Физико-химические процессы гелиогазификации сельскохозяйственных отходов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Ж8ША ЙЙ'К. АЗЕНЕАЙДШОКй! НШБЛИКй ¡ЕСШУТ ЕЕСРГЛШЧЕСЖЙ И OIEHECKtíl BS5SJ '

Ka празгх руксгасс ЗЁЭ&ПЕЗА НАДЕЖА ШРАДШ ЕЬШ

КЕ11ЕС-Ш£1ЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ TEEÎÔTA3IÎKÎIÎA1I3I • СЕЛЬСКСХС£Й!СТЗШ-Ж1 СТ1СД0В

02.00. Oi - Фхзпческая jmss

05.17.07 - 1ккгческа? технология тошшва.п газа

■Авт-среферьт.

диссертапвз на соискание ученой степеш кандклеге хгаялеских каук

Гаку - IG2I

Работа заполнена в Секторе радшдопша гооледованЕй йЕ

Азербайджана.. '

Научные руководители;

- Доктор твхнкчеокшс наук, стерши/, научный сотрудник РЗАЕЗ Ü.V.

- Кандидат технических наук, отаршс2 каучны£ сотрудник EiÄZLASCB Ш.Д.

Сажциалькке оппоненты:

- Доктор химических наук, профессор 1УЗШБАЕЗ К.К.

- Доктор лаигеееюас наук, профессор ШЩВЩВ A.A.

Ьедузая организация: НПО "Солнце" АН ТССР, г.Ашхабад

а диссертации состоится " " 51г.

=.асоь на заседании специализированного совета

Д. CG4.0t-.CI б Институте неорганической и ргзгческой хемие АН Азероайджака по адресу: 37GI43. г.Еаку-143, Пр.Азизбекова,2Р ДКйД АН Азербайджана.

С дассерталией ыожно ознакомься б библиотеке ИЕКХ АН Азербайджана.

Автореферат разослан _jgoj^^

Ученый секретарь специализированного совета, доктор химических: наук АЛИЕВ О.И.

СЕН/Л ХАРАКТЕРИСКША РАБОТЫ

Актуальность темы. В насгошее врэкя вследствзе- продоккг!-тельной вксшуатешш' ксгощеюгв toesebeex 'ресурсов реслуолккд становится реальностью. -Позтоку ведутся Ентвнонвнке погони яо-вкх- источников энергии. .Сявим es такта пзрсаектЕванх источников энергии '.чвиютел растительные остатки, 23 'которых вожет . сеть напучено как газообразное, так п'ггдвое топливо.

Ресурсы растительного сырья в различных его впдах кмэется во всех районах Азербайджана, и в sasuorc ns во: врактсчески монет быть иаяажвво эффективное производство искусственного висококалорпйного-топлива. Газвфг.-Г2ЦЕЗЙ I т органического' зеше-ства мокко получить до S0C и3 геротего. газа с теплоте:; сгораякЕ 18000-2^000 к^ж/кг Особенно ванное значешге 'ггзхфзкваЕя рао-хи-. только остатков теет в сельскс:,: zoshíxtbo, где ка различные технологгческле Hyszn ежегодно- расходуется большее количество' тсплпвз к непрерывно растут потребности в удобрениях.

2 последнее время как в СССР, так и за ррбагок ведутся neserz• по аенояьзованго альтернативных источников энергии з тоб-ллва. Среди возобновляемых а нетрадЕгшоннкх источников. зпергпд перспективной является энергия Солнца.

Нрсцесон газификация углей с пемодью солнечной энергпх позволяет не практике сэкономить часть органзческсго топгг.--:-.г оскч-но•используемого в традиционной технологии джг ваджерашш тепла реакций» образования и перегрева водяного пара (до 4Сй). ■ 3 гто:; аспекта дкгереенк исследования до утелпзещп: отходов путеп газя-G,икании их в солнечных печах с целью получения гороткх газов.

В условлях Азербайдяана,- выкат которого характеризуется еслъзой продадгительностью солнечного свянея и- где в 1990г. отхода только от производства хлопка, винограда и табака составляли 5 цлв.тоин,- разработка технологии гелдогазнфш:а';ки' указанных сельскохозяйственных .культур.представляется актуальной народнохозяйственной задачей. {¿езду теи,.протекают© при гелпогазсфакЕ-1Ш£ фкзлко-химпчесгсде процессы, фактически- не изучены.

