Отчет за 2-й этап по гк n 14. 516. 11. 0048 на тему: «Проведение проблемно-ориентированных исследований и разработка технических решений экологически чистых энергоустановок, использующих мелкодисперсное твердое топливо из растительного сырья»
Скачать 52.38 Kb.
|
Отчет за 2-й этап по ГК N 14.516.11.0048 на тему: «Проведение проблемно-ориентированных исследований и разработка технических решений экологически чистых энергоустановок, использующих мелкодисперсное твердое топливо из растительного сырья» Реферат Отчет содержит 207 страниц, 90 рисунков, 15 таблиц, 41 использованный источник, 7 Приложений БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО, БИОВОЗОБНОВЛЯЕМОЕ НЕПИЩЕВОЕ РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ, ЦЕЛЛЮЛОЗА, ЛИГНИН, МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, ДИСПЕРСНОЕ ЛИГНИНСОДЕРЖАЩЕЕ ТОПЛИВО, ТВЕРДОФАЗНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ, СЖИГАНИЕ, ЭНЕРГОУСТАНОВКИ, ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЕ Теоретические и экспериментальные исследования направлены на разработку научно-технических предложений в области получения твердого мелкодисперсного лигнинсодержащего топлива из растительного сырья на биотехнологических производствах и использования его на экологически чистых энергоустановках небольшой мощности. Объектом исследования является новый подход к переработке растительного сырья на биотехнологических предприятиях, включающий механохимическое измельчение и разделение растительного сырья до частиц из неодревесневших нелигнифицированных и одревесневших лигнифицированных тканей, которые состоят преимущественно из целлюлозы и содержат лигнин. Целлюлозные частицы используются в биотехнологических процессах. Отделенные с помощью аэродинамических аппаратов циклонного типа частицы, обогащенные лигнином, могут использоваться в качестве порошкового топлива для обеспечения тепловой энергии основного биотехнологического производства, а в случае ее излишков – сопутствующих потребителей энергии. Согласно прогнозному сценарию для обеспечения потребностей РФ в биоэтаноле потребуется 30 заводов по переработке соломы производительностью 1000 тонн в сутки в биоэтанол. Строительство каждого завода обойдется в 186 млн. долларов США, себестоимость биоэтанола составит 528 долларов за тонну, период окупаемости – 9 лет. Согласно общей оценке экономический эффект по механохимической переработке соломы пшеницы в биоэтанол (с использованием лигниновой фракции соломы в качестве мелкодисперсного твердого топлива) составит 450 тыс. долларов в день.В условиях современной России, как и во всех развитых странах (США, Дания), освоение технологии должно иметь бюджетное финансирование. Проведены проблемно-ориентированные исследования по получению физико-химических характеристик мелкодисперсного твердого топлива из растительного сырья. При помощи механохимической обработки в мельницах - активаторах получены экспериментальные образцы порошкового дисперсного топлива из растительного сырья – соломы пшеницы и других отходов сельскохозяйственного производства – с различной степенью дисперсности (25 – 70 мкм) и различным содержанием лигнина (от 18, 3 до 60%). Определены требования к показателям качества мелкодисперсного твердого топлива: 1) крупность размола – масса мелкодисперсного топлива, просеявшаяся через сито с отверстиями диаметром 0,5 мм или сито с сеткой № 05, % – не менее 100; 2) зольность мелкодисперсного топлива, % масс. – не более 10,0; 3) влажность (массовая доля влаги) мелкодисперсного топлива, % масс. – не более 10,0; 4) средневесовой размер частиц (дисперсность; по методу ситового анализа), мкм – 45 ± 10; 5) содержание лигнина, % масс. – 40 ± 20. Проведенные экспериментальные исследования по горению биотоплива: на экспериментальном стенде 50-100 кВт и на огневом стенде 5 МВт и проведенная расчетная оптимизация режимов горения и конструкции горелочно-топочного устройства для сжигания различных биотоплив позволили выдать предложения по технологическим решениям эффективного сжигания мелкодисперсного твердого топлива из соломы злаковых на энергоустановках. Для биотехнологического предприятия с переработкой 30 000т соломы в год рассмотрена система по энергетическому использованию отходов переработки соломы объемом 24 000т соломы в год с концентрацией лигнина 18-60% теплотворной способностью 1700-2100 кал/кг путем их сжигания в газомазутном котле ДЕ-1—14 до 10т/час пара. Рассмотренный Проект «Строительство котельной на твердом дисперсном лигнинсодержащем топливе – отходах биотехнологического предприятия» может рассматриваться как экономически эффективный - при принятых исходных данных за 10 лет эксплуатации удается обеспечить благоприятные значения показателей коммерческой эффективности проекта: дисконтированный срок окупаемости (срок возврата инвестиций) составляет 1.5 года. Степень внедрения результатов НИР – на стадии подготовки технических предложений (до коммерциализации). Необходима стадия ОКР/ОТР. Рекомендация по внедрению – продолжить работу стадией ОКР/ОТР. Основная область применения результатов НИР – создание автономных источников энергии, прежде всего для собственного энерготехнологического производства по выпуску биоэтанола, а также для сопутствующих энергопотребителей. В соответствии с техническим заданием и календарным планом в рамках выполнения работ второго этапа выполнены следующие работы: 1. Проведены экспериментальные, теоретические, расчетные и физико-химические исследования согласно разработанным программам