probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2015-0-5-6-93-100probener-114Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL ENGINEERINGВлияние смолообразования на эффективность процесса воздушной газификации биомассыTar formation influence on fixed bed air-blown biomass gasification process efficiencyДонскойИ. Г.DonskoyI. G.donskoy.chem@mail.ruИнститут систем энергетики им. Л. А. Мелентьева СО РАНRussian Federation20150412201705-693100Copyright © Донской И.Г., 20172017Донской И.Г.Donskoy I.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/114

В работе рассмотрена упрощенная модель смолообразования при газификации биомассы. Согласно этой модели, фиксированная часть летучих веществ выходит из топлива в виде смолистых продуктов. Проанализировано влияние выхода смолы на эффективность преобразования теплоты сгорания биомассы в теплоту сгорания горючих газов. Показано, что смолообразование является ключевым фактором, определяющим химический КПД процесса.

The paper is devoted to reduced biomass gasification tar formation model. According to this model, fixed volatiles part escapes fuel in the form of tars. Tar content influence on the cold gas efficiency is analyzed. It is shown that tar formation in is key process that determines gasification process efficiency.

газификациябиомассасмоламатематическое моделированиеgasificationbiomasstarmathematical modellingReferencesГазогенераторные технологии в энергетике / Под ред. А.Ф. Рыжкова. Екатеринбург: Сократ, 2010. 610 с.Газогенераторные технологии в энергетике / Под ред. А.Ф. Рыжкова. Екатеринбург: Сократ, 2010. 610 с.McKendry P. Energy production from biomass (part 3): gasification technologies // Bioresource technology. 2002. V. 83. P. 55-63.McKendry P. Energy production from biomass (part 3): gasification technologies // Bioresource technology. 2002. V. 83. P. 55-63.Hongrapipat J., Saw W.L., Pang S. Co-gasification of blended lignite and wood pellets in a dual fluidized bed steam gasifier: The influence of lignite to fuel ratio on NH3 and H2S concentrations in the producer gas // Fuel. 2015. V. 139. P. 494-501.Hongrapipat J., Saw W.L., Pang S. Co-gasification of blended lignite and wood pellets in a dual fluidized bed steam gasifier: The influence of lignite to fuel ratio on NH3 and H2S concentrations in the producer gas // Fuel. 2015. V. 139. P. 494-501.Косов В.В. Экспериментальные исследования процессов комплексной переработки биомассы в синтез-газ и углеродные материалы. Автореф. дисс.. к.т.н. (05.14.01). М: ОИВТ РАН, 2012. 24 с.Косов В.В. Экспериментальные исследования процессов комплексной переработки биомассы в синтез-газ и углеродные материалы. Автореф. дисс.. к.т.н. (05.14.01). М: ОИВТ РАН, 2012. 24 с.Torrefaction and densification of different species of softwood residues / J.H. Peng, X.T. Bi, S. Sokhansanj, C.J. Lim // Fuel. - 2013. V. 111. P. 411-421.Torrefaction and densification of different species of softwood residues / J.H. Peng, X.T. Bi, S. Sokhansanj, C.J. Lim // Fuel. - 2013. V. 111. P. 411-421.Effect of compression pressure on lignocellulosic biomass pellet to improve fuel properties: Higher heating value / S. Poddar, M. Kamruzzaman, S.M.A. Sujan, M. Hossain, M.S. Jamal, M.A. Gafur, M. Khanam // Fuel. 2014. V. 131. P. 43-48.Effect of compression pressure on lignocellulosic biomass pellet to improve fuel properties: Higher heating value / S. Poddar, M. Kamruzzaman, S.M.A. Sujan, M. Hossain, M.S. Jamal, M.A. Gafur, M. Khanam // Fuel. 2014. V. 131. P. 43-48.Torrefaction of oil palm kernel shell in the presence of oxygen and carbon dioxode / Y. Uemura, S. Saadon, N. Osman, N. Mansor, K. Tanoue // Fuel. 2015. V. 144. P. 171-179.Torrefaction of oil palm kernel shell in the presence of oxygen and carbon dioxode / Y. Uemura, S. Saadon, N. Osman, N. Mansor, K. Tanoue // Fuel. 2015. V. 144. P. 171-179.Contemporary issues in thermal gasification of biomass and its application to electricity and fuel production / L. Wang, C.L. Weller, D.D. Jones, M.A. Hanna // Biomass and Bioenergy. 