The object of research, development or design (in Russian) : Топливные брикеты из органических и промышленных отходов и их энергоэффективное сжигание

The object of research, development or design (in Kazakh) : Органикалық және өнеркәсіптік қалдықтардан аралас отын брикеттері және оларды энергияны тиімді жағу

Aim of work (in Russian) : Разработать технологию получения комбинированных топливных брикетов из органических и промышленных отходов и исследовать процессы их энергоэффективного сжигания в водогрейных котлах

Aim of work (in Kazakh) : Органикалық және өнеркәсіптік қалдықтардан аралас отын брикеттерін алу технологиясын жасау және оларды су жылыту қазандықтарында тиімді жағу процестерін зерттеу

Методы исследования (на русском) : - Сбор данных и анализ сырьевой базы РК для производства комбинированных топливных брикетов из органических и промышленных отходов; - Разработка технологии брикетирования комбинированных топливных брикетов из органических и промышленных отходов; - Экспериментальное определение влияния фракционного состава брикетов на их плотность и прочность; - Экспериментальное определение теплотехнических характеристик брикетов для анализа возможности и рациональности применения топливных брикетов при теплогенерации; - Метод математического моделирования для исследования влияния элементарного состава брикетов на теплоту сгорания; - Экспериментальное исследование энергоэффективности сжигания брикетов с учетом их состава на огневом стенде и водогрейных котлах КВ-0,5; - Расчет технико-экономической эффективности использования топливных брикетов из органических и промышленных отходов.

