Методика расчёта двухступенчатой системы сепарации установки для производства биотоплива
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2024-3-30-36
Аннотация
В настоящее время переработка растительных отходов является перспективным направлением развития в современной энергетике. Существует множество методов переработки отходов, но не все из них являются экономически обоснованными и безвредными для экологии. Одним из самых распространенных методов переработки является быстрый абляционный пиролиз, предназначенный для термической переработки отходов без доступа кислорода. В результате такой переработки образуется: углеродистый остаток и пиролизный газ. Количество получаемых пиролизных газов составляет 60 % и более от массы перерабатываемого сырья. Чтобы пиролизные газы стали высококачественным топливом их необходимо подвергнуть процессу сепарации, который протекает в устройствах, называемых – конденсатор паров. При сепарации пиролизных газов лучше не использовать обычные нефтегазовые конденсаторы так как конденсируемые пиролизные газы обладают высокой смольностью из-за чего происходит более быстрый износ устройства. Для установки по производству пиролизного топлива предлагается двухступенчатая система сепарации, предназначенная для разделения пиролизных газов на фракционные составляющие: пиролизного дистиллята, неконденсирующегося горючего газа и воды. В статье представлена конструкция двухступенчатой системы сепарации. Описан принцип работы двухступенчатой системы сепарации, дана схема её устройства. Представлена методика расчета двухступенчатой системы сепарации, позволяющая определить геометрические параметры конденсаторов скруберного и эжекторного типов.
Ключевые слова
Об авторах
В. Г. Сотниковассистент, кафедра переработки древесных материалов, Карла Маркса 68, г. Казань, 420015, Россия
Р. Г. Сафин
д.т.н., профессор, кафедра переработки древесных материалов, Карла Маркса 68, г. Казань, 420015, Россия
Н. Ф. Тимербаев
Д. А. Гурьянов
А. Р. Хабибуллина
Список литературы
1. Сафин Р.Г., Сотников В.Г., Загиров А.Н., Мифтахов Р.А. Переработка органических отходов в пиролизное топливо // Системы. Методы. Технологии. 2022. № 4(56). С. 116–125. doi: 10.18324/2077–5415–2022–4–116–125.
2. Сотников В.Г., Загиров А.Н., Гурьянов Д.А. и др. Обзор существующих установок для производства пиролизного топлива // Системы. Методы. Технологии. 2023. № 3(59). С. 117–122. doi: 10.18324/2077–5415–2023–3–117–122
3. Сафин Р.Г., Сотников В.Г., Загиров А.Н. Исследование сепарирования пиролизных газов при различном влагосодержании растительного сырья // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2023. № 3(101). С. 155–160. doi: 10.37670/2073–0853–2023–101–3–155–160.
4. Пат. № 2694347, RU, С10В 53/00. Способ получения активированного угля / Сафин Р.Г., Зиатдинов Р.Р., Сафин Р.Р. и др. № 2019100413; Заявл. 09.01.2019; Опубл. 11.07.2019.
5. Пат. № 2655757, RU, С11В 1/10, С08В 37/00. Установка для комплексной переработки древесины лиственницы / Сафина А.В., Тимербаев Н.Ф., Зиатдинова Д.Ф. и др. № 2017123820; Заявл. 05.07.2017; Опубл. 29.05.2018.
6. Чу Конг Ньги, Спицын А.А., Пономарев Д.А., Чухчин Д.Г. и др. Получение и активирование биоуглерода из бамбука // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. №. 225. С. 226–236. doi: 10.21266/2079–4304.2018.225.226–236
7. Сафин Р.Г., Сотников В.Г., Зиатдинова Д.Ф. Пирогенетическая переработка органических отходов текстильной промышленности в адсорбенты // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2021. № 5(395). С. 229–235. doi: 10.47367/0021–3497_2021_5_229
8. Сафин Р.Г., Сотников В.Г., Рябушкин Д.Г., Ланкин К.А. и др. Конденсатор смешения для разделения пиролизных газов // Деревообрабатывающая промышленность. 2021. № 4. С. 45–55.
9. Сафин Р.Г., Сафина А.В., Валеев К.В., Фахрутдинов Р.Р. Способ получения композиционного материала на основе отходов текстильной промышленности и арабиногалактана // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2021. № 6(396). С. 297–302. doi: 10.47367/0021–3497_2021_6_297
10. Зиннурова О.В., Фаттахов Д.А. Получение биодизеля из кофейной гущи сортов арабика и робуста // Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2022. №5. С. 11.
11. Garland N.T., Kaveti R., Bandodkar A.J. Biofluid activated biofuel cells, batteries, and supercapacitors: a comprehensive review // Advanced Materials. 2023. V. 35. №. 52. P. 2303197.
12. Yang Y. et al. An overview of biofuel power generation on policies and finance environment, applied biofuels, device and performance // Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition). 2021. V. 8. №. 4. P. 534-553.
13. Malode S.J. et al. Recent advances and viability in biofuel production // Energy Conversion and Management: X. 2021. V. 10. P. 100070.
14. Srivastava R.K. et al. Biomass utilization and production of biofuels from carbon neutral materials // Environmental Pollution. 2021. V. 276. P. 116731.
15. Stamenković O.S. et al. Production of biofuels from sorghum // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020. V. 124. P. 109769.
16. Kumar M. et al. Algae as potential feedstock for the production of biofuels and value-added products: Opportunities and challenges // Science of the Total Environment. 2020. V. 716. P. 137116.
17. Safin R.G., Sotnikov V.G., Ziatdinova D.F. Installation for the Processing of Plant Waste into Activated Carbon // Lecture Notes in Mechanical Engineeringthis link is disabled. 2023. P. 809–818.
18. Сафин Р.Г., Сотников В.Г. Энергосберегающая установка переработки органических отходов в топливо и адсорбенты // Российский химический журнал. 2023. Т. 67. № 3. С. 17-24. doi: 10.6060/rcj.2023673.3
19. Huang X., Cheng D., Chen F., Zhan X. Reaction pathways of hemicellulose and mechanism of biomass pyrolysis in hydrogen plasma: A density functional theory study // Renew Energy. 2016. V. 96. P. 490–497.
20. Yaashikaa P.R., Kumar P.S., Karishma S. Bio-derived catalysts for production of biodiesel: A review on feedstock, oil extraction methodologies, reactors and lifecycle assessment of biodiesel // Fuel. 2022. V. 316. P. 123379.
Рецензия
Для цитирования:
Сотников В.Г., Сафин Р.Г., Тимербаев Н.Ф., Гурьянов Д.А., Хабибуллина А.Р. Методика расчёта двухступенчатой системы сепарации установки для производства биотоплива. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2024;86(3):30-36. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2024-3-30-36
For citation:
Sotnikov V.G., Safin R.G., Zagirov A.N., Timerbaev N.F., Guryanov D.A. Method of calculation of a two-stage separation system of a biofuel production installation. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2024;86(3):30-36. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2024-3-30-36