2008. V. 32. P. 573-581.Contemporary issues in thermal gasification of biomass and its application to electricity and fuel production / L. Wang, C.L. Weller, D.D. Jones, M.A. Hanna // Biomass and Bioenergy. 2008. V. 32. P. 573-581.Biomass gasification for electricity generation: Review of current technology barriers / J.A. Ruiz, M.C. Juarez, M.P. Morales, P. Munoz, M.A. Mendivil // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 18. P. 174-183.Biomass gasification for electricity generation: Review of current technology barriers / J.A. Ruiz, M.C. Juarez, M.P. Morales, P. Munoz, M.A. Mendivil // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 18. P. 174-183.Попов А.В., Рыжков А.Ф. Управляемый процесс газификации биомассы // Промышленная энергетика. 2008. № 1. С. 27-31.Попов А.В., Рыжков А.Ф. Управляемый процесс газификации биомассы // Промышленная энергетика. 2008. № 1. С. 27-31.Han J., Kim H. The reduction and control technology of tar during biomass gasification/pyrolysis: An overview // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2008. V. 12. P. 397-416.Han J., Kim H. The reduction and control technology of tar during biomass gasification/pyrolysis: An overview // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2008. V. 12. P. 397-416.Pyrolysis of Pinus pinaster in a two-staged gasifier: Influence of processing parameters and thermal cracking of tar / W.F. Fassinou, L. Van de Steene, S. Toure, G. Volle, P. Girard // Fuel Processing Technology. 2009. V. 90. P. 75-90.Pyrolysis of Pinus pinaster in a two-staged gasifier: Influence of processing parameters and thermal cracking of tar / W.F. Fassinou, L. Van de Steene, S. Toure, G. Volle, P. Girard // Fuel Processing Technology. 2009. V. 90. P. 75-90.Tar reduction in pyrolysis vapours from biomass over a hot char bed / P. Gilbert, C. Ryu, V. Sharifi, J. Swithenbank // Bioresource Technology. 2009. V. 100. P. 6045-6051.Tar reduction in pyrolysis vapours from biomass over a hot char bed / P. Gilbert, C. Ryu, V. Sharifi, J. Swithenbank // Bioresource Technology. 2009. V. 100. P. 6045-6051.Improving the performance of fluidized bed biomass/waste gasifiers for distributed electricity: A new three-staged gasification system / A. Gomez-Barea, B. Leckner, A.V. Perales, S. Nilsson, D.F. Cano // Applied Thermal Engineering. 2013. V. 50. P. 1453-1462.Improving the performance of fluidized bed biomass/waste gasifiers for distributed electricity: A new three-staged gasification system / A. Gomez-Barea, B. Leckner, A.V. Perales, S. Nilsson, D.F. Cano // Applied Thermal Engineering. 2013. V. 50. P. 1453-1462.Behaviour of tars on the filter in high temperature filtration of biomass-based gasification gas / S. Tuomi, E. Kurkela, P. Simell, M. Reinikainen // Fuel. 2015. V. 139. P. 220-231.Behaviour of tars on the filter in high temperature filtration of biomass-based gasification gas / S. Tuomi, E. Kurkela, P. Simell, M. Reinikainen // Fuel. 2015. V. 139. P. 220-231.Characterization and prediction of biomass pyrolysis products / D. Neves, H. Thunman, A. Matos, L. Tarelho, A. Gomez-Barea // Progress in Energy and Combustion Science. 2011. V. 37. P. 611-630.Characterization and prediction of biomass pyrolysis products / D. Neves, H. Thunman, A. Matos, L. Tarelho, A. Gomez-Barea // Progress in Energy and Combustion Science. 2011. V. 37. P. 611-630.Chemical kinetics of biomass pyrolysis / E. Ranzi, A. Cuoci, T. Faravelli, A. Frassoldati, G. Migliavacca, S. Pierucci, S. Sommariva // Energy & Fuels. 2008. V. 22. P. 4292-4300.Chemical kinetics of biomass pyrolysis / E. Ranzi, A. Cuoci, T. Faravelli, A. Frassoldati, G. Migliavacca, S. Pierucci, S. Sommariva // Energy & Fuels. 