Abstract
<jats:p>Об’єктом дослідження є процес термохімічної конверсії рослинної біомаси в комбінованій піролізно-газифікаційній установці з інтегрованими зонами відновлення, очищення та збагачення синтез-газу. Метою роботи є теплотехнічне обґрунтування режимів функціонування камери сухого піролізу та зони відновлення з урахуванням утворення водяної пари й перебігу високотемпературних гетерогенних реакцій. Встановлено, що під час піролізу 1 кг пелет формується близько 0.269 кг водяної пари, що відповідає 27 % від маси вихідної сировини. Близько 52 % загальної кількості водяної пари виділяється в температурному інтервалі 100–130 °С, що зумовлює максимальне теплове навантаження на зону відновлення. Водяна пара надходить у реакційний об’єм з температурою, близькою до 100 °С, і потребує додаткового підведення теплоти для нагрівання до робочого діапазону 800–1000 °С. Виконано оцінювання витрат теплоти на нагрівання водяної пари та забезпечення протікання ендотермічних реакцій її взаємодії з вуглецем. Визначено запас внутрішньої енергії шару розігрітого деревного вугілля за допустимого зниження температури з 1000 до 820 °С. Розраховано величину додаткової потужності, необхідної для компенсації пікових теплових витрат у зоні відновлення. Показано, що сумарна потужність електронагрівання на рівні 6,5 кВт забезпечує підтримання стабільного температурного режиму. Обґрунтовано необхідну товщину теплоізоляційного шару з деревного вугілля. Мінімальна розрахункова товщина становить 70 мм. У конструктивному виконанні прийнято 100 мм з урахуванням експлуатаційного запасу. Розрахована швидкість нагрівання пелет у камері сухого піролізу становить 5.08 °С/хв. Експериментальна перевірка засвідчила високу узгодженість розрахункових та експериментальних даних; значення індексу детермінації становить 0.989. Отримані результати підтверджують можливість стабільного виробництва синтез-газу з підвищеною теплотворною здатністю шляхом інтеграції процесів піролізу та відновлення в єдиній технологічній схемі.</jats:p>