Переработка отходов сельского хозяйства в водородосодераа-зие горачие газы с■использованием соляэчеой тахнолоиш позволяет .одновременно решать несколько актуатьшм: вопросов:

1. ■ ГвдгзеЕие горючего газа z СО .

2. ЙС0ВОШ5 топлива.

3. Охрану окружающей среди.

4. Получение .'эаологачоэЕИ честна висонокачаствеЕша удоб-рзшгЗ в сгедудагоров роста л развитии расхзкп?.

: глоотн. Цщ® настоящей раоогы является исследование • фззош-^здвдецкгх процессов тсраодагелЕгической' геллогазЕзика-<№ стходов сельскохозяйственного производства: стеблей хяоз -' чптгл::а, взгахраза и табака и • оптякдзация технологического процесса яа дрхглоре кчдзгтйчесдгх условдГ Лпззроаодого полуострова (г.Еагсу). •

мяя лоогсззедя указанной цедг в дкаоерт&циошой работе гоотездэаг сягдува. э основные задачи:

1. особздкрста процессов терйЕгеесшзго разлогоши. ствола игт.т.:лг.а, винограда и табака.

2. йг_ ¿»сддхь злевоЕШй состав исходного сырья к зольного остатка г процесса гешигеагфткаштг.

3. Изучггь процессы гелпогазпфдкапди обходов стеблей хлопчатника, вшгсграда к таоака.

-1. Разработать црдфшаенную модель энерх'отехнологйческого процесса, состоящую в математическом сшгсвшш применимости универсального уравнения для оценки кинетических характеристик. и опраделенЕЯ корректности э'кспериглэнтазгьвцх данных.

5. Иитекекфааировать процесс тергокатазштгоеской гелиога-зпфдкадии отходов в присутствия комбинаций катализаторов - сале! щелочных .металлов,. .

в.' Определить- идкраэлементннй состав отходов сельского хозяйства.

" Научная нор.тана. 1. Разработана и исследована система концентратор - -гелпогазогенератор, позволяюсая эффективно осуществить энерготехнологический процесс - гелиогазификацию отходов .сельскохозяйственного производства - стеблей хлопчатника,- винограда н-таоака в горхгаш водородосодердащзэ газы. '. '

' 2. Исследована гелиогазпфикепдя отходов в присутствии ком-'ошаакЕ катализаторов - емесд солей вадочншс иегаялов:КСЕ+ Игр-

2. Дравааеш экспериментальные данные иразр ~.5отана приб~. ликенная математическая модель для оценке канетичеишх'характе-

ристик.'технологического процесса.

4. Оагшшзщюван процесс геясогазврпкаааи отходов, ззлсеш пй? основы получения горэчих газов дз различных сортов рагтеви

Практическая тк-'осгь работы состоит в утилизации оельско-• хозяйственных отходов с применение»! солнечной энергии в альтернативное топливо-водородоссдержащие газы, что иыеет существенное экологическое п экономическое значение. Использование солнечной энерпл з процессах газиЗякавш имеет совдаяьшй.-эффект, — ~ Научные данные, излозанные а диссертационной работе, использованы в Бакинском филиале Всесоюзного научно-исследовательского технологического инс-г'итуга электромашинестроееея при разработке и проектировании модульных солнечных энергоустановок универсального назначения..

. защитуг' '

1. Описание гелиеонергоустанозкп для получения гор-очэго газа лз растительных отходов к ^ =зуль?аты исследования ео' в натурных условиях.(г.Баку). _ • ' ■

- 2. Схемы я описание гелиогазогег;ератсра. Результаты теплоэнергетического анализа.

3. Результат исследований термического разложения. Определений элементного состава и структура тзтходое стеблей хлопка,, винограда и табаке.

4. Анализ термодинамических и кинетических характеристик газообразования из отходов сельского хозяйства, оптттазадпл и интенсификация процесса.• ,

5.. Определение мякроэлементного состава и структур-золы отходов сельского хозяйства.

6. • Технико-эконоштческгаЗ расчет получения горшего газа из отходов сельского хозяйства. > ■

• Аппобапкя,работы. Основные, результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- межотраслевом семинара "Атсмно-водороднач энергетика п технологий" в институте атомной энергии »1.11.3.Курчатова (г.Ыоскза, 1Э39г.), ' '

- Ш Всесьбззной конференции по преобразовании -солнечной энергии в-институте химической физики-АН СССР (г.Москва, 1990г.),

- на семинарах Сектора радиационных исследований АК Республики Азербайджана.

