия древесины

IV. 1 „ - ■ о в режиме механической абляции л/. Инженерная методика расчета реактора для термического

1 V.Z - о о разложения древесины в режиме механической абляции jy ^ Опытно-промышленная установка для переработки древесных ^ отходов методом термического разложения в режиме абляции Испытания реактора абляционного пиролиза в составе IV.4 опытно-промышленной установки для переработки древесных 97 отходов Технико-экономический анализ технологии термического ^ ^ разложения древесины в режиме абляции IV.6 Вывод

Актуальность работы

В связи с промышленным развитием многих стран увеличивается их потребность в альтернативных возобновляемых источниках энергии, одним из которых является древесная биомасса. Однако, существенным недостатком биомассы в качестве источника энергии является низкая энергетическая плотность, что увеличивает затраты на её сбор, транспортировку и хранение, тем самым снижая эффективность её использования в существующей инфраструктуре. Значительно повысить технологичность и эффективность использования биомассы позволяет технология быстрого пиролиза, которая обеспечивает переработку древесной биомассы с высоким выходом жидких продуктов. Проведенный анализ существующих технологических схем процесса быстрого пиролиза показал, что основное их различие заключается в типе реактора. При децентрализованной переработке древесной биомассы и лесосечных отходов наиболее эффективную переработку позволяют обеспечить абляционные реакторы. Они обладают высокой удельной производительностью, менее требовательны к подготовке исходного сырья. Однако технология термического разложения в режиме быстрого абляционного пиролиза находится на опытном уровне и поэтому исследования, направленные на разработку абляционного реактора быстрого пиролиза являются актуальными.

Работа выполнена при поддержке: гранта Президента РФ № мк-2950.2007.3, гранта Всемирного банка в рамках конкурса «Инновации для устойчивого развития РТ» и гранта по программе Старт 1 № 09-4-Н4.4-0133.

Цель работы состоит в исследовании термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и разработке автономной технологии переработки древесины с получением преимущественно жидких продуктов пиролиза. В связи с этим в представленной работе были поставлены следующие задачи:

Идентифицировать физическую картину процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

Разработать математическую модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

Разработать алгоритм расчёта математической модели термического, разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

Разработать экспериментальный стенд и провести исследования термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза в зависимости от режимных параметров

Разработать и изготовить промышленный образец, а также определить рациональные режимы ведения процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза при переработке древесины в жидкие продукты

Научная новизна

В ходе проделанной работы:

Разработана математическая модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза, учитывающая режимные параметры процесса и толщину слоя промежуточного продукта;

Впервые экспериментально определен коэффициент трения скольжения (0,08 — 0,2) при термическом разложении древесины в режиме механической абляции; Экспериментально определено; влияние скорости " смещения, температуры поверхности и давления на образец на скорость термического разложения древесины , в режиме: быстрого абляционного пиролиза; > Расчётно-экспериментальным- методом? определена? . оптимальная > скорость,: смещения образца древесины: относительно поверхности нагрева (1,32 м/с) , при которой: обеспечиваются минимальные удельные энергетические затраты на процесс, термического разложения м режиме быстрого абляционного пиролиза*:'

Практическая ценность. Результаты исследования термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного- пиролиза и математическое описание данного процесса позволяют определить скорость термического разложения в зависимости от режимных параметров процесса. В ходе проделанной^ работы был! разработан экспериментальный стенд для определения характеристик процесса термического разложения.;древесины^ в режиме быстрого абляционного пиролиза'и методика проведения на нем экспериментов, а также разработана схема промышленной; установки* для; термического . разложения древесины в режиме быстрого:; абляционного1 пиролиза. Разработана конструкция реактора? абляционного пиролиза" и методика- его расчета, которые могут быть использованы; при: проектировании1 производственных комплексов термической; переработки древесины.

Реализация работы.

Результаты проведенных в работе исследований?, реализованы при создании конструкторских решений, методик расчета; конструкторской документации и инструкций по эксплуатации абляционного реактора, для установки быстрого пиролиза. По результатам исследований разработана схема- производственного комплекса по переработке древесины методом термического разложения. Разработана и внедрена в производство в Матюшинском производственном участке №2 ГБУ РТ «Пригородное лесничество» опытно-промышленная установка для термохимической переработки низкокачественной древесины, включающая разработанный реактор абляционного пиролиза.

