Настоящая программа-методика проведения исследования процесса пиролиза органических видов топлива разработана с целью определения выхода пиролизного газа и определения его теплотворной способности и применима только для вновь разрабатываемой установки пиролиза.

I ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. Реактор пиролиза, собственная разработка.

Геометрический объем, л 14,3

Объем пиролизной камеры, л 2,65

Контролируемая температура процесса

пиролиза, °С min – 300

max – 700

Рабочее давление пиролизного газа, кПа

min – 2

max – 300

Рабочая температура конденсата, °С

min – 50

max – 95

Масса загружаемого топлива, г

min – 50

max – 100

Угол наклона корпуса реактора

в сторону конденсата, % 3

Горелка газовая, мощность, кВт 10

2. Вакуумный насос марки Вс-VP-114

остаточное давление, min, Па 10

3. Мановакуумметр МВП-у, класс 1,0

4. Термометр электронный ТРМ-1

дискретность 0,1°С

5. Термометр ртутный ТЛ-4 номер 2

диапазон от 0 до 55°С

цена деления 0,1°С

класс 1

заводской номер 26

дата поверки окт. 2010 г.

6. Термометр стеклянный ТС -4М

диапазон от 0 до 50°С

цена деления 1°С

дата поверки июнь 2010 г.

7. Термометр стеклянный ТС -4М

диапазон от 0 до 50°С

цена деления 1°С

дата поверки июнь 2010 г.

8. Термометр электронный ТРМ-1

дискретность 0,1°С

Преобразователь — ТПК-135-0314.320

диапазон измерений от -40 до +1200°С

дата поверки февраль 2011 г.

9. Весы МТ — 0,6

НПВ, кг — 0,6

погрешность ±0,1 г (от 0,002 до 0,2 кг)

±0,2 г (свыше 0,2 до 0,6 кг)

дата поверки июнь 2010 г.

10. Весы МТ-15 В (1) ЖА — 8/ЮЗ

погрешность ±5 г (от 0,1 до 10 кг)

±10 г (свыше 10 до 15 кг)

дата поверки май 2010 г.

11. Газгольдер — емкость 20 л прозрачная полипропиленовая, оснащенная патрубками и шаровыми кранами dy 10 для ввода газа, воды и подачи газа на горелку.

12. Калориметр — собственной разработки

емкость, л 10

рабочий объем, л 9

мешалка пропеллерная, тихоходная

снабжен усиленной теплоизоляцией корпуса и крышки.

Поправочный коэффициент х 1,01

дата поверки апрель 2010 г.

13. Давление и влажность воздуха.

Текущие данные Метеостанции аэропорта Пашковский г. Краснодара

Разница высот по реперным отметкам до 10м

14. Горелка ГВП — 246, снабженная соплом 2,6 мм

II ПОДГОТОВКА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ К ИССЛЕДОВАНИЯМ

1. Реактор пиролиза.

1.1 Открыть крышку прибора, извлечь газопроницаемую пробку, проверить чистоту внутренних поверхностей прибора и при необходимости очистить и обезжирить их с последующей сушкой теплым воздухом.

1.2 Взвешенную пробу исследуемого материала, предварительно просеянную на сите ᴓ 3,5мм, массой не более 100 г уложить в зону нагрева реактора.

Взвешивание производить с точностью до ±0,1 г. Внести результаты взвешивания в лабораторный журнал.

1.3 Установить газопроницаемую пробку и закрыть крышку прибора.

1.4 Откачать воздух из реактора до остаточного давления 3 кПа и, закрыв соответствующие краны, убедиться в герметичности реактора. Считать операцию выполненной, если в течение 10 мин. остаточное давление не изменится.

2. Газгольдер.

2.1 Газгольдер должен быть заполнен водой (с температурой не выше температуры воздуха в помещении) полностью до крана подачи газа на горелку. Контроль заполнения визуальный.

2.2 Убедиться в надежности всех соединений газгольдера. Течи и потение не допускаются.

3. Калориметр.

