Процессы превращения
Пиролиз древесины. Общий энергетический баланс системы по пиролизу древесины (рис. 3) приведен в табл. 6 [7]. Этот тип энергетического баланса соответствует применению первого закона термодинамики к изотермической системе при Ws = 0. Поступающая энергия рассчитывается по максимальной теплоте сгорания древесины, равной 2200 кДж/кг сухой массы. Выходящая энергия рассчитывается по максимальной теплоте сгорания топливной жидкости (28 377 кДж/кг), углистого вещества (30703 кДж/кг) и физическому теплу образовавшихся газов и охлаждающей воды при температуре 25°С. Теплота, покидающая систему, представляет собой тепловые и механические потери. Первый закон термодинамики может быть записан в виде
Явх = Явых + Q■ (9)
Пиролизно-газификациоиная система. Энергетический баланс пиро - лизно-газификационной системы (рис. 2) приведен в табл. 7 [6].
Для энергетического баланса реактора первой ступени и реактора
Таблица 6. Общий энергетический баланс системы пиролиза древесины
Подача
Влажная древесина 840,1
Выход
Топливная жидкость |
269,8 |
Углистое вещество |
350,4 |
Сырье для сушилки |
92,2 |
Сырье для котельной |
11,2 |
Тепло израсходованное иа |
|
Охлаждение |
45,6 |
Тепловые потери |
30,0 |
Различные потери |
41,1 |
Итого |
840,1 |
Примечание. Данные приводятся из расчета 1000 т/сут сухого сырья; • 10б кДж/ч. |
Таблица 7. Энергетический баланс пиролизно-газификационной системы
Поток энергии Ввод Выход
Реактор первой ступени
Ну (298 К) 0,0 —
Я2 (598 К) — 936,3 (ДНс = 4730)
Я4 (699 К) 1218,9 —
Н4 (325,7 К) — 270,4
— 12,2
Пиролизио-газификационный реактор
Н15 (879,6 К) 302,8 —
Нг (1273 К) — 2151,4 (ДНе = 3796)
Qr - 21,7
Примечание. Данные приводятся из расчета 1000 кг сухой древесины при температуре
298 К; ■ 10б кал.
Пиролизной газификации соответственно имеем
Я1+Я4 = Я2+Я5+бР,
0+ 1218,9 = (936,3 + 270,4 + 12,2)(106 кал), (10)
1218,9= 1218,9(10® кал),
Где Н1 - энтальпия первого потока. Она равна нулю, поскольку относится к базовой температуре; Я2-энтальпия второго потока, которая учитывает физическое тепло древесины при 1000°С плюс физическое тепло и скрытую теплоту испарения при той же температуре; Q-тепловые потери в количестве 1% общего тепла, подводимого к реактору; Hs-теплота газа, выходящего из нагревательной рубашки реактора:
Я3 + е* = я2 + я15, 2151,4 + 21,7 = 936,3 + 302,8,
15 >
2173,1 / 1239,1 (10б кал)
Энергетический баланс будет полным, если к поступающим потокам энергии (Я2 + Я15) добавить ЛЯреакции :
ЛЯреакции = я2 (ЛЯс) - Я3 (АЯ°) = 4730 - 3796 = 934(106 кал). (12)
Энтальпии потоков так же, как и для первого реактора, были рассчитаны исходя из физического тепла при данной температуре, при этом Qr была принята равной 1% поступающего тепла.