2008. V. 22. P. 4292-4300.Palma C.F. Modelling of tar formation and evolution for biomass gasification: A review // Applied Energy. 2013. V. 111. P. 129-141.Palma C.F. Modelling of tar formation and evolution for biomass gasification: A review // Applied Energy. 2013. V. 111. P. 129-141.Yaman S. Pyrolysis of biomass to produce fuels and chemical feedstocks // Energy conversion and management. 2004. V. 45. P. 651-671.Yaman S. Pyrolysis of biomass to produce fuels and chemical feedstocks // Energy conversion and management. 2004. V. 45. P. 651-671.Cummer K.R., Brown R.C. Ancillary equipment for biomass gasification // Biomass and Bioenergy. 2002. V. 23. P. 113-128.Cummer K.R., Brown R.C. Ancillary equipment for biomass gasification // Biomass and Bioenergy. 2002. V. 23. P. 113-128.Кейко А.В., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация твердого топлива: уровень и направления развития технологий. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. 66 с.Кейко А.В., Свищев Д.А., Козлов А.Н. Газификация твердого топлива: уровень и направления развития технологий. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 2007. 66 с.Di Blasi C. Modeling chemical and physical processes of wood and biomass pyrolysis // Progress in energy and combustion science. 2008. V. 34. P. 47-90.Di Blasi C. Modeling chemical and physical processes of wood and biomass pyrolysis // Progress in energy and combustion science. 2008. V. 34. P. 47-90.Хитрин Л.Н. Об основных характеристиках процесса горения углерода // Известия АН СССР. Отделение технических наук. 1953. № 4. С. 543-561.Хитрин Л.Н. Об основных характеристиках процесса горения углерода // Известия АН СССР. Отделение технических наук. 1953. № 4. С. 543-561.Thermal analysis in numerical thermodynamic modeling of solid fuel conversion / A. Kozlov, D. Svishchev, I. Donskoy, A.V. Keiko // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2012. V. 109. No. 3. P. 1311-1317.Thermal analysis in numerical thermodynamic modeling of solid fuel conversion / A. Kozlov, D. Svishchev, I. Donskoy, A.V. Keiko // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2012. V. 109. No. 3. P. 1311-1317.Di Blasi C. Modeling wood gasification in a countercurrent fixed-bed reactor // American Institute of Chemical Engineers Journal. 2004. V. 50. No. 9. P. 2306-2319.Di Blasi C. Modeling wood gasification in a countercurrent fixed-bed reactor // American Institute of Chemical Engineers Journal. 2004. V. 50. No. 9. P. 2306-2319.Расчет режимов слоевой газификации угля с помощью термодинамической модели с макрокинетическими ограничениями / И.Г. Донской, А.В. Кейко, А.Н. Козлов, Д.А. Свищев, В.А. Шаманский // Теплоэнергетика. 2013. № 12. С. 56-61.Расчет режимов слоевой газификации угля с помощью термодинамической модели с макрокинетическими ограничениями / И.Г. Донской, А.В. Кейко, А.Н. Козлов, Д.А. Свищев, В.А. Шаманский // Теплоэнергетика. 2013. № 12. С. 56-61.Каширский В.Г., Печенегов Ю.Я. О трансформации теплоты внешнего источника при пиролизе твердого топлива // Известия вузов. Энергетика. 1985. № 6. С. 91-92.Каширский В.Г., Печенегов Ю.Я. О трансформации теплоты внешнего источника при пиролизе твердого топлива // Известия вузов. Энергетика. 1985. № 6. С. 91-92.Mandl C., Obernberger I., Biedermann F. Modelling of an updraft fixed-bed gasifier operated with softwood pellets // Fuel. 2010. V. 89. P. 3795-3806.Mandl C., Obernberger I., Biedermann F. Modelling of an updraft fixed-bed gasifier operated with softwood pellets // Fuel. 2010. V. 89. P. 3795-3806.Girgis E., Hallett W.L.H. Wood combustion in an overfeed packed bed, including detailed measurements within the bed // Energy & Fuels. 2010. V. 24. P. 1584-1591.Girgis E., Hallett W.L.H. Wood combustion in an overfeed packed bed, including detailed measurements within the bed // Energy & Fuels. 2010. V. 24. P. 1584-1591.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.