и методикам: - Исследованы спектральные и кинетические характеристики (реакционная способность) биотоплив различного состава и дисперсности для оптимизации параметров и режимов сжигания, - Исследована кинетика окисления возобновляемых энергоносителей (дисперсного биотоплива) с помощью методов термического анализа в зависимости от дисперсности и содержания лигнина, - Проведено физико-химическое исследование энергии активации окисления частиц дисперсного биотоплива с помощью методов термического анализа в зависимости от дисперсности и содержания лигнина, определение тепловыделения при сжигании топлив с различным содержанием лигнина, - Осуществлено экспериментальное моделирование на стенде тепловой мощностью до 50-100 кВт горелочного устройства для сжигания биотоплива, - Исследованы на экспериментальном стенде тепловой мощностью до 50–100 кВт оптимальные режимы воспламенения биотоплива, - Исследована и отработана оптимальная конструкция питателя и горелочного устройства для обеспечения поджига, воспламенения и устойчивого автотермического горения биотоплива на стенде тепловой мощностью до 5 МВт, - Экспериментально исследованы термодинамические, режимные параметры поджига, воспламенения и устойчивого автотермического горения биотоплива различной дисперсности и состава на модернизированном стенде с тепловой мощностью до 5 МВт, - Отработаны технологические режимы по поддержанию оптимальных условий, при которых достигаются высокие скорости окисления и степень превращения энергоносителей, - Выявлены принципиальные способы утилизации парогазовой смеси с целью выработки полезной энергии. 2. Проведена адаптация математической модели горения по результатам измерения температуры воспламенения пылевзвеси биотоплива. 3. Проведена расчетная оптимизация режимов горения и конструкции горелочно-топочного устройства для сжигания различных биотоплив. 4. Выданы рекомендации по технологическим решениям эффективного сжигания биотоплив из растительных масс разного состава и полидисперсности с разработанным новым горелочным устройством. 5. Выполнена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. 6. Разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов поисковой НИР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках. 7. Разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка экологически чистой энергоустановка, использующей мелкодисперсное твердое топливо из растительного сырья». 8. Проведено обобщение и сделаны выводы по результатам НИР. 9. Подготовлены заявка на патент и публикации по результатам исследования. Руководитель, чл.-корр.РАН С.В.Алексеенко Ответственный исполнитель, к.ф.-м.н. С.И.Шторк |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе Разработка критериев оценки качества очистки внутренних поверхностей трубопроводов систем теплоснабжения жилого фонда г. Красноярска... |  | Отчет о научно-исследовательской работе по Государственному контракту... Этап второй: «Выбор направлений исследований и этап предварительных исследований по мембранным коллоидным системам» |
| Разработка технологии комбинированного напитка с использованием растительного сырья По выполнению темы: «Разработка технологии комбинированного напитка с использованием растительного сырья» | | Отчет о научно-исследовательской работе Целью работы является разработка технических решений повышения эффективности совместного использования вычислительных ресурсов центров... |
| 1 Философские вопросы естественных и технических наук Профиль Производство продуктов питания на основе растительного сырья с повышенным фитохимическим потенциалом | | Тои дво ран Разработка математического и программного обеспечения проблемно-ориентированных систем анализа океанологических данных |
| Рабочая программа по дисциплине Физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья является формирование компетенций, направленных на приобретение... | | Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры Продукты питания из растительного сырья. Данная дисциплина входит в блок профессиональных дисциплин «Food and beverage science».... |
| Программа по дисциплине «пищевая химия» Технология продуктов питания” и 655600 “Производство продуктов питания из растительного сырья”, включающая определенный объем знаний,... | | Отчет о научно-исследовательской работе по теме: «Совершенствование... Цель проекта Разработка теоретических основ, методов и технических средств, обеспечивающих высокое качество термической обработки... |
| Отчет о выполнение научно-исследовательских работ на тему: «Разработка... «Разработка информационной системы «Информационная среда современного университета, этап 1» | | Отчет о научно-исследовательской работе исследование и разработка... Директор ресурсного центра информатизации образования (рцио), канд техн наук, доцент |
| Разработка технологии продуктов питания на базе микробной биоконверсии... Редакционная коллегия «Амурского медицинского журнала» обращает внимание на необходимость соблюдения при подготовке статей изложенных... | | Отчет о научно-исследовательской работе исследования в области построения... Этап 2 «Разработка концепции построения системы управления информационным обменом в защищенной сети порталов через открытые каналы... |
| Темы для проверки знаний Требованиям энергетической безопасности в области Г2 Организация эксплуатации тепловых энергоустановок. Общие положения. Область распространения Правил технической эксплуатации тепловых... | | Отчет за 2013 г. По программе фундаментальных исследований ... |
