НАЗВАНИЕ СТАТЬИ:
Экспериментальное исследование двухстадийной пиролитической конверсии биомассы в синтез-газ под давлением

СПИСОК АВТОРОВ:
Лавренов В.А., Фалеева Ю.М.

СПИСОК АВТОРОВ (С РАСШИФРОВКОЙ):
Лавренов Владимир Александрович, Фалеева Юлия Михайловна

DOI:
https://doi.org/10.33849/2025308

ПОСТУПИЛА В РЕДАКЦИЮ:
30 сентября 2025 г.

ЖУРНАЛ:
Вестник Объединенного института высоких температур

ТОМ:
19

ГОД:
2025

СТРАНИЦЫ:
46-52

РУБРИКА:
Проблемы энергетики

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
биомасса; органические отходы; синтез-газ; двухстадийный пиролиз; давление

КОДЫ КЛАССИФИКАТОРОВ:
УДК 66.092-977, УДК 662.76, УДК 536-36

АННОТАЦИЯ:
В работе приводятся результаты экспериментальных исследований двухстадийной пиролитической конверсии растительной биомассы в синтез-газ под давлением, объединяющей пиролиз биомассы и последующий высокотемпературный гетерогенный крекинг летучих продуктов пиролиза с образованием синтез-газа. Представлено подробное описание конструкции и принципа действия лабораторного стенда двухстадийного пиролиза биомассы под давлением. В~качестве исходного материала для получения синтез-газа были использованы древесные пеллеты. Приведены экспериментальные данные по удельному выходу, компонентному составу и теплоте сгорания синтез-газа, полученного при величине избыточного давления 0, 20 и 40~бар. Представлены данные по изменению удельного выхода твердого остатка в зоне пиролиза. Показано, что увеличение избыточного давления в процессе двухстадийной пиролитической конверсии приводит к снижению удельного выхода синтез-газа и одновременному увеличению его теплоты сгорания за счет изменения компонентного состава. С увеличением величины избыточного давления от 0 до 40~бар содержание углеводородов в синтез-газе увеличивается с 1.9 до 7.6 % по объему, соотношение водорода к окиси углерода в синтез-газе снижается с 1.03 до 0.95. Удельный выход синтез-газа снижается с 1.28 до 1.11~м$^3$/кг, а твердого остатка возрастает с 25.2 до 35.2~масс. %.

TITLE:
Experimental study of two-stage pyrolytic conversion of biomass into synthesis gas under pressure

AUTHORS:
Lavrenov V.A., Faleeva Yu.M.

KEYWORDS:
biomass; organic waste; synthesis gas; two-stage pyrolysis; pressure

ABSTRACT:
This paper presents the results of experimental studies of the two-stage pyrolytic conversion of plant biomass into synthesis gas under pressure, combining biomass pyrolysis and subsequent high-temperature heterogeneous cracking of volatile pyrolysis products to form synthesis gas. A detailed description of the design and operating principle of a laboratory setup for two-stage pyrolysis of biomass under pressure is provided. Wood pellets were used as the material for syngas production. Experimental data are presented on the specific yield, component composition, and heat of combustion of synthesis gas obtained at excess pressures of 0, 20, and 40~bar. Data on the change in the specific yield of solid residue in the pyrolysis zone are presented. It is shown that an increase in excess pressure in the two-stage pyrolytic conversion process leads to a decrease in the specific yield of synthesis gas and a simultaneous increase in its heat of combustion due to a change in the component composition. With an increase in excess pressure from 0 to 40~bar, the hydrocarbon content in the synthesis gas increases from 1.9 to 7.6\% by volume, the ratio of hydrogen to carbon monoxide in the synthesis gas decreases from 1.03 to 0.95. The specific yield of synthesis gas decreases from 1.28 to 1.11~m$^3$/kg, and the solid residue increases from 25.2 to 35.2\% by weight.