Том 335 № 12 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/12/4811

Влияние выхода жидких продуктов на длительность процесса СВЧ-пиролиза

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности энергетического использования ископаемых топлив и возобновляемых ресурсов биомассы за счет их термического облагораживания. Цель: установление взаимосвязи между выходом жидких продуктов СВЧ-пиролиза органического сырья с различной степенью метаморфизма и продолжительностью протекания процесса. Методы: аттестованные методики ГОСТ для определения теплотехнических характеристик и элементного состава органической и минеральной частей органического сырья, метод «передачи–отражения» для измерения мнимой (ε'') и действительной (ε') составляющих комплексной диэлектрической проницаемости, физический эксперимент, газовый анализ, высокоскоростная видеосъемка. Результаты. На основе анализа материального баланса и длительности СВЧ-пиролиза различных видов органического сырья выдвинуто предположение, что разрушение сложных органических соединений приводит к образованию на поверхности образца углеродных частиц, обладающих высокими, относительно исходного сырья, электропроводными свойствами. При наличии большого числа таких частиц в СВЧ-поле могут возникать межчастичные электрические разряды, распространяющиеся вдоль образца, в результате чего наблюдается увеличение скорости нагрева. Для сырья с бо́льшим выходом жидких продуктов растет и количество углеродных частиц, что приводит к увеличению числа разрядов между такими центрами и соразмерному ускорению разогрева материала. Экспериментально показано и теоретически обосновано, что длительность СВЧ-пиролиза органического сырья напрямую зависит от скорости разогрева материала: вследствие увеличения выхода жидких продуктов и последующего увеличения концентрации углеродных центров снижается длительность протекания СВЧ-пиролиза. Полученные результаты могут быть использованы при оценке эффективности СВЧ-пиролиза органического сырья или топливных композиций, состоящих из материалов с различным выходом жидких продуктов.

Ключевые слова:

СВЧ-пиролиз, органическое сырье, материальный баланс, выход жидких продуктов, длительность процесса

Авторы:

Иван Константинович Калинич

Александр Владимирович Астафьев

Андрей Владимирович Мостовщиков

Роман Борисович Табакаев

Скачать pdf