Registration Number
0825U000959, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
22-05-2025
popup.evolution
.
Title
Improvement of torrefaction technology and equipment to
increase the calorific value of pyrolysis gas
Author
Andrii M. Panchuk,
popup.head Liudmyla I. Kryshtopa
popup.opponent Boris P. Sereda
popup.opponent Sergii Boichenko
popup.review Vasyl M. Melnyk
popup.review Mariia M. Hnyp
popup.rada
Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas
Description
Дисертаційну роботу присвячено дослідженню, яке зосереджується на
енергетичних засадах удосконалення технології та обладнання торефікації
біомаси для підвищення теплотворної здатності піролізного газу.
На даний час після нафти, газу та вугілля біомаса є четвертим за
величиною енергетичним ресурсом у світі.
Враховуючи аграрну спрямованість економіки України, біоенергетика є
однією з найперспективніших складових її відновлюваної енергетики. На даний
час Україна є дуже важливим гравцем у глобальній енергетичній безпеці та
політиці щодо біопалива.
Запаси викопних паливних ресурсів в Україні обмежені. Для задоволення
наявного попиту доводиться імпортувати їх значну частину, що створює
основну проблему енергетичної безпеки країни.
Отримання енергії з біомаси набуло динамічного розвитку у багатьох
країнах світу через те, що інтенсивне зростання ринку відновлюваних джерел
енергії має не лише енергетичний, а й екологічний аспект. Такий стратегічний
напрям використання енергії відповідає умовам сталого розвитку планети та
стабільного економічного існування суспільства.
Біомаса, на відміну від інших відновлюваних джерел, є універсальним
джерелом енергії, яке може використовуватися як для виробництва електричної
та теплової енергії, так і для отримання біопалива на транспортні потреби.
Первинне перероблення біомаси може відбуватись шляхом
гранулювання, в результаті чого отримують тверді паливні гранули. Однак з
огляду на високу гігроскопічність паливних гранул, потрібно забезпечувати
особливі умови для їх транспортування та зберігання: при потраплянні вологи
вони швидко набухають та розпадаються на вихідні частинки біомаси. Одним з
ефективних способів первинної обробки біомаси є процес її торефікації.
Актуальність дослідження полягає у вдосконаленні технології торефікації
та обладнання для її виконання з метою ефективного перетворення біомаси в
енергетичні продукти з високою теплотворною здатністю.
Під час процесу торефікацції відбувається втрата маси сировини, яка
відповідає сумі рідких і газових продуктів, що утворюються внаслідок хімічних
перетворень. На нашу думку, ця сума вказує на ефективність перетворення
біомаси. Тому параметр «ефективність перетворення біомаси» в роботі було
використано як показник для оцінки проходження процесу торефікації.
Важливим результатом досліджень є те, що за допомогою процесу
торефікації відбувається перетворення біомаси на “зелене біологічне вугілля” з
високою теплотворною здатністю. Отримання біовугілля – це еволюція палива
з біомаси та на сьогодні є новим напрямком в енергетиці.
Продуктами процесу торефікації, крім біовугілля, є леткі конденсовані
речовини. Основні з них це - оцтова кислота і метанол. В роботі встановлено
закономірності утворення цих натуральних органічних речовин та
запропоновано сфери їхнього використання.
Розроблено нову технологію збагачення піролізного газу до синтез-газу
на основі використання каталізаторів-сорбентів. Для проведення досліджень
ми використовували каталізатор сорбент СаО - негашене вапно. Завдяки
проведенню каталітичного процесу збагачення піролізного газу було отримано
синтез газ з високим вмістом водню в межах 51% - 53%.
На основі отриманого збагаченого синтез-газу розроблено нову
технологію виробництва метанолу, яка передбачає комбіновані перероблення
природного газу та біомаси. Впровадження розробленої технології дозволить
стабілізувати постачання сировини шляхом двох незалежних джерел,
збільшити потужність підприємства для виробництва метанолу на 30% за
рахунок відновлювального «зеленого» метанолу, зменшити питомі витрати на
одиницю продукції та зменшити собівартість готової продукції.
Нові технологічні рішення дозволяють зменшити питомі витрати на
виробництво продукції та при відповідних умовах отримувати метанол меншої
вартості ніж отриманий кожним із способів окремо.
Отже, дисертація пропонує комплексний підхід до розв'язання проблеми
ефективного перетворення біомаси в енергетичні продукти з високою
теплотворною здатністю та покращення екологічної ситуації за цього.
Registration Date
2025-03-20
popup.nrat_date
2025-03-20 / 2026-07-01
