Томские ученые установили, как эффективнее сушить древесную биомассу перед сжиганием
Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из МАИ экспериментально определили степень влияния толщины слоя отходов деревообработки — древесной биомассы — на характеристики и условия тепло- и массопереноса в процессе обезвоживания. Полученные результаты легли в основу математической модели, которая в перспективе может быть использована для проектирования энергоэффективных систем сушки биомассы для применения в возобновляемой энергетике.
Результаты опубликованы в журнале Biomass and Bioenergy (Q1, IF: 7.2). Проект поддержан грантом РНФ (грант № 25-79-10045).
Древесная биомасса является одним из наиболее перспективных энергоносителей с точки зрения развития возобновляемых источников энергии. По мнению многих экспертов, она может считаться углеродно-нейтральным топливом и использоваться либо в качестве сырья для производства синтез-газа, либо для производства энергии путем прямого сжигания в камерах сгорания. Кроме того, многочисленные исследования показывают значительное снижение выбросов оксидов азота и оксидов серы при совместном сжигании биомассы с углем или сжигания биомассы в чистом виде по сравнению с углем. Также сырье может быть получено из многочисленных промышленных побочных продуктов лесопереработки, лесозаготовки — опилок, коры, древесной щепы.
При этом практически вся сырая древесная биомасса является сильно влажной — в зависимости от вида начальное содержание влаги может колебаться от 10% до 50%. Соответственно, перед сжиганием или газификацией биомасса должна быть обезвожена. Наиболее эффектный подход — это сушка диспергированной (измельченной — прим.) древесины в крупнообъемных сушильных установках с использованием плотных стационарных набивных слоев. В ряде исследований был выявлен новый механизм удаления влаги из толстых слоев древесной биомассы, характеризующийся образованием обратных потоков водяного пара внутри более глубоких слоев, направленных не к нагретой поверхности, а в глубоко расположенные «более холодные» области. Однако предельные значения толщины, при которых этот механизм начинает проявляться, еще не установлены.