Автор защищает:

Математическую модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

Конструкцию экспериментального стенда для исследования процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и методику проведения на нем экспериментов

Результаты математического моделирования и проведенных экспериментов на стенде для исследования процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

Схему промышленной установки для термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Международной Научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития лесного комплекса", г. Вологда 2008; II Всероссийской студенческой научно-технической конференции "Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология", Казань 2008; Международном симпозиуме "Энергоресурсоэфективность и энергосбере-жение", г. Казань 2009; Международной молодежной научной конференции "Тинчуринские чтения", г.Казань 2009; Международной научно-технической конференции "Математические методы в технике и технологиях" - ММТТ-22, Псков 2009; Международной научно-практической конференции "Биоэнергетика и биотехнологии - эффективное использование отходов лесозаготовок и деревообработки", г. Москва 2009; IV Всероссийской научно-практической конференции "Энергетика в современном мире", г. Чита 2009.

Личное участие автора заключается в разработке основных идей диссертации, а также в постановке и решении задач теоретического, экспериментального и прикладного характера. При непосредственном участии автора изготовлены экспериментальные стенды для исследования процесса термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза; выполнены эксперименты и проведены промышленные испытания. Автору принадлежат основные идеи опубликованных в соавторстве и использованных в диссертации работ.

Публикации

По результатам выполненных исследований автором опубликовано 15 печатных работ, из которых 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК и 1 патент РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание изложено на 144 страницах машинописного текста и включает в себя 63 рисунка и 4 таблицы. Список литературы содержит 108 источников.

Основные результаты и выводы:

1. Проведен анализ современного состояния научных основ термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза и сформулированы основные допущения процесса термического разложения древесины в абляционном режиме;

2. Разработана математическая модель термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

3. Разработаны алгоритм расчета и моделирующая программа математической модели термического разложения древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза; л

4. Разработан экспериментальный стенд, методика проведения экспериментов и проведены исследования влияния скорости смещения поверхности абляции, температуры поверхности абляции и давления на образец при термическом разложении древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза;

5. В ходе математического моделирования установлено, что при толщине промежуточного жидкого слоя (интермедиата) менее 100 мкм реагированием в слое можно пренебречь и выход жидких продуктов максимален и составляет 79 %;

6. В ходе математического моделирования определена табличная зависимость толщины слоя интермедиата в зависимости от давления, температуры и скорости смещения образца;

7. Проведены исследования коэффициента трения скольжения при термическом разложении древесины в режиме быстрого абляционного пиролиза. Результаты исследований показали, что коэффициент трения скольжения при абляционном пиролизе древесины, в зависимости от скорости смещения поверхности абляции, температуры поверхности абляции и давления на образец, колеблется в диапазоне 0,08 — 0,2;

8. По результатам исследований разработан реактор абляционного пиролиза для термической переработки древесины.

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя

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

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

4. Бронзов, О. В. Древесный уголь: получение, основные свойства и области применения древесного угля Текст. / О.В. Бронзов, Г. К. Уткин.

5. Вайнштейн Э.Ф., Переработка биомассы и бедных органических полезных ископаемых высокоскоростным пиролизом, Научно-технический журнал «ВНТР» №1, 2007 г. Национальная Технологическая Группаj

6. Валеев, И.А. Термическая переработка отходов деревообрабатывающих предприятий: Дис. . канд. тех. наук. -Казань, 2006.- 156 с.

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

8. Возобновляемая энергетика в России// отчет Международного энергетического агентства, 2003. -120с.

9. Гелетуха Г.Г. Обзор современных технологий получения жидкоготоплива из биомассы путем быстрого пиролиза. Часть 1 / Г.Г.

10. Гелетуха, Т.А. Железная // Экотехнологии и ресурсосбережение. — 2000. —№2.-С. 3-11.

11. Гелетуха Г.Г. Обзор современных технологий сжигания древесины с целью выработки тепла и электроэнергии. Часть 2/ Г.Г Гелетуха, Т.А. Железная // Экотехнологии и ресурсосбережение. 1999. - №6. -С. 3-11.

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

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

14. Гольдман Н.Л./ Обратные задачи Стефана

15. Гордон Л. В., Скворцов С. О., Лисов В. И., Технология и' оборудование лесохимических производств. 5 изд., М., 1988.-360с.