■Материалы, диссертации опубликованы в трудах 7 Меадународно-го конгресса по энергетике и охране окруяншей среди, США, Майами, 1589г., П Международном симпозиуме по преобразованию

возобновляемых в ттрздиционных источников энергии. Египет,. Каир, .1390г.Ес.енаряоа конгрессе по возобновляемым.источникам энергии, г.Ридинг, Великобритания, 1Э89г,

. Публикации. Основные • положения диссертационной работы опубликованы'в 8 статьях.

Структура и объем работа. Диссертация-состоит из введения, четырех глав, выводов, списка пс: ол^зованной литературы (•из 90 ссылок) к ирЕложаипй. Раоота излокана на 133 страницах .маапнописного текста.и включает 16.рисунков, 22 таблицы..

Совещание _оаботы

'.. 'л Во введении обоснована актуальность темы диссертации, обоснован выбор объекта исследования, .сформулирована дель.работа, основние задачи исследований, определена новизна, даны основные защищаемые положения и практическая ценность, работы.

Первая глава посвящена краткому обзору работ, касавшихся теоретических и экспериментальных исследований в области преобразования солнечной энергии, получения горшего ■ газа в процессе гелиогазификации твердого топлива с водяным паром. Приводятся основные результаты работ, посвященные исследованию в области солнечно-водородной энергетики, по разработке высокоэффективных солнечных" термокаталитичсских основ процессов преоб разования солнечной энергии. ■ -

Приводятся данные о целесообразности размещения на территории республики гелиоэнергоусхановок для утилизации в горшие газы отходоб сельского хозяйства - стеблей хлопчатника, винограда и табака. .

. -Во- второй главе 'описывается методика .проведения экспериментальных. исследований л дано описание солнечной энергоустановки длй получения горвчкх водородосодеркащих газов и блок-■схещ. экспериментальной гелиоэнергоустановки.

Приводится методика исследованиязакономерностей разложения органической массы отходов сельского 'хозяйства дер^патогра-фзчесхим методом, определения структуры и алемвнт'.гого состава стеблей винограда и его золы методами-ЕК-спектроскопии и энио-оиокнр-спэктраскопического;анализа.

Приводится теплотехнический расчет газогенератора.для ■ теллотазификации отходов сельского'хозяйства. При проведешпт

/- Блок-схема гелиоэнергоустзяовки для получения Я^ и СО 1

зпловогс расчета принимаем, что теплопроводность твердого топ-;ша обычно па один или два порядка ниже теплопроводности метал-з, из которого изготовлен гелиогазогенератор, поэтому, пренеб-згая распространением тепла вдоль угля, подвергающегося терми-зскому разложению п точностью; впслне лриешгемой-в инженерных асчэтах, 'рассматривали гелиогазоге..зратор как стержень конечной еияы' L , на одном чз тордсв которого.действует удельный тешго-эй поток 44Г •»• а на торне 2= прогсходат теплообмен Ентея-гвностьа ^ , осуществляемый через изолязшэ гелдогазогенера-ора с окцуавЕщей. средой с температурой . ^

Определена температура на гтоверхчости гелиогязогеяератора, здвергазкегося тепловой?? воздействию концентрированного тепла олнечной радиации:

t (0) = t + Qbul - - ЪЦ-Ж—.

зек

-ЬДо) = 1200сС

Температура на конце реактора

-bU) =

ChKt + BShKL''

Учдтызая tf- = 20 Вт/ы2. К коэффициент теплоотдачи,-^ — 70, Вт/к. К - коэффициент теплопроводности - длина реактора

£. = 0,25 к, диаметр I3 =0,Гм, F - площадь поперечного сече кет гелногазогенератора - 0,0015.

Таллина реактора 5 - 0,005 м, - гиперболи-

чески: косинус - 3,1, - гиперболический синус - 2,94

Тегиопотери гелногазогенератора в окружающую среду

Q-yEKio ...ShUEj-tCfchUe) t ' Q-ЗОбвк&хск

■ cbhiidhb shiny

Q — <J-

Таблица I Распределение температура по длине . гелиогазогенератора

Длина 1 'пп- оёак-тора Диаметр реактора Температура Температура в начале на'конце теактора реактооа Теплопотери в окружающую среду

'. № °С Ш/ч

I ■■■ 0,12' 0,05 .1200 810 1260 ■

2 0,25 . • одо 1200

а) 0,12' 0,10 1200 780 2352

б) 0,16 . 0,10 . 1200 600 . 2814

в) 0,25 .0,10 1200 375 ЗС""6

3 0,40 0,20 • 1200 120 6720

• В третьей главе приводятся результаты экспериментальных исследований и оптимизация термокаталитического процесса получения горклого газа на солнечной энергоустановке.

