Експериментальні дослідження з процесу сушіння тріски паливної з відходів деревини в нерухомому шарі

Анотація

В Україні вирощування деревини залишається однією з приоритетних галузей народного господарства. Загальна площа лісів складає 10,4 млн. гектарів [1-3].

Наукові установи та комерційні організації постійно займаються дослідженнями та розробками енергоефективних технологій та обладнання з утилізації органічних відходів (деревинної біомаси), яка утворюється в лісових господарствах  для вирішення в першу чергу енергетичних та  екологічних проблем.

Біомаса є четвертим за значенням паливом у світі і замінює сьогодні 1250 млн. т умовного палива. Вона становить приблизно 15 % первинних енергоносіїв у світі. Перевагою біомаси як палива є: відновлювальний характер, низька зольність, незначна кількість викидів, збереження рівноваги вуглекислого газу в атмосфері [4].

Енергетичні продукти переробки біомаси можуть використовуватися в розповсюджених енергетичних установках, наприклад, як традиційне паливо. Одним із поширених видів біомаси органічного походження є деревина. Під час розкладу на основні енергетичні елементи, які знаходяться в деревині, отримуємо приблизно 50 % вуглецю, 6 % водню та 44 % кисню. Теплотворна здатність деревини становить від 14-17 МДж/кг.

В інституті технічної теплофізики НАН України (ІТТФ НАНУ) тривалий час проводяться дослідження з різних способів сушки, а також розробляються установки для термообробки мілкодисперсних лабільних матеріалів.

Дослідження проводились з сушки та подрібнення зеленої рослинності, глини, кісної муки, відходів шкір виробництв тощо. Дослідження показують перспективність використання цього методу сушки, необхідність вдосконалення конструкцій установок для різних матеріалів, а також продовження дослідження процесів тепло- та масообміну в них.

Мета дослідження полягає в експериментальному визначенні часу, який необхідний для зневоднення тріски паливної при її сушінні в нерухомому шарі  залежно від температури і швидкості теплоносія та можливої продуктивності проектованих новітніх енергоресурсозберігаючих сушильних установок.

Проведена серія експериментальних досліджень з конвекційного сушіння тріски паливної на лабораторному стенді, який має назву «Стенд сушіння у киплячому шарі» при таких теплотехнічних параметрах: температура на вході в робочу камеру змінювалась в межах від 130 °С до 180 °С; швидкість теплоносія на вході у робочу камеру – 0,3 – 1,2 м/с; товщина шару матеріалу – 100 мм; діаметр робочої камери – 135 мм; об’єм партії матеріалу, що досліджується – 0,0014м³; діапазон початкової вологості матеріалу, що досліджується (тріска паливна) – від 46 % до 55 %; тріска паливна мала вміст подрібненого листя об’ємом – 10-20 %.

У перспективі отримані результати ляжуть в основу розробки нового обладнання та створення методики інженерного розрахунку ресурсо- та енергоефективних сушильних установок, що є основним завданням подальшої роботи та відповідає сучасним вимогам до сушильного обладнання.

Ключові слова: органічні відходи, біомаса, утилізація, лісове господарство, сушильні установки, теплофізичні властивості, сумісний процес, інженерний розрахунок