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

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

18. Грачев, А.Н. Биомассу в жидкое топливо Текст. / А.Н. Грачев, Р.Г. Сафин // Ресурсоэффективность в Республике Татарстан. -2007. -№ 1. - С. 22-23.

19. Грачев, А.Н. Исследование # быстрого пиролиза биомассы растительного происхождения/ А.Н. Грачев // Известия вузов химия и химическая технология.-2008.-Т. 51. -Вып. 12. -С. 110-113

20. Грачев, А.Н. Исследование быстрого пиролиза древесины вабляционнном режиме/ А.Н. Грачев, Р.Г. Хисматов, Р.Г. Сафин,Р.Г., В.Н.Башкиров //Известия Самарского научного центра РАН. —2008, Специальный выпуск.-С. 25-29

21. Грачев, А.Н. Технология быстрого пиролиза при энергетическом использовании низкокачественной древесины/ А.Н. Грачев, В.Н. Башкиров, И.А. Валеев, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров, Д.В Тунцев // Энергетика Татарстана. 2008. - № 4(12). - С.16 - 20.

22. Грачев, А.Н. Экспериментальное исследование кинетики процесса быстрого абляционного пиролиза древесины Текст. / А.Н. Грачев,, Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров, Р.Г. Сафин // Лесной журнал. Архангельск. 2009. - № 5, - С. 78-85.

23. Грачев, А.Н. Экспериментальные исследования скорости убыли массы древесины в процессе абляционного пиролиза /Р.Г. Сафин,Р.Г. Хисматов, A.A. Макаров //Известия вузов. «Лесной журнал», 2009, №4.-С. 116-122

24. Древесина (химия, ультраструктура, реакции): Пер. с англ./Д. Фенгел, Г. Вегенер; Предисл. А. А. Леоновича// Под ред. д-ра техн. наук проф. А. А. Леоновича М.: Лесная пром-сть, 1988. - 512 с. —' ISBN 5-7120-0080-6.

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

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

27. Исхаков, Т. Д. Энерго — и ресурсосбережение при утилизации' отработанных шпал методом пиролиза: автореф. Дис. канд. техн. наук / Т.Д. Исхаков. Казань., 2008. 16 с.

28. Исхаков, Т.Д. Исследование кинетики пиролиза отработанныхдеревянных шпал/ Т.Д. Исхаков, А.Н. Грачев, Р.Г.Сафин, Кайнов П.А. // 4-я Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы развития лесного комплекса».- Вологда, 2007.-С.125-127.

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

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

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

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

33. Козлов, В.Н. Технология пирогенетической переработки древесины Текст. / В. Н. Козлов, А. А. Нивицкий // -Л.: Гослесбумиздат, 1954. - 456с.S

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

35. Кутателадзе, С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. Текст. / С. С. Кутателадзе // М: Энергоатомиздат, 1990.- 367 с.

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

37. Лопатин, А. Н. Исследование некоторых вопросов пиролизагемицелюлозы.: Дис. канд. тех. наук. — Ленинград, 1969. — 105с.j

38. Львовский, Е. Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов/ Е. Н. Львовский. // 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1988.239с.

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

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

41. Михеев М.А., Основы теплопередачи. Госэнергоиздат, 1949

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

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

44. Никитин, Н. И. Химия древе9ины и целлюлозы Текст. / Н. И. Никитин. // -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1962.-250с.

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

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

47. Патент RU (11) 2 281 313 С1 «АБЛЯЦИОННЫЙ РЕАКТОР»

48. Перелыгин, Л. М. Строение древесины Текст. / Л. М. Перелыгин

49. М.: АН СССР. -1954. -200сГ

50. Перспективы использования в Украине современных технологий термохимической газификации и пиролиза биомассы / Г.Г. Гелетуха, Т.А. Железная, И.И. Борисов, А.А. Халатов / / Пром. теплотехника. -1997. — Т. 19, №4-5. — С. 115-120.

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

52. Пиролиз углеводородного сырья/Мухина Т. Н., Барабанов Н. Л., Бабаш С. Е. и др. М.: Химия, 1987, 240 с.