Злемектный состав отходов сельскохозяйственного производства приведен в таблице 2

Таблица 2

наимеиогак-.е Cc'°i Н0^ ypdaj Jd

Стебли винограда 46,97 6,63 I . 0,26. 0.Б6 2,98

Стебли хлопка 6,72 1,12 0,77 0,79 2,61

Стебли табака"- - •'f 6,0 6,32 0,36 - - 0,70 2,70

Примечание: С ЗуМ *' -углерод, водород, азот на

горичув массу топлива, з^ага на. горючую

массу топлива, Л" -зола, -сера на сухув

массу топлива : .

Нами исследовано термическс-. разложение'образцоз принятых фракиий - стеблей хлопка, винограда, табака методами дериватографического и хроматографкческого анализов при нагреве их_;в атмосфере'азота с идентификацией газовых продуктов термического разложения, термических аффектов и изменения веса растительной ■массы, ^а основании полученных результатов определено количество летучих продуктов, выделяющихся на различных стадиях термического разложения и рссчитаны кинетические характеристики процесса газообразования. '

2'аблива 3

Суммарное термическое разложение растительной лассы

Сырье Температурный интеграл. С,', потеря Сумма

веса в % на горючую массу угля потерь,$

- - ■• 150200 ■ 200300 • 300-^ 470' ' 470600 500800 .8001000

Стебли хлопка 4 32 25 14 4 2 ^ 61

Стебли винограда ~ 22 23 . 2? S ■ 6 65

Стебли тайака 30 : 27 10 <7 3 77

Оцределено, что цри термодострукции отходов сельскохозяйственного- производства иогно выделить четыре:стадии разложения: I - начало разложения (160-300°с) с выходом летучих ве-щаств, данный период является количественной оценкой термостойкости растительного сырья, 2 - термодеструкции органических зашеств (300-620°С) с интенсивны;'«; выделением газа, 3 - перестройка структуры органических веществ (С'0 + 850°С), сопровождающаяся понижением выхода летучих продуктов, 4 -образование¡минеральных составлявших отходов горшей миссы (90С-1000иС).

■ Более глубокому тораическогду разлоаешю в'интервале темпе--р?тур 620 620°С подвергается стебли винограда - 86$, хлопка -8IS, табака - 7Определены термические характеристики процесса.

. Таблица 4

.' 'Термические характеристики процесса разложения растительной массы

гхолы, :ебли

диетеренциально-термическш; - анализ, °С

Дифференциально-термогра&нч е ский

анализ, °С

зндотержгаес-кий эффект

экзотермпчес- темпера- макси-пий эЩзект тура на- мальнач

- чаяа раз- темпеоа-

локения тура око П IE 1У рости

разлоке-ння

Хлопчатник 75 640 720 220 270 36С 650 150 220

Виноград 400 620 820^100 700 240 320

Табак ' 75 730 790 240 430 580 240 300

Газификация отходов сельскохозяйственного производства проводилась в модельных условиях проточной системы и на солнечной энергоустановке. Результаты испытаний показаны в таблице' 5.

Основное направление гелиогазификации растительного сырья с образованием водородосодераааих газов можно изобразить следу-юеей схемоГ

'V

1 UMK>

0) +С,Н,0—

а - -г

I

Таблица 5 Состав газа при газщакацпи стеблей винограда, хлопка и табака

Наименование -образца 500"С 1 700 "С 900 "С

СО СНЦ ¡4 СО СНЧ Иг со

Стебли хлопка ■20 16 21 40 19 6 65 15

Стебли зяЕСгрэда 19 22 29 47 . II 7 68 15

Стебли табака . 20 23 12 . 39 17,8 0 __ 63 12 ,

Так как растительное снр:-? состоит глевяш: сбразок -из ■ ' целлпяозы для получения водорода из растительгого сырья по !аиа-догдчной реакции не требуется'вцдалосзм лггндва, т.е. ксзно аелользовать растительное сырье без сдациашгсй обработки.

