Разработка бизнес-проекта новых малотоннажных производств.

Температура теплотехнологической переработки 450°С приводит к остатку в полученном полукоксе части летучих веществ. Минеральные компоненты в процессе переработки претерпеваю незначительные изменения, что в совокупности с выходом летучих продуктов приводит к росту зольности полукокса. Продукты и материальный баланс (выход продукта в %) теплотехнологической переработки низкосортного сырья Томской области приведен на рисунке 2 и в таблице 1.Исследования [11] теплотехнологической переработки рассматриваемого сырья показали, что необходимо стремиться к температуре процесса 450°С и скорости нагрева не менее 6С/мин. При этом удается получить самый значительный выход пиролизного конденсата и пиролизной смолы. Материальный баланс теплотехнологической переработки при данных режимах показал, что выход полукокса составляет 31,1 - 74,8 % от сухой массы исходного сырья. При этом кандинский торф и древесная щепа дают наименьшее количество полукокса 31,1 - 43,4 %, выход пиролизного конденсата и газа составляет соответственно 23,6 - 26,2 % и 30,4 - 45,3 %. Данные топлива представляют ценность как для производства ТКТ, так и для получения газа. Погрешность измерений составляющих материального баланса не превышает 8 %. Полученный полукокс практически не содержит воды. Полукокс из большинства видов исследованного сырья характеризуется более высокими значениями зольности (𝐴 = 22,9 - 61,9 %) и уменьшенным выходом летучих веществ (𝑉 = 12,7 - 29,6 %). Однако полукокс из древесной щепы, как и исходное сырье, имеет низкое значение зольности (𝐴 = 3,5 %). Благодаря высокому содержанию углерода теплота сгорания полукокса на сухую беззольную массу равна 𝑄 = 23,0 - 33,0 МДж/кг, что в пересчете на рабочее состояние составляет для торфяных полукоксов – 11,1 - 21,5 МДж/кг, угольного – 18,2 МДж/кг, сапропелевого – 10,0 МДж/кг, древесного – 31,9 МДж/кг. Полукокс имеет более высокое содержание серы (𝑆 = 0,05 - 0,77 %) по сравнению с исходным сырьем, поэтому при его сжигании следует ожидать образования большего количества оксидов серы в продуктах сгорания. Смола, содержащаяся в пиролизном конденсате, обладает высокой теплотой сгорания (29,4 - 36,8 МДж/кг), характеризуется отсутствием зольности и клейкостью, что позволяет рассматривать её в качестве связующего вещества при формовании ТКТ. Гидрофобные свойства смолы могут быть использованы для придания влагостойкости топлива, например, при нанесении её в качестве наружного покрытия. Для получения ТКТ ценность представляют полукокс и смола, являющиеся основой для формования. Побочным продуктом, получаемым при теплотехнологической переработке малоценного органического сырья, является газ. Несмотря на высокую долю содержания балласта (CO2+N2), он имеет теплоту сгорания 15,6 - 19,06 МДж/м3 (13,22 - 15,27 МДж/кг). Учитывая достаточно высокое значение выхода газа (13,2 - 45,3 %) и его теплоту сгорания, целесообразно рассматривать газ в качестве средства для снижения затрат на собственные нужды при производстве ТКТ: тепло от сжигания газа может быть использовано для осуществления самого процесса теплотехнологии, а также для сушки исходного сырья и получаемого ТКТ. Характеристики газа позволяют использовать его для энергообеспечения производственных площадей в устройствах выработки тепла и электричества, не причиняющих вреда окружающей среде. Возможны варианты, при которых тепла от сжигания полученного газа в совокупности с собственным теплом разложения органической массы сырья (0,33 - 3,69 МДж/кг) будет достаточно для осуществления теплотехнологической переработки. Приведенные данные о материальных балансах теплотехнологии и характеристиках полученных продуктов позволяют оценить техническую целесообразность переработки низкосортного органического сырья в ТКТ для последующего энергетического использования. ЗаключениеТеплотехнологическая переработка низкосортного органического сырья позволяет получить энергетически ценные продукты для формования ТКТ – пиролизную смолу и полукокс, практически не содержащие влагу и имеющие высокую теплоту сгорания. Газ, являющийся побочным продуктом в данной технологии, целесообразно использовать для снижения затрат на собственные нужды производства ТКТ.Список литературных источниковОстровский В.А. Гибкие производства малотоннажных химических продуктов / В.А. Островский // Соросовский образовательный журнал, т.6, №12, - 2000Смольянинов С.И., Маслов С.Г. Термобрикетирование торфа. – Томск: Издательство Томского университета, 1975. – 108 с.Белосельский Б.С. Технология топлива и энергетических масел: учебник для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 348 с. 27 Шевердяев О.Н., Гвоздев В.МАгроскин А.А. Химия и технология угля. –М.: «Недра», 1969.–240 с.Белосельский Б.С. Твердое энергетическое топливо. – М. : Изд-во МЭИ, 1976. – 143 с.Химические вещества из угля / Пер. с нем. под ред. И. В. Калечица; Под ред. Ю. Фальбе. – М.: Химия, 1980. – 616 с.Касицкая Л.В., Саркисов Ю.С., Горленко Н.П., Копаница Н.О., Кудяков А.И. Торфяные ресурсы Томской области и пути их использования в строительстве. – Томск: STT, 2007. – 292 с.Кегель К. Брикетирование бурого угля. – М.: Углетехиздат, 1957. – 659 сБулынко М.Г., Петровский Е.Е. Технология торфобрикетного производства. – М.: Недра, 1968. – 312 с. Булынко М.Г. Брикетирование торфа. – М.: Госэнергоиздат, 1962. – 304 с. Табакаев Р.Б.Теплотехнология получения твердого композитного топлива из низкосортного органического сырья/Дисс. на соискание уч. степ .канд. техн. наук, Томск. - 2015