Методы исследования (на казахском) : - Органикалық және өнеркәсіптік қалдықтардан аралас отын брикеттерін өндіру бойынша Қазақстан Республикасының шикізат базасын деректер жинау және талдау; - Органикалық және өндірістік қалдықтардан аралас отын брикеттерін брикеттеу технологиясын әзірлеу; - Брикеттердің фракциялық құрамының олардың тығыздығы мен беріктігіне әсерін тәжірибе жүзінде анықтау; - Жылу өндіру үшін отын брикеттерін пайдалану мүмкіндігі мен ұтымдылығын талдау үшін брикеттердің жылу сипаттамаларын эксперименталды түрде анықтау; - Брикеттердің элементтік құрамының жанудың жылулық құндылығына әсерін зерттеуге арналған математикалық модельдеу әдісі; - Отқа арналған стендте және КВ-0,5 ыстық су қазандықтарында олардың құрамын ескере отырып, жанып тұрған брикеттердің энергия тиімділігін эксперименттік зерттеу; - Органикалық және өндірістік қалдықтардан отын брикеттерін пайдаланудың техникалық-экономикалық тиімділігін есептеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Сырье: отходы растениеводства, листья, угольная, нефтекоксовая мелочь. Наибольший сырьевой потенциал у северных и восточных регионов. Разработана технология получения брикетов: сбор исходного сырья (только для листвы); очистка (только для листвы); сушка; измельчение; смешивание и брикетирование. Плотность биоугольных брикетов: 856÷358 кг/м3; биобрикетов: 954÷1290 кг/м3. Наибольшая прочность (от 93 до 98%) у брикетов из листьев и угля. Выявлены наилучшие брикеты: 70% лузги подсолнечника и 30 % пыли Каражыра; 60% лузги подсолнечника и 40 % пыли Шубаркуль; 70% лузги подсолнечника и 30% коксовой пыли; 80% листьев и 20% пыли Каражыра; 70% листьев и 30% пыли Шубаркуль; 30 % лузги гречихи мелкой фракции и 70 % лузги подсолнечника; 30 % лузги гречихи мелкой фракции и 70 % листьев; 30 % лузги подсолнечника и 70 % листьев; 30 % жмыха подсолнечника и 70 % листьев; 40 % жмыха подсолнечника и 60 % листьев. Наибольшее влияние на теплоту сгорания имеет фактор горючей составляющей. Для сжигания брикетов возможны к применению 2 способа: сжигание на колосниковой решётке и сжигание в пиролизном котле. На созданном огневом стенде определены: потери теплоты от химического недожога составляют не более 6,25 %, оптимальная толщина слоя: 15–20 см. Исследование энергоэффективности сжигания брикетов на водогрейных котлах: КПД 65 %. Сжигание сопровождается более низким содержанием недожога, чем у угля. Потери с химическим недожогом 0,3 %. Скорость горения брикетов в 3-5 раз выше, чем у угля.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Шикізат: өсімдік қалдықтары, жапырақтар, көмір, петкоктың ұсақтары. Солтүстік және шығыс облыстардың шикізаттық әлеуеті жоғары. Брикеттерді өндіру технологиясы әзірленді: шикізатты жинау (тек жапырақтар үшін); тазалау (тек жапырақтар); кептіру; ұнтақтау; араластыру және брикеттеу. Бикөмір брикеттерінің тығыздығы: 856÷358 кг/м3; биобрикеттері: 954÷1290 кг/м3. Ең үлкен беріктік (93-тен 98% -ға дейін) жапырақтар мен көмірден жасалған брикеттерде кездеседі. Ең жақсы брикеттер анықталды: 70% күнбағыс қауызы және 30% Қаражыр шаңы; 60% күнбағыс қауызы және 40% шұбаркүл шаңы; 70% күнбағыс қабығы және 30% кокс шаңы; Қаражырдан 80% жапырақ, 20% шаң; 70% жапырақтар және 30% шаң Шұбаркүл; 30% ұсақ дәнді қарақұмық қауызы және 70% күнбағыс қабығы; 30% ұсақ қарақұмық қабығы және 70% жапырақтары; 30% күнбағыс қабығы және 70% жапырақтары; 30% күнбағыс торты және 70% жапырақтар; 40% күнбағыс торты және 60% жапырақтар. Жанғыш компоненттің факторы жану жылуына ең үлкен әсер етеді. Брикеттерді жағу үшін 2 әдісті қолдануға болады: торда жану және пиролиз қазандығында жану. Құрылған өрт стенді анықталды: химиялық астыңғы жағыудан жылу шығыны 6,25% артық емес, қабаттың оңтайлы қалыңдығы: 15-20 см ыстық су қазандықтарында брикеттерді жағудың энергия тиімділігін зерттеу: тиімділігі 65%. Жану көмірге қарағанда төмен жанбаған мазмұнмен бірге жүреді. Химиялық күйдіру кезіндегі шығындар 0,3% құрайды. Брикеттердің жану жылдамдығы көмірге қарағанда 3-5 есе жоғары.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Суммарное энергосодержание сельхозотходов - 197 143,3 тыс. ГДж/год. Основная фракция сельхозотходов должна иметь размер 2-5 мм, отходы кокса и угля: от нескольких микрон до 6 мм. Оптимальная влажность сырья 4-10%. Плотность биоугольных брикетов: 856÷358 кг/м3; биобрикетов: 954÷1290 кг/м3. Наилучшими являются брикеты: 70% лузги подсолнечника и 30% пыли Каражыра; 60% лузги подсолнечника и 40% пыли Шубаркуль; 70% лузги подсолнечника и 30% коксовой пыли; 80% листьев и 20% пыли Каражыра; 70% листьев и 30% пыли Шубаркуль; 30% лузги гречихи мелкой фракции и 70% лузги подсолнечника; 30% лузги гречихи мелкой фракции и 70% листьев; 30% лузги подсолнечника и 70% листьев; 30% жмыха подсолнечника и 70% листьев; 40% жмыха подсолнечника и 60% листьев. Количество теплоты, запасённой в тепловом аккумуляторе, при его объёме 1000 литров (1 м3) при использовании теплоты воды при изменении её температуры на 20 оС (с 90 оС до 70 оС) составляет 22,3 кВт. КПД водогрейного котла КВ-0,5 при сжигании брикетов из органических и промышленных отходов - 65 %. Проектно-конструкторские решения: - увеличить площади поверхностей нагрева котлов, потребуется изменение скорости движения теплоносителя. Потенциал увеличения энергоэффективности можно оценить в 2%; - избыточное количество теплоты может быть подано в систему теплоснабжения при помощи теплового аккумулятора. Количество теплоты в водяном тепловом аккумуляторе объёмом 1м3: 23,3 кВт. Этого хватит на 5 часов работы при тепловых потерях здания 5 кВт.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Ауыл шаруашылығы қалдықтарының жалпы энергетикалық мөлшері 197143,3 мың ГДж/жыл құрайды. Ауыл шаруашылығы қалдықтарының негізгі үлесі 2-5мм, кокс және көмір қалдықтары: бірнеше микроннан 6 мм-ге дейін болуы керек. Шикізаттың оңтайлы ылғалдылығы 4-10% құрайды. Бикөмір брикеттерінің тығыздығы: 856÷358 кг/м3; биобрикеттері: 954÷1290 кг/м3. Ең жақсы брикеттерге мыналар жатады: 70% күнбағыс қауызы және 30% Қаражыр шаңы; 60% күнбағыс қауызы және 40% шұбаркүл шаңы; 70% күнбағыс қабығы және 30% кокс шаңы; Қаражырдан 80% жапырақ, 20% шаң; 70% жапырақтар және 30% шаң Шұбаркүл; 30% ұсақ дәнді қарақұмық қауызы және 70% күнбағыс қабығы; 30% ұсақ дәнді қарақұмық қабығы және 70% жапырақтары; 30% күнбағыс қабығы және 70% жапырақтары; 30% күнбағыс торты және 70% жапырақтар; 40% күнбағыс торты және 60% жапырақтар. Көлемі 1000 литр (1 м3) жылу аккумуляторында оның температурасы 20° C өзгерген кезде судың жылуын пайдалана отырып, жинақталған жылу мөлшері 22,3 кВт құрайды. Органикалық және өндірістік қалдықтардан брикеттерді жағу кезіндегі КВ-0,5 су жылыту қазандығының тиімділігі 65% құрайды. Жобалық шешімдер: -қазандықтардың жылыту бетінің ауданын ұлғайту, салқындатқыштың қозғалыс жылдамдығын өзгерту қажет болады; Энергия тиімділігін арттыру әлеуетін 2% деңгейінде бағалауға болады; -артық жылуды жылу аккумуляторы арқылы жылумен жабдықтау жүйесіне беруге болады. Көлемі 1 м3 су жылу аккумуляторындағы жылу мөлшері: 23,3 кВт. Бұл ғимараттың жылу шығыны 5 кВт болатын 5 сағаттық жұмыс үшін жеткілікті.

