По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.181

Анализ мирового опыта сжигания смесевых топлив в топках котлоагрегатов тепловых электростанций

Янковский С.А. Томский политехнический университет, г. Томск, E-mail: jankowsky@gmail.com

Изложен мировой опыт применения смесевых топлив из углей и древесины на энергетических установках тепловых электрических станций. Представлены основные результаты исследований влияния компонентного состава смесевых топлив на их энергетические характеристики. Показано, что на сегодняшний день результатов экспериментальных исследований характеристик смесевых топлив на основе углей и древесной биомассы недостаточно для их использования на ТЭС, отсутствуют обоснования и методики выбора концентраций компонент (по базовым критериям).

Литература:

1. European Bioenergy Networks, Biomass Co-firing  – An Efficient Way to Reduce Greenhouse Gas Emissions, 2003, http://www.eubionet.vtt.fi.

2. Agnieszka Plis. Furniture wood waste as a potential renewable energy source  / Agnieszka Plis, Michalina Kotyczka-Morańska, Marcin Kopczyński, Grzegorz Łabojko  // Thermal Analysis and Calorimetry. – 2016. – V. 125. – P. 1357–1371.

3. Turn S.Q. Test results from sugar cane bagasse and high fiber cane co-fired with fossil fuels  / Turn  S.Q., Jenkins  B.M., Jakeway  L.A., Blevins  L.G., Williams  R.B., Rubenstein G, et al. // Biomass Bioenergy. – 2006. – V. 30. – P. 565–574.

4. Vamvuka D. Possibility of using paper sludge in co-firing applications  / Vamvuka  D., Salpigidou  N., Kastanaki  E., Sfakiotakis  S.  // Fuel.  – 2009.  – V.  88.  – P. 637–643.

5. Pis J.J. A study of the selfheating of fresh and oxidized coals b ydifferential thermal analysis / Pis J.J., de la Puente G., Fuente E., Moran A., Rubiera F. // Thermochim Acta. – 1996. – V. 279. – P. 93–101.

6. Guo – qing LIU, Qing – cai LIU, Xiao qing WANG, Fei MENG, Shan REN, Zhen – peng J.I. Combustion сharacteristics and kinetics of Anthracite blending with pine sawdust. Journal of iron and steel research, international. 2015, 22(9): 812–817.

7. Chen Wei-Hsin. An evaluation on rice husks and pulverized coal blends using a drop tube furnace and a thermogravimetric analyzer for application to a blast furnace / Chen Wei-Hsin,Wu Jheng – Syun // Energy. – 2009. – V. 34. – P. 1458–1466.

8. Harsono  S.S. Energy balances, greenhouse gas emissions and economics of biochar production from palm oil empty fruit bunches / Harsono S.S., Grundman P., Lau L.H., Hansen A., Salleh M.A.M., MeyerAurich A.  // Resources, Conservation and Recycling. – 2013. – V. 77. – P. 108–115.

9. Zakaria Z. Thermal decomposition study of coals, rice husk, rice husk char and their blends during pyrolysis and combustion via thermogravimetric analysis / Zakaria Z., Mohd Ishak M.A., Abdullah M.F., Ismail K. // Int JChem Technol. – 2010. – P. 1–10.

10. Philip C.W. Co-firing coal with rice husk and bamboo and he impact on particulate matters and associated polycyclic aromatic hydrocarbon emissions / Chao Y.H. Christopher, Kwong Philip C.W., Wang J.H., Cheung  C.W., Kendall Gail.  // Bioresource Technology. – 2008. – V. 99. – P. 83–93.

11. H.  Yaman. Combinations of synergistic interactions and additive behavior during the co-oxidation of chars from lignite and biomass  // Fuel Process Technology. – 2008. – V. 89. – P. 176–182.

12. Ulloa  C.A. Thermogravimetric study of interactions in the pyrolysis of blends of coal with radiate pine sawdust / Ulloa C.A., Gordon A.L., Garcia X.A. // Fuel Process Technology.  – 2009.  – V.  90.  – P. 583–590.

13. Gil  M.V. Thermal behavior and kinetics of coal/biomass blendsduringcocombustion / Gil M.V., Casal D., Pevida C ., Pis J.J., Rubiera F. // Bioresour Technology. – 2010. – V. 101. – P. 5601–5608.

14. Zhou  L., Wang  Y., Huang  Q., Cai  J. Thermogravimetric characteristics and kinetic of plastic and biomass blends co-pyrolysis. Fuel Process Technol 2006; 87:963–9.

15. Cumming  J.W., Mc  Laughlin  J. The thermogravimetric behavior of coal. Thermochim Acta.  – 1982.  – V.  58.  – P. 253–272.

16. International Energy Agency (IEA). Bioenergy Project Development & Biomass Supply, 2007. Available online: http://www.iea.org

17. TUBITAK. Coal-Biomass Mixed Combustion Technology Call for proposal 2016:3. http://www.tubitak.gov.tr.

18. Zenkov  A ., Yankovsk y  S., Matveeva A., Lavrinenko S., Gromov A. Research of heat rates effect on the process of fuel-bed gasification of «Balakhtinskoe», «Osinnikovskoe», «Krasnogorskoe» and «Borodinskoe» coal deposits // MATEC Web of Conferences Сер. «Heat and Mass Transfer in the System of Thermal Modes of Energy – Technical and Technological Equipment, HMTTSC 2016» 2016. – Р. 01131.

В последние десятилетия ведутся активные исследования новых более экологичных топлив по сравнению с традиционными. Такие энергоносители в основном смесевые топлива на основе углей и биомассы. Одним из перспективных топлив такого рода и является смесь углей и мелкодисперсной древесины.

Мелкодисперсная древесина представляет собой разновидность биотоплива, сформированного из высокомолекулярных соединений, основными компонентами которой являются целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза. В процессе работы деревоперерабатывающих комбинатов образуется много отходов в виде мелкодисперсной древесины.

В России и многих других государствах ведутся исследования смесевых топлив (водоугольных, органоводоугольных, на основе отходов лесопромышленного производства и др.), определенных успехов в последние годы добились в таких странах, как Финляндия, Швеция, Китай, Индия, США, Канада.

Группа научных сотрудников из университета г. Нотингем Нингбо, Китай, провела исследования взаимодействия между низкосортным углем и биомассой (солома овса, рисовая шелуха) в различных концентрационных соотношениях. Исследовались каталитические эффекты золообразования при термическом разложении таких смесевых топлив. Авторами установлено, что состав смесевого топлива из угля и овсяной соломы дает более высокий синергетический эффект, чем смесь угля и рисовой шелухи. Положительный эффект получен при соотношении массовых концентраций биомассы и угля 30/70%. Также установлен коэффициент эффективного соотношения смесевого топлива на основе угля и соломы овса – 0,16, смеси угля и рисовой шелухи – 0,09. Коэффициент соотношения угля и биомассы в работе [1] определен с целью подбора оптимального их соотношения для совместного сжигания на угольных электростанциях. Экспериментальные исследования позволили определить условия повышения эффективности использования низкокачественных углей за счет синергетического эффекта при их совместной переработке с биомассой. Этот коэффициент получил наименование «синергетический фактор», показал хорошую корреляцию с характеристиками, представленными в других работах, и позволил оценить значимость каталитического эффекта при сжигании смесевых топлив [1].

Для Цитирования:
Янковский С.А., Анализ мирового опыта сжигания смесевых топлив в топках котлоагрегатов тепловых электростанций. Главный энергетик. 2018;7.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: