ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРМОХІМІЧНОЇ КОНВЕРСІЇ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН З ВИКОРИСТАННЯМ РІВНОВАЖНОЇ МОДЕЛІ

Анотація

Розглянуто процеси термічної конверсії деревини в комбінованому шаровому газогенераторі. Виділено процеси газогенерації та піролізу. Загальноприйнятий підхід передбачає опис таких процесів за допомогою різних моделей. Зазначені процеси не мають різких меж і при зміні зовнішніх впливів можуть плавно переходити один в інший. Виникає проблема опису процесу на такій межі. Різні моделі на межі переходу одного процесу в інший можуть визначати різні склади продуктів реакції за однакових параметрів процесу. Запропоновано модель на базі рівноважних хімічних реакцій, що однаково описує процеси піролізу та газифікації. Для демонстрації її можливостей при мінімізації обчислювальних витрат розглянуто тільки випадок кисневого дуття при використанні деревини різної вологості. Запропонована модель дає змогу врахувати як утворення газоподібної фази продуктів термодеструкції вихідної сировини, так і конденсовану фазу у вигляді вуглистого залишку (деревного вугілля). Отримані результати розрахунків порівняно з експериментальними даними різних авторів. Однією з особливостей наведених у літературі експериментальних даних є широкий розкид їхніх значень для одних і тих самих вихідних умов. Пропонована модель дає змогу побудувати платформу для однакового їх пояснення. Збільшення в моделі переліку можливих хімічних реакцій дасть змогу в рамках єдиного підходу досліджувати процеси горіння, піролізу та газифікації. Можливість врахування наявності в продуктах реакції конденсованої фази та розширення моделі дасть змогу: досліджувати процес термічної деструкції різноманітних органічних речовин, зокрема побутових відходів, використовувати різні окислювальні агенти, враховувати різний спосіб внесення додаткової зовнішньої енергії. Наслідком розширення моделі буде збільшення кількості рівнянь у системі алгебраїчних нелінійних рівнянь і, відповідно, деяке ускладнення її розв'язання.