53. Пиялкин В.Н., Грязнов С.Е., Цыганов Е.А., Чалова А.В., Соколов О.М., Богданович Н.И. Технические и экономические аспекты термохимических методов получения жидкого топлива из древесного сырья. // Лесной журнал, 2001, № 4. С. 94 - 95.

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

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

56. Самарский, А. А. Устойчивость разностных схем Текст. / А. А. Самарский, А. В. Гулин // М.: Наука, -1973. -285 с.

57. Сафин, Р. Г. Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств: Учеб. пособие Ч. I./ Р. Г.' Сафин. // Казань: Казан, гос. техн. ун-т., -2000. -350с.

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

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

60. Славянский А.К., Медников Ф. А. Технология лесохимических производств. М.: Лесная пром-сть, 1970. 392 с.

61. Теплотехнический справочник Текст. // М.:Энергия, -1975. Т-1 -744 с.

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

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

64. Фенгел Д./ Древесина. Химия, ультраструктура, реакции // Д. Фенгел, Г.Вегенер

65. Хисматов, Р.Г. Исследование процесса быстрого контактного пиролиза/ Р.Г. Хисматов, А.Н. Грачёв // Материалы конкурса студенческих научно-исследовательских работ Казань: изд-во Казан. Гос. Технол. Ун-та, 2007.-С 276-278.

66. Юдкевич Ю.Д. Получение химических продуктов из древесных отходов / Ю.Д.Юдкевич, С.Н. Васильев,. В.И. Ягодин. СПб: СПбЛТА, 2002. - 84 с

67. Ahnger A., Graham R.G. Liquid Biofuel for Diesel Power Production: a Techno Economic Assessment // Proc. of the 9-th Europ. Bioenergy Conf., Copenhagen, Denmark, 24-27 June, 1996.- Pergamon, 1996. -Vol.3.-P. 1614-1619.

68. Alves, S. A Model for Pyrolysis- of Wet Wood Text. / S. Alves, J. L. Figueiredo //Chemical Engineering Science. -1989.-44(12). -P. 28612869.

69. Biochar and Sustainable Agriculture, Schahczenski, Jeff, A Publication of ATTRA—National Sustainable Agriculture Information Service, 02/2010, Number IP358, p.1-12, (2010)

70. Biomass fast pyrolysis, Bridgwater A.V. Review paper, Thermal science: vol. 8 (2004), no. 2, pp. 21-49.

71. Bridgwater A. V., Czernik S., Piskorz J., An Overview of Fast Pyrolysis Technology, in:Progress in Thermochemical Biomass Conversion (Ed. A. V. Bridgwater), Blackwell, Oxford, UK, 2001, pp. 977-997

72. Bridgwater A. V., Humphreys C.L., Dowden K. PyNe is the Pyrolysis Network//Ibid.- P. 1571 1574.

73. Bridgwater A. V., Peacocke G. V., Fast Pyrolysis Processes for Biomass, ^ Sustainable and Renewable Energy Reviews, 4 (1999), 1, pp. 1-73

74. Bridgwater A. V., The Status of Fast Pyrolysis of Biomass in Europe / / Proc. of the 10-th Europ. Bioenergy Conf., Wurzburg, Germany, 8-11 June, 1998. CARMEN, 1998. -P. 268-271.

75. Bridgwater A.V., Renewable Energy World / January-February, 2001, p.67

76. Bridgwater, A. V., Maniatis, K., The Production of Biofuels by the Thermochemical Processing of Biomass, in: Molecular to Global. Photosyn the sis (Eds. M. D. Archer, J. Barber), ICPress, London, UK, 2004, pp. 521-612

77. Chris W. Bio buzzword/ w. Chris //roads & bridges, September 2009. -p 34-37.

78. Czernik, S., Johnson, D., Black, S., Stability of Wood Fast Pyrolysis Oil, Biomass and Bioenergy, 7 (1994), pp. 187-192

79. Di Blasi Colombia, Heat transfer mechanisms and multi-step kinetics inthe ablative pyrolysis of cellulose

80. Di Blasi, C, 1993. Analysis of convection and secondary reaction effects* within porous solid fuels undergoing pyrolysis. Combustion Science Technology, 90: 315-339.

