Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,969

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЕСТЕСТВЕННОГО ПОЛИМЕРА - ДРЕВЕСИНЫ

Бородин В.И. Трухачева В.А.
В результате термодинамических расчетов получены закономерности поведения содержания различных химических соединений в продуктах плазменной конверсии (газификации) древесного сырья в синтез-газ, в зависимости от примесей воды и кислорода.

Как известно любая древесина обладает определенной влажностью, которая может влиять на спектр конечных продуктов пиролиза древесного сырья. Проведенные многочисленные расчеты показали, что степень конверсии углерода и водорода древесины в синтез-газ достигает насыщения  при температурах ~ 1400 К и далее остается постоянной.

Поэтому при расчетах конверсии органических веществ в синтез-газ можно ограничится минимальной температурой 1400 К, при которой будет минимум затрат энергии (с ростом температуры нагрева энергозатраты растут).

На рис. 1 изображены зависимости степени конверсии углерода и водорода от  влажности древесины без доступа кислорода. Из данного графика видно, что максимальные  значения степени конверсии  углерода и водорода (близкие к 100%) получаются при влажности 20 %.

На рис. 2 приведены зависимости общего выхода синтез-газа и энергозатрат на его получение с ростом влажности древесного сырья. Видно, что выход синтез-газа с ростом влажности имеет максимум, а энергозатраты монотонно растут с ростом влажности древесины. При оптимальной влажности, когда выход синтез-газа достигает максимума, энергозатраты составляют величину порядка 1кВт.ч на 1 г влажной древесины

p


На рис. 3, 4 приведены результаты расчета при добавлении кислорода к древесине влажностью 20%. Данные результаты показывают, что добавление кислорода в пиролизуемую смесь приводит к уменьшению энергопотребления, однако при этом уменьшается выход синтез-газа. Кроме того, появляется заметное количество примесей в виде углекислого газа и воды, что часто оказывается нежелательным, поскольку требует организации дополнительных операций по очистке конечного синтез-газа.

 p

Рисунок 3. Зависимость выхода синтез-газа (CO+H2) в нм3 и энергозатрат G (кВт.ч/ нм3) от массы добавляемого кислорода (в кг) на 1 кг древесины влажностью 20 % (на 1 кг смеси)

p

Рисунок 4. Количество примесей C2O и H2O, появляющихся при добавлении кислорода к древесине влажностью 20% (на 1 кг смеси)


Библиографическая ссылка

Бородин В.И., Трухачева В.А. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЕСТЕСТВЕННОГО ПОЛИМЕРА - ДРЕВЕСИНЫ // Современные наукоемкие технологии. – 2007. – № 1. – С. 47-48;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=24001 (дата обращения: 27.06.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252