Введение
1. Свойства биотоплива и особенности его горения 12
1.1 Характеристика древесного биотоплива 12
1.2 Горение древесины
1.2.1 Прогрев частицы и испарение содержащейся в ней влаги 15
1.2.2 Процесс выхода и горения летучих веществ 16
1.2.3 Горение коксового остатка
1.3 Пиролиз и газификация древесины 19
1.4 Образование вредных примесей (NOx) 20
2. Исследования по тематике термических методов анализа и лабораторное оборудование для проведения анализа 23
2.1 Опубликованные работы по тематике термических методов анализа 23
2.2 Анализ приборного ряда для проведения термического анализа 25
2.3 Анализ литературы по термогравиметрическим исследованиям 27
2.4 Использование кинетических параметров при численном моделировании топочного процесса котельного агрегата 35
3. Термические методы анализа биотоплива в лабораторных условиях 39
3.1 Подготовка образцов биотоплива для проведения термического метода анализа 39
3.2 Проведение термических методов анализа биотоплива 43
3.2.1 Термогравиметрический и кинетический анализы биотоплива 43
3.2.2 Математические модели определения кинетических характеристик 48
3.3 Кинетический анализ на основе распределенной модели определения энергии активации 50
3.4 Морфологический анализ структуры образцов и коксового остатка 55
3.5 Хроматографический анализ газовых смесей в процессе пиролиза различных видов древесного топлива 59
4. Результаты моделирования топочного процесса низкоэммисионного вихревого котла 64
4.1 Схема и технические характеристики котельного агрегата ПК-10 67
4.2 Модель горения угольного топлива 69
4.3 Моделирование турбулентности
4.3.1 Модели турбулентности 70
4.3.2 Метод пристеночных функций
4.4 Модель топочного устройства котельного агрегата 72
4.5 Результаты численного моделирования
5. Результаты моделирования топочного процесса низкоэммисионного вихревого котла ПК-10 для перевода его на сжигание древесного топлива 76
5.1 Модель горения древесного топлива 76
5.2 Модель и результаты численного моделирования котельного агрегата ПК-10 при сжигании древесного топлива 78
5.3 Численное моделирование топочного процесса низкоэмисионного вихревого котла ПК-10 при совместном сжигании угля и древесного топлива 82
5.4 Оценка экономической эффективности предложенных технических решений 87
Выводы и научные рекомендации 91
Библиографический список