81. Di Blasi, C. "Heat, momentum and mass transport through ashrinking biomass particle exposed to thermal radiation." Chemical

82. Engineering Science. -1996. -51(7). -P. 1121-1132.

83. Diebold J. P., Milne T. A., Czernik S., Oasmaa A., Bridgwater A. V., Cuevas A., Gust S., Huffman D., Piskorz J., Proposed Specifications for

84. Various Grades of Pyrolysis Oils, in developments in Thermochemical

85. Biomass Conversion (Eds. A. V. Bridgwater, D. G. B.Boocock), Blackie Academic & Professional, London, 1997, pp. 433-447

86. Elliott, D., Water, Alkali and Char in Flash Pyrolysis Oils, Biomass and Bioenergy, 7 (1994), pp. 179-185

87. Fagernas, L., "Chemical and Physical Characterization of Biomass-Based Pyrolysis Oils Liter a ture Review", Technical Research Centre of Finland, Espoo 1995

88. Fast pyrolysis of wood: direct measurement and study of ablation rate, -Jacques Lede, Janis Panagopoulos, Laboratoire des Sciences du Genie Chimique, CNRS-ENSIC, 1, rue Grandville, France

89. Fusion-like behaviour of wood pyrolysis Text. / J. Lede [et al.] // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2003. -Vol. 70, issue 2. fflP. 601-618.

90. Gust, S., Nieminen, J-P., Nyronen, T., Forestera™ Liquefied Wood Fuel Pilot Plant, in: Pyrolysis and Gasification of Biomass and Wastes (Ed. A. V. Bridgwater), CPL Press,Newbury, UK, 2003, pp. 169-174.

91. Hayes, M. H. Biochar and biofuels for a brighter future. Nature, Volume 443(7108), p. 144-144, (2006)

92. Huffman, D., Vogiatzis, A., Clark, D., Combustion of Bio-Oil, in: Bio-Oil Production and Utilization (Eds. A. V. Bridgwater, E. Hogan), CPL Press, Newbery, UK, 1996, pp. 227-235

93. Keech, O., Carcaillet C., Nilsson, M. C. Adsorption of allelopathic compounds by wood-derived charcoal: The role of wood porosity. Plant and Soil, Volume 272(1-2), p.291-300, (2005)

94. Kung, H.C. A mathematical model of wood pyrolysis. Combust. Flame, 1972, 18: 185-195.

95. Lede J, et al. Fast pyrolysis of wood: direct measurement and study of ablation rate//Fuel. -1985. 64. -p.1514-1520.

96. Meier D., Schoell S. New ablative pyrolyser in operation in Germany // PyNe Newsletter, Issue 17, April 2004.

97. Meier, D, New ablative pyrolyser in operation in Germany Text. / D. Meier, S. Schoell // PyNe Newsletter, Issue 17, -2004.

98. Meier, D., Scholze, B., Fast Pyrolysis Liquid Characteristics, in: Biomass Gasification and Pyrolysis, State of the Art and Future Prospects (Eds. M. Kaltschmitt, A. V. Bridgwater),CPL Press, Newbury, UK, 1997, pp. 431441

99. Oasmaa, A. A guide to physical property characterization of biomassderived fast pyrolysis liquids/ Oasmaa, A., Peacocke, C//Technicaljresearch center of Finland, 2001.-lOOp.

100. Oasmaa, A., Czernik, S., Fuel Oil Quality of Biomass Pyrolysis Oils — State of the Art for the End-Users, Energy & Fuels, 13 (1999), pp. 914921

101. Olivier Boutin, Monique Ferrer, Jacques Lede. Flash pyrolysis ofcellulose pellets submitted to a concentrated radiation: experiments and modeling

102. Peacocke, G. V. C., Bridgwater, A. V., Ablative Fast Pyrolysis of Biomass for Liquids: Results and Analyses, in: Bio-Oil Production and Utilisation (Eds. A. V. Bridgwater, E. H. Hogan), CPL Press, Newbury, UK, 1996, pp. 35-48

103. Robson, A., 25 tpd Border Biofuels/DynaMotive Plant in the UK, PyNe Newsletter, 11 (2001), Aston University, Birmingham, UK, pp. 1-2

104. Shafizadeh, F. Introduction to pyrolysis of biomass. J. Anal. Apllied Pyro., 1982,3:283-305.

105. Пр производительность, кг/час

106. К — универсальная газовая постоянная, Дж/(моль-К);1. Р давление, Па;л