1. Геометрический напор газов. Движение газов в каналах.

2. Биомасса.

Комплекс веществ, из которых состоят растения и животные, называется биомассой. Основа биомассы - органические соединения углерода, которые при взаимодействии с кислородом (при сгорании или в результате естественного метаболизма) выделяют теплоту. Первоначальная энергия биомассы возникает в процессе фотосинтеза под действием солнечного излучения.

Практически вся живая материя на Земле представляет собой прямой или отдаленный результат фотосинтетической деятельности растений.

Среди основных методов переработки биомассы можно выделить термохимические, биохимические, агрохимические.

1. Термохимический метод переработки биомассы

Пиролиз - процесс нагревания биомассы либо в отсутствие воздуха, либо за счет сгорания некоторой ее части при ограниченном доступе воздуха или кислорода. КПД процесса достигает 80-90%.

В качестве исходного энергетического продукта в процессе пиролиза могут использоваться: органическое топливо (уголь, сланцы, торф и т. д.); древесные отходы; с/х отходы (солома, ботва растений и т. п.); биобрикеты и т. д.

Виды получаемого топлива имеют несколько меньшую по сравнению с исходной биомассой суммарную энергию сгорания, но отличаются большей универсальностью применения:

• лучшей управляемостью процесса горения и соответственно повышением его энергоэффективности;

• большей технологичностью, более широким диапазоном возможных потребителей и соответственно более высокими экономическими и качественными показателями.

Газификация - способ ведения процесса пиролиза, при котором основным энергетическим продуктом является горючий (генераторный) газ.

Газогенератор (ГГ) - устройство, в котором реализуется процесс газификации.

В состав образующегося в ГГ генераторного газа входят следующие горючие компоненты: монооксид углерода, водород, газообразные углеводороды, метан.

Процесс газификации включает последовательные фазы: сушка, пиролиз (коксование) и собственно газификация топлива.

В зоне сушки происходит выпаривание начальной влаги из поступающего в ГГ топлива за счет остаточной теплоты уходящего генераторного газа.

В зоне пиролиза при температуре до 800 °С от топлива отделяются легкие газообразные фракции, самой важной из которых является метан (СН₄). Закоксовавшееся в зоне пиролиза топливо реагирует с кислородом, находящимся в свежем воздухе, образуя оксид углерода и водяной пар.

В зоне газификации при температуре свыше 900 °С СO₂ и Н₂O продолжают реагировать с углеродом, образуя монооксид углерода и водород, которые являются активно горящими газами.

Верхняя граница температуры прохождения реакции газогенерации ограничена значениями 1100-1200 °С (температура плавления золы).

2. Биохимический метод переработки биомассы

Анаэробное разложение - процесс получения энергии из биомассы микроорганизмами (анаэробными бактериями) в отсутствие или при недостатке кислорода и света. Полезный энергетический продукт этого процесса - биогаз.

Биогаз - смесь углекислого газа и метана . Энергетическая эффективность процесса сжигания биогаза может достигать 60-90 % эффективности сжигания сухого исходного материала.

Биогазогенератор - устройство, в котором реализуется процесс анаэробного разложения исходной биомассы (получение биогаза).

Спиртовое брожение (ферментация) - процесс получения этилового спирта в качестве энергетического продукта. Этиловый спирт можно использовать вместо бензина. В естественных условиях этанол образуется из сахаров соответствующими микроорганизмами.

В качестве заменителя бензина этанол можно использовать в виде:

• смеси 100 % -го (обезвоженного) этанола с бензином в соотношении один к десяти в традиционных ДВС.

• 95 % -го этанола в модернизированных двигателях;

Этанол характеризуется более высоким октановым числом, чем бензин. Использование спиртосодержащего топлива в автомобильных двигателях вместо бензина снижает загрязнение атмосферы выхлопными газами.

Фотолиз - процесс разложения воды на водород и кислород под действием света.

Если водород сгорает или взрывается в качестве топлива при смешении с воздухом, то происходит рекомбинация O2 и Н2.

Биофотолиз - процесс продуцирования водорода некоторыми биологическими организмами.

3. Агрохимический метод переработки биомассы

Экстракция топлив - процесс получения жидких или твердых топлив прямо от растений или животных.

Продукция растений:

семена (подсолнечник), орехи (пальмовое масло, копра кокосов); плоды (оливки); листья (эвкалипт), сок (сок каучука); продукты переработки отходов растений (масла и растворители : скипидар, канифоль, маслянистые смолы и т. д.)).

На основе перечисленных выше растений возможно производство агрохимических топлив. Получаемые продукты по своим химическим свойствам могут быть гораздо ценнее, чем просто топливо.

Поэтому более предпочтительным представляется способ получения агрохимических топлив, основанный на выращивании специализированных микроводорослей (МВ).

Исследования возможности их использования для экстракции топлива показали, что содержание в них углеводородов значительно.

Билет 16.