Level of implementation (in Russian) : Получен Акт внедрения в производство результатов этапа научно-исследовательской работы по проекту («Исследование энергоэффективности сжигания брикетов с учетом их состава на водогрейных котлах»).

Level of implementation (in Kazakh) : Жобаның зерттеу кезеңінің нәтижелерін өндіріске енгізу актісі («Ыстық су қазандықтарындағы олардың құрамын ескере отырып, жағу брикеттерінің энергия тиімділігін зерттеу») қабылданды.

Efficiency (in Russian) : Эффективность предлагаемых решений заключается в разработке состава и технологии получения комбинированных брикетов, который позволяет при минимальных затратах на сырье (смесь промышленных, растительных и сельскохозяйственных отходов) получать конечный продукт – топливный брикет с высокой теплотворной способностью. Целенаправленное внедрение результатов дает возможность рассматривать брикеты из органических и промышленных отходов как резервное топливо при работе котлов КВ-0,5. Использование комбинированных топливных брикетов приводит к снижению углеродного следа при эксплуатации котлов автономного теплоснабжения.

Efficiency (in Kazakh) : Ұсынылған шешімдердің тиімділігі шикізатқа (өнеркәсіптік, өсімдік және ауылшаруашылық қалдықтарының қоспасы) ең аз шығынмен түпкілікті өнім – отын брикетін алуға мүмкіндік беретін құрама брикеттерді өндірудің құрамы мен технологиясын әзірлеуде. жоғары калориялық құндылығымен. Нәтижелерді мақсатты енгізу КВ-0,5 қазандықтарын пайдалану кезінде органикалық және өндірістік қалдықтардан алынған брикеттерді резервтік отын ретінде қарастыруға мүмкіндік береді. Біріктірілген отын брикеттерін пайдалану автономды жылыту қазандықтарын пайдалану кезінде көміртегі ізінің азаюына әкеледі.

Field of application (in Russian) : Целевыми потребителями полученных результатов являются: объекты теплоэнергетики – водогрейные и автономные котлы.

Field of application (in Kazakh) : Алынған нәтижелердің мақсатты тұтынушылары: жылу энергетикалық объектілер – су жылыту және автономды қазандықтар.