Технологія пресування та якість горіння сферичних паливних брикетів із осіннього листя

Автор(и)

  • Viktor Bokov Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-9340-1617
  • Oleh Sisa Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-4783-100X
  • Volodymyr Mirzak Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0002-4167-7291
  • Olha Medvedieva Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006, Україна https://orcid.org/0000-0001-9265-958X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198724

Ключові слова:

технологія пресування, сферичний брикет, осіннє листя, щільність брикету, горіння брикетів

Анотація

Розроблено процес пресування паливних брикетів з осіннього листя. Показано, що сферична форма брикету – оптимальна, бо навіть щільне упаковування куль забезпечує доступ повітря до кожної окремої кулі. Це особливо важливо в початковій фазі горіння, коли брикети торкаються один одного та набирають певну температуру: якість горіння підвищується. Розроблено технологію пресування брикетів. В результаті дослідження дисперсності часток сухого листя горіха, клену та дуба після подрібнення встановлено, що розподіл за розмірами часток порошків із різного листя не однаковий, а їх насипна щільність пропорційна розміру за найбільшим вмістом.

Запропоновано новий спосіб пресування брикетів у круглій закритій матриці, який відрізняється тим, що процес здійснюють при створенні в кінцевій фазі схеми всебічного рівномірного стиснення з сферичним прикладанням зусилля та з утворенням брикету форми кулі. Спосіб дозволяє радіально та рівномірно стиснути здрібнене листя і тим самим забезпечує однакові умови горіння брикету в радіальному напрямку з будь-якої точки периферії. Отримано математичну модель залежності щільності сухих брикетів від насипної щільності подрібненого листя та ступеня стиснення брикету (величини деформації). Показано, що найбільший вплив на щільність сухих брикетів виявляє насипна щільність подрібненого листя (65 %), із підвищенням якої щільність сухих брикетів збільшується. Вплив ступеня стиснення брикету значно менший (35 %), але має суттєве значення. З його підвищенням щільність сухих брикетів збільшується. В рамках експерименту щільність сухих брикетів складала 0,67 до 1,07 г/см3. Запропоновано конструкцію закритої циліндричної матриці з перемінною за товщиною стінкою, яка дозволяє зменшити її металомісткість і вартість на 20–30 %. Показано, що сферичні брикети із листя доцільно використовувати як альтернативне екологічно чисте паливо

Біографії авторів

Viktor Bokov, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра обробки металів тиском та спецтехнологій

Oleh Sisa, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук

Кафедра обробки металів тиском та спецтехнологій

Volodymyr Mirzak, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат технічних наук

Кафедра обробки металів тиском та спецтехнологій

Olha Medvedieva, Центральноукраїнський національний технічний університет пр. Університетський, 8, м. Кропивницький, Україна, 25006