■ Теплоты реакций с участием -целлюлозы расзматргваля как разность теплообразования продуктов п рэагекгоз,- Оля показывают, что геллогазпфакацля отходов сельского хозяйства с получением ■ водорода протекает со еравнаталыго небольшая! затратам эиергпк (па I г Нг, при 800°С &Н,. = С6 кДг). Нащшер, при получении водорода конверсией всгана теплота реакция па I г водорода составляет дйшь'35 кДД, т.-е. в 1,5 раза вше.

Анализ полученных результатов показывает, что при температуре 500°С эта рэаюш становится терждЁнагл-пескс осуществи-лей и требует затрат энергии-в расчете на-единицу массы-водорода ;.:гяьше, чем при испояьзсвагаш других видов сырья. 3 ряде исследований указывается,.что реакции газификация 'ускоряются при ¿□пользования никелевых, кобаяьтовнх, платднових катализаторов. 1хна::о эти катализаторы легко отрав явтся соеддвеипяш серы к IX, использование в процессах даровой конверсия топлкв вряд ли жраЕдано.-

На основе аназйтза рассмотренных трудностей полегают, что только недорогие, легкодоступные вещества могут найти пракст-iecr.ec- прошение в качестве катзлдзаторов _-аз1факэдпп отходов :с-льсксго хозяйства. Целесообразно, ввдеио, попользовать в прокосах газладкации растительных отходов солей палочных глетал-:св. Зо вг".а реатет:гл соль, вероятно, находится з расплавленном

состоянин, а ото состояние макет усиливать контакт уголь-катализатор, что способствует более эффективной газификации. Доэто-му кади оатй применены следующие катализаторы: К ¿.СО-»,

Фг.соъ/Ш} Ka9O4jNa¿S04.

Анализ полученных результатов показал, что хлорида и сульфаты «елочных металлов (КС£; ^г S&y) оолздают меньшей каталитической активностью и селективностью в процессах газообразования, чем карбонаты (К^ССь). Однако каталитическое действие 'их аозиокно усилить различными .способами, например, -введением добавок в вдде

N^CO^ itaet; NGjlSO^UT^.

4 Стоимость процесса паровой конверсии растительной масс-монег Ш1Ь значительно снижена, а скорость газообразования значительно повышена в результате применения с качестве катализаторов смесей недорогостояиих кошонектов калия и. натрия. Газиф; таздя растительной кассы ь присутствии смесей катализаторов npi водилась да* концентраций от 1,0 вес./í до 12 вес./». Бри изменении содержания катализатора ст 3 го 6 вес.$ скорость процесса газообразования менялась пропорционально концентрации. При ис -пользовании в процессах газификации смесей катализаторов, со -ставяякшх 6 ввс.%, выход горючего газа увеличивался в среднем на 1,2-1,5 раза по сравнению с исходным образцом - твердым теп лпвом. ••''.. .

С другой стороны, выход и состав горючего газа при испол зоаанки смесей катализаторов практически ничем не отличается с соответствующих экспериментальных данных, подученных при испи эоваяии стандартного катализатора. Выход газа в процессе гелше газификации для стеблей винограда без катализатора (в кожтесч ве ICO г) составляет 190 л, с катализатором ,K¿C0¿-3IO л,с.(>с£

^СС^- ЗОО л, с - 220 л,

'+ tVJbtCÍ.-250 л, с л.

Состав газа при гелиогазкфикации стеблей винограда в.цр; сутствии катализатора показан в таблице 5.

Надежные и точные результаты получеш при количественно: характеристике скорости процесса путем проведен::-; кшетическо анализа экспериментальных данных, по уравнению "

i- е'"^

Таблдца 5 .

Температура, °С

- "

. Состав газа,.в % И*, СО СИЧ иь СО СИЧ

Стебли винограда без катализатора 15

С '4СОъ 30

С йа^Оц ■ 16

С К2.СО3 25

с Кг-йОц + льа 21

с + гЬ^Оц ' 23

с К'гЗОц •+ г.'агСОъ 30

Для определения К и к» использован способ аппроксимации ояктннх данных, гаулетоду наименнгшх квадратов, для -чего уравнение А-С~ записывали в виде у= а-Е + ю,

где а=:П/ ь-У= ^С-(^ Л.

Определив а и & . (коэффициент регрессии), находим степень'превращения . Скорость реакция рассчитывали по формуле

где —^^ - доля непрореагировавшего вещества, во вре-

мени, - первоначальная загрузка реактора, х - количество прореагировавшего вещества, ^и . -

Степень превращения =

Продифференцировав ' •

Л ^^ С " ^ '

Сырье

22 23 68 15

16 29 27 6

20 . 27' 70 5

18- 25 76 II-

17 27 70 8

18 1В 73 : 4

23 • 30 75 . о

Драктически уравнение можно выразить прямой. Тангенс угла наклона.прямой будет равен 1ЯТ г откуда определяет-

ся энергия активашш.

