Молодой ученый ИСЭМ СО РАН выиграл в конкурсе проектов РФФИ
28 марта 2018
Проект инженера Д.А. Свищева посвящен развитию традиционных работ лаборатории по исследованию процессов обращенной газификации древесной биомассы. Эта технология сейчас получает бурное развитие во всем мире, особенно в азиатских странах. Разработка новых эффективных процессов газификации требует новых теоретических и экспериментальных научных исследований.
Сегодня наиболее распространенной модельной схемой слоевого горения является классический стратифицированный механизм, когда в слое топлива выделяются отдельные реакционные зоны – сушки топлива, его пиролиза, окисления и восстановления. Однако, как показывают эксперименты (в том числе проведенные инженером Д.А. Свищевым в рамках других научных проектов), существует также и нестратифицированный механизм, в котором зоны сушки и пиролиза отсутствуют, а стадии окисления коксового остатка и пиролитического разложения топлива протекают в единой реакционной зоне слоя. Данные механизмы переходят друг в друга при изменении интенсивности процесса газификации и скорости подаваемого в слой топлива потока дутья. Подобная двойственность механизмов слоевого горения биомассы и сам нестратифицированный механизм являются малоизученными.
Знание механизмов и закономерностей конверсии топлива носит фундаментальное значение. Оно является необходимым условием для корректного анализа закономерностей и построения математических моделей обращенного процесса.
Непосредственное исследование реакционного ядра осложнено значительной неоднородностью и гетерогенным характером термохимического процесса, высокими температурами и интенсивностью превращения топлива. В проекте используется физический и численный эксперимент в котором рассматривается горение одиночной частицы. При этом воспроизводятся условия горения в слое – осуществляется фурменный обдув такой частицы и учитывается влияние на нее окружающих инертных частиц, имитирующих слой.
Авторами проекта выдвинута гипотеза, согласно которой горение слоя значительно отличается от горения индивидуальной частицы в потоке воздуха. В пространстве между частицами слоя происходит увеличение турбулентности потока газа. Вследствие этого интенсифицируются процессы тепло- и массообмена между газообразной и твердой фазой. Среди ожидаемых результатов предполагается получить условия при которых происходит смена режима горения топлива, показатели интенсивности процесса, а также его лимитирующие стадии.
Проект предполагает коллаборацию с вузами: помимо Дениса Алексеевича Свищева в проекте участвуют также аспирант Уральского федерального университета Павел Андреевич Ральников и магистрант Иркутского национального исследовательского технического университета Мария Александровна Козлова.
Желаем научному коллективу успешной работы над проектом!