Кандидат біологічних наук, доцент, завідувач кафедри

Кафедра екології та охорони навколишнього середовища

Посилання

  1. Lakyda, P. I., Heletukha, H. H., Vasylyshyn, R. D. et. al.; Lakyda, P. I. (Ed.) (2011). Enerhetychnyi potentsial biomasy v Ukraini. Kyiv: Vydavnychyi tsentr NUBiP Ukrainy, 28.
  2. Heletukha, H. H., Zheleznaia, T. A., Matvieiev, Yu. B., Zhovmir, M. M. (2006). Vykorystannia mistsevykh vydiv palyva dlia vyrobnytstva enerhiyi v Ukraini. Prom. teplotekhnika, 28 (2), 85–93. Available at: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/61394/12-Geletukha.pdf?sequence=1
  3. Furtado, T. S., Valin, M., Brand, M. A., Bellote, A. F. J. (2010). Variáveis do processo de briquetagem e qualidade de briquetes de biomassa florestal. Pesquisa Florestal Brasileira, 30 (62), 101–106. doi: https://doi.org/10.4336/2010.pfb.30.62.101
  4. Karunanithy, C., Wang, Y., Muthukumarappan, K., Pugalendhi, S. (2012). Physiochemical Characterization of Briquettes Made from Different Feedstocks. Biotechnology Research International, 2012, 1–12. doi: https://doi.org/10.1155/2012/165202
  5. Fikri, E., Sartika, C. (2018). Study on the Use and Composition of Bio-Charcoal Briquettes Made of Organic Waste. Journal of Ecological Engineering, 19 (2), 81–88. doi: https://doi.org/10.12911/22998993/81782
  6. Bokov, V., Popova, M., Lysenko, R. (2013). Usage of autumn leaves for production of alternative types of fuel. Zbirnyk naukovykh prats Kirovohradskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu. Tekhnika v silskohospodarskomu vyrobnytstvi, haluzeve mashynobuduvannia, avtomatyzatsiya, 26, 231–241. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/znpkntu_2013_26_40
  7. Tekhnolohiya vyrobnytstva riznykh vydiv biopalyva. Available at: https://bio.ukr.bio/ua/articles/2344/
  8. Bajwa, D. S., Peterson, T., Sharma, N., Shojaeiarani, J., Bajwa, S. G. (2018). A review of densified solid biomass for energy production. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 96, 296–305. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.07.040
  9. Torhivlia torishnim lystiam abo ekolohichnyi biznes. Available at: http://www.eco-live.com.ua/content/blogs/torg-vlya-tor-shn-m-listyam-abo-ekolog-chnii-b-znes
  10. Zhyhalov, O. A. (2011). Pat. No. 64567 UA. Line for production of fuel briquettes. No. u201104840; declareted: 19.04.2011; published: 10.11.2011, Bul. No. 21.
  11. Eksperimental'noe issledovanie szhiganiya toplivnyh briketov i opredelenie optimal'nyh rezhimov goreniya. Available at: https://euroasia-science.ru/tehnicheskie-nauki/%D1%8D%D0%BA%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B5-%D0%B8%D1%81%D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D1%81%D0%B6%D0%B8%D0%B3/
  12. Bokov, V. M. (2017). Pat. No. 126418 UA. Sposib presuvannia bryketiv iz roslynnykh vidkhodiv v zakrytiyi matrytsi. No. u201709844; declareted. 11.10.2017; published. 25.06.2018, Bul. No. 12.
  13. Izmerenie vlazhnosti drevesiny i drevesnyh materialov. Available at: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=4097
  14. Vlazhnost' drevesiny. Available at: https://sushilnye-kamery.ru/blog/vlazhnost-drevesiny/vlazhnost-drevesiny-formula-rascheta-osobennosti-opredeleniya/
  15. Matúš, M., Križan, P., Beniak, J., Šooš, Ľ. (2015). Effects of initial moisture content on the production and quality properties of solid biofuel. Acta Polytechnica, 55 (5), 335. doi: https://doi.org/10.14311/ap.2015.55.0335
  16. Antsiferov, V. N., Bobrov, G. V., Druzhinin, L. K. et. al. (1987). Poroshkovaya metallurgiya i napylennye pokrytiya. Moscow: Metallurgiya, 792.
  17. Chugaev, R. R. (1982). Gidravlika. Leningrad: Energoizdat. Leningr. otd-nie, 672.
  18. Novik, F. S., Arsov, Ya. B. (1980). Optimizatsiya protsessov tehnologii metallov metodami planirovaniya eksperimentov. Moscow: Mashinostroenie; Sofiya: Tehnika, 304.
  19. Kaliyan, N., Vance Morey, R. (2009). Factors affecting strength and durability of densified biomass products. Biomass and Bioenergy, 33 (3), 337–359. doi: https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2008.08.005
  20. Ivanova, T., Kolarikova, M., Havrland, B., Passian, L. (2014). Mechanical durability of briquettes made of energy crops and wood residues. Engineering for Rural Development, 131–136.
  21. Bokov, V. M. (2018). Pat. No. 132163 UA. Sposib presuvannia bryketiv u formi kuli iz roslynnykh vidkhodiv v zakrytiyi matrytsi. No. u201809653; declareted: 26.09.2018; published: 11.02.2019, Bul. No. 3.
  22. Bhagwanrao, S. V., Singaravelu, M. (2014). “Bulk density of biomass and particle density of their briquettes. International Journal of Agricultural Engineering, 7 (1), 221–224.
  23. Castellano, J. M., Gómez, M., Fernández, M., Esteban, L. S., Carrasco, J. E. (2015). Study on the effects of raw materials composition and pelletization conditions on the quality and properties of pellets obtained from different woody and non woody biomasses. Fuel, 139, 629–636. doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2014.09.033
  24. Tyul'kova, E. G. (2017). Zol'nost' rasteniy v usloviyah gorodskoy sredy (na primere goroda Gomelya). Vestnik federal'nogo universiteta im. I. Kanta. Ser.: Estestvennye i meditsinskie nauki, 1, 58–65.
  25. Biedermann, F., Obernberger, I. (2005). Ash-related problems during biomass combustion and possibilities for a sustainable ash utilisation. BIOS Bioenergiesysteme. Available at: https://www.bios-bioenergy.at/uploads/media/Paper-Biedermann-AshRelated-2005-10-11.pdf

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Bokov, V., Sisa, O., Mirzak, V., & Medvedieva, O. (2020). Технологія пресування та якість горіння сферичних паливних брикетів із осіннього листя. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(1 (104), 60–72. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198724

Номер

Том 2 № 1 (104) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Viktor Bokov, Oleh Sisa, Volodymyr Mirzak, Olha Medvedieva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.