«Pазработка программного обеспечения вычесления температурного поля в нестационарном режиме»

2. Предлагаемая концепция
Пиролиз является хорошо зарекомендовавшим себя процессом термическогосостава биомассы в кислородном свободная атмосфера. Процесс в основном производит газовую фазу, обычно называемую пиролизный газ и уголь. При быстром охлаждении до стандартной температуры и давления (тушение), пиролизный газ восстанавливается до конденсируемой и неконденсируемой фракций. Конденсируемый фракция известна как био-нефть (тяжелые углеводороды) и ее фракция / состав по сравнению с обугливание и неконденсирование gas сильно зависят от температуры, скорости нагрева и используемое время пребывания. В пиролизе f ast, который относится кэтому исследованию, рекомендуемый нагрев скорость и время пребывания газовой фазы находятся в диапазоне 100-10 соответственно.Для увеличения выхода био-масла необходимо (i) сохранить реактор температура в рекомендуемом диапазоне температур 400-550 ^°C и (ii) избегать чрезмерного-крекинг пиролизного газа путем поддержания времени пребывания газа ниже 2 с. Также рекомендуется ограничить контакт между пиролизным газом и углем, чтобы избежатькаталитического крекинг тяжелых углеводородов.
Принципиальная схема общей предложенной концепции гибридного солнечно-теплового реактора. преобразование биомассы в био-нефть и богатый водородом топливный газ. В этом процессе биомасса частицы вводятся в трубчатый реактор / приемник, расположенный в фокусе параболического желобчатый коллектор для получения пиролизного газа путем быстрого термического разложения (сушки и деволатилизация). Предлагается использовать неконденсирующиеся газы (_{в основном H2}, CO,_CO2 и CH₄) и твердое вещество (bio-char), которое, как предполагается, содержит оставшиеся летучиевещества, фиксированный углерод и некоторые минералы при производстве богатого водородом топливного газа путем газификацииsteam в реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем (CFB). В этой статье основное внимание уделяется только трубчатому солнечному приемнику / реактору,подробно описанному на рисунке 1b.
Газификация угля в CFB, показанная в правой части рисунка 1a, будет предметом вторая часть этого исследования. На входе в солнечный приемник / реактор, который должен быть передан в качестве реактора в остальной части этой статьи предварительно нагретый инертный газ (азот) вводится в соответствующая скорость и температура для псевдоожижения биомассыи ее перемещения к выходу. В принцип, газ-носитель может быть предварительно нагрет солнечным теплом перед входом в реакционную секцию (это выходит за рамки данного исследования). Биомасса подвергается быстрому пиролитическому превращению в получают пиролизный газ и твердое вещество (био-уголь). Высокоэндотермическая реакция пиролиза будет в основном поддерживается концентрированным солнечным излучением, сфокусированным на стенке реактора. В пиролизный газ отделяют от твердой фазы и удаляют из реактора с помощью in situ механизм разделения газа и твердого тела. Механизм в основном состоит из конического дефлектора потока это позволяет выпускать безгазовое твердое вещество через вставленную трубу. Этот роман механизм разделения впервыебыл описан by Huard et al для применения в реакторах downer и недавно были применены Yu et al в численных исследованиях пиролиза биомассыв солнечно-тепловом реакторе аналогичный реактор. В отличие от обычного разделения газа и твердого тела циклонами, это разделение механизм имеет преимущество лучшего контроля времени пребывания пиролизного газа при ограничение контакта между обугливанием и пиролизным газом после образования. Такой контроль важно избегать термического и каталитического крекинга газа, так как оба могут отрицательно повлиять на поле био-нефти. Опубликованные исследования показывают, что термическое чрезмерное растрескивание происходит, если газ время в горячей зоне реактора превышает 2 с, в то время каккаталитическиестеллажи чрезмерный контакт между газом и биоуглем.

Рисунок 1. Предлагаемая концепция (а) Замкнутый цикл солнечного пиролиза, интегрированный с процессом газификации
(b) Детали солнечного пиролизного реактора и механизма разделения газа и твердого тела