Расчет кинетических характеристик гэлиогазификацш растительной массы в присутствии катализаторов приведен в табл.Б. Для стеблей винограда в присутсалип катализатора $и&лгг

= 0Д5.1СГ^ кг/с при времена Т = 4,°.10? с, соответственно для стеблей винограда без каталке агора г?^^ = 0,17.1СГ5 кг/с при времени = 7,8.10ь с, то для образцов растительной массы в присутствии смеси катализаторов КП1 (6 -

= 0,22.10"° кг/с при " = 5~4.103 с.

Таблица 6

Наименование образцов

Я

Эневгия активации

Е ЛО3, Ш

Стебли винограда без катализатора

с Кг 90,-с

1,3 . 0,004 0,000074 113,4

1,32 0,012 0,000213 81,5

1,02 0,009 0,000625 90,3

1,03 0,007 0,000315 102,1

1,06 0,010 0,000230 92,4

1,13 0,008 0,000362 92,8

1,2 • 0,009 0,001340 90,3

Изменение текущий оста-

ток, расход угля и веды, выход Н^ и СО вычислялись на ЭЗЛ ЕС-1033.■

йз графического изображения-зависимости от показано, что наиболее эффективная работа гелиогазогенератора солнечной энергоустановки при гешературе 900°С воэмекна при 0,45 Таким образом, на основании проведанных'расчетов могло сделать следующий вывод: гшшогазификэдия растительного с^гъя, например, стеблей - винограда, в присутствии -смесей шг.озшзаторов нельзя обусловливать разложением самих смесей катализаторов.

3 данном случае основную роль кгравт -.проникновение -частиц катализатора вглубь стеблей винограда, вследствие чего развивается его поверхность, уменьшается энергия активации и ускоряется процесс термодеструкпиг.

-153 связи с возрастанием ролл сельскохозяйственных отходов "стеблей хлопчатника, винограда и табака" как воилозного энерго-■ носителя я "доступного" сырья'а природных з хозяйственна условиях ¿сербаЗ^анской .РэсщчЗдлди для производства разнообразных логических продуктов значительный интерес, представляет изучение злсглентов примесей з отходах и продуктах их переработки. Содержание золы в сухой кассе раститаяьннх отходов около 1%, После . сжигания, клетчатки -минеральные вещества дсэт золу с ясно выражению® щелочными свойствами вследствие сильного преобладания ашочшх и иелочно-земелЬных углекислых солей. Высокое содержание калия и фосфора обусловливает еа ценность в качестве шже-рачьного удобрения. Зола растительной массы благодаря содержании калия и натрия обладает'способностью каталитически воздействовать на процесс газификации. .

Для определения шщюзлеыеятного состава золы методом? ■ ; . эмиссионного спектрального анализа подготовка образцов зольного -остатка стеблей винограда производилась как в модельных, в лабораторной установке .(I) , так и в натурных условиях на солнечной энергоустановке СП). Результаты экспериментальных исследований ппиведенн ниже: Ь аю . ,- . _

* I.. ль>0' -Р*-Аооэз^о-о^и

гг^оотоу

п. чМЪ><У^-О00ЪЬ--Сг-010ЧГ,

■я:>г, М^О^ОСО^; 11,-0,050

V- 0,009г; О Ох-о,060

Хг- 0,ОО£~2; А/В- о, 00046; ьЬ> О -

Ьг-О.оо-ЗБ-Л 0(СОЩ Ъп- Ц04*.

Лнализ полученных данных показал, что Бнсакио .содераанпе з зольном остатке минеральных компонентов оо^слепливает'ее ценность -использования- в качеотда. стиуулягора роста к развития растений, а то-жэ в качестве минерального удобрения.

Е работе- приведены результаты технико-экономического анализа -получения горючего таза тл отходов сельскохозяйственных продуктов.'' Расчеты провгдились дяя. у огневки с .диаметром зеркала д-5,0 «.Ждя получение надежных конеч^дх результатов при . анализе. экономичности процесса ,'шбрак единообразный экономический показатель, чт~ позволяет сравнивать различные.способы пр:-изводства и стойкость получаемых продуктов, учет одэдаемого до' хода ^'окупаемости капиталовложении, принимая во внимание эксплу тапионнко расходы.