3.1 Калориметр установить в светлом отапливаемом, свободном от сквозняков помещении, вдали от источников тепла. Все термометры должны быть хорошо видны, прямые солнечные лучи и другие виды тепла не должны попадать на приборы и калориметр. Температура в помещении должна быть 15 — 30°С. Во время измерений допускается колебание температуры воздуха в помещении ±1°С. Для теплообмена в калориметр должна заправляться вода с температурой равной температуре воздуха в помещении. Допускается отклонение ±3°С.

3.2 Взвешивать 9000 г воды с точностью ±5 г.

3.3 Заполнить калориметр водой. Контроль массы воды вести путем взвешивания тары до заполнения ее водой и после опорожнения.

3.4 Установить термометр п.5 раздела I в калориметр, а термометр п.6 раздела I в дымовую трубу калориметра. Термометр п.7 раздела I установить на столе рядом с горелкой.

4. Горелка установки.

4.1 Подключить газ низкого давления на горелку не разжигая ее.

4.2 Убедиться в герметичности соединений (отсутствие запаха).

III ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

1. Убедиться в герметичности реактора установки, давление в реакторе 3 кПа.
2. Включить газовую горелку реактора и поднять температуру процесса пиролиза до заданной. Температуру пиролиза и давление в реакторе внести в лабораторный журнал.
3. Поддерживая температуру процесса, подать пиролизный газ в газгольдер, барбатируя его в воду газгольдера. Газ в газгольдер подавать медленно, одновременно производить слив воды из газгольдера в емкость для сбора воды. Давление газа в газгольдере контролировать по манометру газгольдера. Допустимое давление в газгольдере не более 200 мм вод.ст. Объем газа в газгольдере в конце процесса заполнения 10±1 дм³ . В конце процесса заполнения давление газа в газгольдере установить равным атмосферному, сливая воду из него в емкость для сбора воды.
4. Воду из емкости для сбора воды взвесить и показания внести в лабораторный журнал, после чего перелить воду в емкость для заполнения газгольдера. Регулируя положение емкости для заполнения по высоте, установить уровень воды в газгольдере на 15 — 25 мм выше. Во время процесса горения пиролизного газа в горелке калориметра перепад уровней воды поддерживать в указанных пределах.
5. Произвести измерение температуры воды в калориметре, предварительно ее перемешав, температуру воздуха, температуру в трубке калориметра, барометрическое давление, влажность воздуха и внести соответствующие записи в лабораторный журнал.
6. Подать газ на горелку калориметра, предварительно включив ее розжиг. Во время горения измерить температуру газа подаваемого на горелку и внести показания в лабораторный журнал. Горение должно быть отрегулировано таким образом, чтобы показания термометра не отличались от начальных более чем 1°С. По окончании горения провести измерение температуры в калориметре и оформить соответствующую запись в лабораторном журнале. Измерения производить только после перемешивания воды в калориметре. Слить конденсат из калориметра, взвесить его и внести результат в лабораторный журнал.
7. Слить конденсат из реактора, взвесить его и внести результат в лабораторный журнал.
8. Вскрыв крышку реактора и вытянув из него газопроницаемую пробку, собрать твердый остаток топлива, взвесить его и внести результат в лабораторный журнал.

IV ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

1. Обработку результатов для определения высшей и низшей теплотворной способности пиролизного газа проводить в соответствии с ГОСТ 27193-86 «Газы горючие пиролизные. Метод определения теплоты сгорания водяным калориметром».
2. Определение выхода газа пиролизного из испытуемого материала производить по формуле:

W₂ = (m_обр — m_{k –} m_то) : m_обр х 100

W₂ - выход газа в % от массы исходного топлива

m_{обр —} масса испытуемого образца, г

m_k - масса конденсата, г

m_то — масса твердого остатка, г

V РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА

Для каждого испытуемого образца на основе органического топлива рекомендуемые температуры процесса пиролиза: 300°С; 400°С; 450°С; 500°С; 600°С; 650°С; 700°С.

Исследование образцов органического топлива следует производить при влажности 20% и 2%.