Для определения экономических показателей процесса газообразования из растительного сырья рассчитаны капитальные затраты, .стойкость установки, все затраты на сооружение и устройства .рее* тора, расходы по.сырью, эксплуатационные затрата. Расходы по сырьз могут существенным образом зависеть от райояа; и.кокьвкту-ры рынка. ЗхссгуатаЦЕонныэ расходы включают стоимость -матирпаго! для технического обслуживания и с забеге ния, оплату рабочих, адии-кистратнвныз расходы, налоги, накладные расходы.

Зная выход целевого продукта из реактора в зависимости от его загрузки к цену единицы этого продукта, определена себестоимость .ирод>;:та и годовая прибыль от рвооты реактора.

.' Начиная'с 4-го года эксплуатации установка работает с'црк-а&дыг. -Такли образок, важная - задача повышения эффективности производства горючего газа неразрывно связана с другой крупно:: проолемск современности - задирой окрукавщей среды, и в первую очередь., воздушного бассейна от загрязнения продуктами сгорания ■и вредными выСросаии. , .

Оснозкыя выводы

1. Установлено,' что- более глубокому -термическому-разложение-(до 86$) подвергаются стебли винограда {71% табака, В2% хло чатника), связанные с катичиеа наибольшего содергглнпя. летучих вшпеств.- В интервале темпе-ратур 200 + 600°С наибс-ле-э значительно?.-:» ■ изменению- (до 755?) подвергаются указанные отходы. При 300 £20'"С'происходит разложение органической массы веществ, хараи теркзуюаася интенсивным выделением газа.

-172. Показано, что ар:: длккз L ~ 0,25 м, дгх.^трз £> = ОД и, тслнпне Щ) - 0,005 ы газогенератора тежоратура в начале реактора составляет - 1200°С (температура приемной поверхности), па кои;с 375°С, суиаарные тоюгопотетри в еиругггзу© сред? составляв? <3 = 3066 к^д/ч. Разработан геяиогазогвноратор, позволякзй про-вё-дешге процесса газификация сельскохозяйствен!";.?: отзолов.

3. Лроведоя терлоднкаг-гпескпй расчет процесса псяученпя гелиогазификации растительного снрья при зксокюс тешсратурах. Определены энтальпия ооразовакиа bW&zsi ~ кйз/кадь

(.С&Н1оО& )» энтропия- S?_gg = I8ö кПд/коль °Е, средняя геп-доегясость "üf — = 210 1йиЛ*одъ.К*.

Установлено, • что получение горячего газа из растительны: отходов протекает со сравнительно небольшая затрата?® энергии. Для оценки термодинамической вероятности решении получения горючего газа определен! стандартнее зкорхст TzöCzsr - 910 Дг-Д"сдь (при 900°С) и константа равновесия. • '

' Установлено, что при газкпх темаэрагурах газификация отходов сельского хозяйства водянки парой термодинамически кскяочв-па, а при 90С°С протекает практически пояностъс.

4. Показано, что при использовании а процессе гелиогазификации отходов сельского хозяйства в качестве катализаторов комбинации смеси'солей щелочных металлов &»•*■'¡10 С£;

з количестве G вес.£ ваход горючего гага увеличивается в среднем в 1,5 раза по- сравнению с исходным образцом, не подвергнутым действие катализатора."

5. Используя способ аппроксимации ипзтш дакшх по катоду наименьших квадратов, на-ЗЕ.5 Ш-ЮЗЗ произведен язнетичоскнИ анализ эксаеримзнтальшхх результатов и определены кшетичеекке параметрн процесса. Установлено, что при использовании кзталп-заторов энергзп акэтхвапйи укапывается до 81,5 Klfe/коль.

.Показано, что•максимальная- скорость процесса 'геяиогазпфп-кации отходое сельского хозяйства при температуре 900°С всзуоз-на'при ¿с"4' 0,45.

6. йетодим эмиссионного спектрального еншпзза определен мтфозлемветкгй! состав • . , зольного остатка отходоз сельскохозяйственного производства.. Установлено, чта внеокоэ седереаппе в зольном остатке шт&рэдиых -коипойвнхов позволяет ззясакоовои. их в качестве стимулятора роста и развития растений,- а также минерального удобрения. Показано, что благодаря

налячвв содей К и ftfe, в золе они сбдгдакт. способностью ката-лптлчссг::: воздействовать ка геяиогвзд&ихалис.

7. Проведен технзко-эконайиескпй расчет-.получения'горо-чего газа кз сэ.чьскс.хозяйстбэкипх отходов с применение!,: еол -и--кс;: энергии.

Спрзделевя еебестоишоть I кг горючего газа.' Начиная с 4-го гола зкспяузтапи:! установка работает с лрпоплы.". '

lipoids' того', использование солнечной энергии в процесса:: х&гисгзэг^каопп улучгаэт условия труда, теадазг безопасное:::, и имеет ссциольн;;.: ь1ф&нх.

Оовозг«» результаты работы дслоне а. з основу цроекгпрус-Moi: SL- irZHl'CiL^ü прсггслснзсй медальной солнечной sseprcycru -Hcsm длд. гсргяёгс raou.

toiicaiz:: результата диссертации иглснекн в слэдусдп:: работах;

I. £sx&a?cs Iii.!., Рзаов П.*.,- Ахундов- С.II., ЗфекЕиеБа II.Г. йолученл- • isa иг сельскохозяйственных отходов в солнечно:: ¡•йергсустапбвг.е // Гелиотехника. - IS&8. - £ I. - С.53-73.

¿ахбазоа iL Д., ^вбоаа К. А., ЭфеЕДаезс II.Г., Рэаев П. к. Дгслздсвзякг процесса термического рзазокекк отходов озльско-дсг^йствекасгс производства // 1 шпготехпппа. - IE8&, S 4, -

3. Laxcascb IL.L, Офегдгиева II.Г., Рзаэв П.., лхукдо.з С.Л . Каталитически процесс газификации растительной мззоы с целью • получакд:! асдородосодеркаот газов //. Вопросы атокной наук:: :: т'-хкин::. 'Сборник статей, дни. лтс;,-нс-всдоролкая энергетика и технология /ПАЙ- им.II.В.Курчатова. , 1й'сй. - С.ЗБ-ЗЬ.

•4. .^фенди^-а К.Г., шзхоазоз Z.Z., Psae« П.-'., Ахукдсв С.,1 Расчет кпяегггчэогиу характеристик гелисгазификации растительно

• L. йллсазсъ 2.Д,. K.I., Рзаев H.w., Ахундов С.,1

иптимпзацдя технологического процзсса получения горшего гага н,- кошечкой энергоустановке -газификацией сельскохозяйственных •отходов, И'эг.докд. С Всесовзв.конфер.по -преооразоваяи» солнечной гшерiLi Ali СССР. - 198а. - C.GC

6. Эфендиева Н.Г., Шахбазов Ш.Д., Рзаез П.Ф., Ахундов С.Л. ягрещалеаке гакроэлементвого состаза продукта гелиогазпфпкаци: ¡теслей винограда. - Деп. в ВЙВЩИ, 1969, Л 387?. - 3 89 Деп.

7. &а.<ъ. р-гсЫиаи- -уог- НеШ^ЬЦСсаск-Сом С{ •УхЬтк&С 1Ы.&. Р.Е Ъчхих-:

МьгнаЬСена* -

■ ¿оит-с^. Со^г-о- \=<г{РЬ,

8. Иеита^Ы-хх^Ьиж. ф ^»ЫаЛЛя- уьа^Шф „„ъ/г^'Ж^аС ргсЛиоЬ^'-т- /Д/.&.

Р. 54В-

г

Подпкоано к печати 31.03.91.3аказ 461. Тираи 100 Типография Института Геологии1 ~ АН Азербайджана

АЬЭРЕШАН ЕЕХЗПШИКАСЫ ШМДЭР. АКДДЕШЛCH. TBTPft- У£Ш ВЭ ФИЗИКИ ШЮА ИНСТИТУТУ " •

SaijasracH hïryryima

SKEfflßJEBA НЗЧИБЗ ШРЭДЩШ ШЗК КУНЭШ ЕНЕРНИСИ МСИТЭСИ 1ШЭ КШД ТЭСЭРИФАТЫ

■ ЖСШАРЫ тушнтшшн'ГАЫшщшашзынш

•ÍIEÍEÜÍ KKáJSSl ПРОСЕСЛ0РЙ

02.00 .04-й!23икв киц}е 05.I7.0V- Занаиаг вэ тазнн ким^эья технолога:;)асн

Kkmjb елмяэрй нашшзда ашзшк дзрэчзск алыэг y4yk гдгдйы едашш дассертасвЗаяын

АЗГОРЕФЕРАТН

Банк ~ IB2I