Прореферированы исследования в области сжигания и газификации альтернативных топлив. Проанализирована работа газогенератора с системой очистки газа, работающего на древесных отходах. Рассмотрены технологии сжигания твердых унитарных и смесевых топлив в теплогенераторах различных типов. Представлена конструкция теплогенератора, использующего отработанное машинное масло.

Экспериментально определено время выгорания частиц древесных опилок и лузги подсолнечника в диапазоне влажности 0,5 - 25 % и размера частиц 1,0 - 3,0 мм. Показано, что минимальное время выгорания и максимальная температура горения достигаются при условии естественно-воздушной сушки топлив (Wr = 10 - 12 %). Повышенная и пониженная влажность сжигаемого материала приводит к увеличению общего времени выгорания. Увеличение размера частиц приводит к увеличению времени выгорания только за счет выгорания коксового остатка. Результаты исследования могут быть применены при конструировании топок тепловых агрегатов на альтернативных топливах.

Обосновано использование биомассы для выработки тепловой и электрической энергии. Экспериментальным путем исследована пригодность различных видов растительной биомассы (лузги подсолнечника, шелуха гречки и овса) с целью дальнейшей термохимической конверсии для получения альтернативного вида топлива. Приведены результаты технического анализа (влажность, зольность, теплота сгорания) ряда аналитических проб сельскохозяйственных отходов.

Науково обгрунтовано доцільність використання рисового лушпиння (РЛ) як сировини для одержання теплової енергії та Si(ІV) оксиду. Методом термодинамічного аналізу системи Si - C - O - H - N встановлено вплив температури, тиску та природи газового середовища на рівноважний склад системи та енерговитрати процесу термічного оброблення РЛ. Методами неізотермічної кінетики розроблено схему хімічного перебігу процесу термічного оброблення РЛ і розраховано константи швидкості та енергії активації кожної стадії процесу. Розроблено математичну модель суміщеного процесу одержання теплової енергії та Si(ІV) оксиду, одержано залежності впливу технологічних параметрів на процес. Визначено енергетичний потенціал процесу термічної обробки РЛ з одержанням теплової енергії та Si(ІV) оксиду.

Наведено результати уточнюючих розрахунків енергетичного потенціалу соломи і рослинних відходів із застосуванням методу енергоефективності аграрних технологій. На основі обробки фактичних даних щодо виходу соломи окремих культур спростовано уявлення про сталість коефіцієнтів відходів сільськогосподарських культур. Згідно з дослідженням, енергетичний потенціал соломи і рослинних відходів за період 1990 - 2011 рр. змінювався у межах 14,3 - 30,0 млн т у.п. за рік.

Розглянуто основні напрямки використання соломи зернових культур: для потреб тваринництва та в якості добрива. Надлишок соломи визначено як різницю між доступною кількістю соломи і теоретичними потребами для сільськогосподарського використання. Цей надлишок можна використати для енергетичних потреб.

Україна має досить значний потенціал солом'яної біомаси, доступної для виробництва екологічно чистої енергії. Тому перспективним напрямком досліджень є використання соломи як місцевого палива. Ефективність перероблення даної біомаси в енергетичну продукцію досягається лише за раціональних параметрів технологічних процесів і машин. Подальшої активізації потребують дослідженнязі зниження витрат на виготовлення та зниження техногенного навантаження на довкілля за рахунок удосконалення технології виготовлення паливних брикетів із соломи. Мета роботи - підвищення ефективності процесу виготовлення паливних брикетів із солом'яної біомаси за рахунок максимального використання їх власного тепла. На основі емпіричних і теоретичних досліджень розроблена схема та наведена методика розрахунку процесу сушіння паливних брикетів із застосуванням їх власного тепла, що утворилося під час виготовлення. Подальші дослідження в цьому напрямку нададуть можливість знизити витрати на технологічний процес виробництва паливних брикетів із солом'яної біомаси, знизити їх собівартість, сприяти збільшенню ККД установок для спалювання брикетів і відповіднозменшенню шкідливих викидів в атмосферу.

Для газифікації соломовмісного палива запропоновано газогенератор специфічної конструкції, у якого зони згорання та відновлення мають однаковий діаметр. Як паливо використано суміш деревини з солом'яними пелетами. Встановлено, що у разі використання в паливі до 40 % і менше солом'яних пелет протягом 360 с роботи газогенератора відкладень на колосникових решітках не спостерігалося. Проведено дослідження, що надають можливість оцінити вплив вмісту солом'яних пелет у паливі на концентрацію та обсяг CO в газі, загальний вихід газу, кількість виробленого газу з кілограма палива та тривалість роботи запропонованого газогенератора. Результат дослідження відображено однофакторними рівняннями. Для встановлення впливу вмісту солом'яних пелет у паливі на динаміку зміни концентрації CO в газі за часом роботи газогенератора виконано двофакторний експеримент. В кожній серії дослідів завантажувалась порція 2 кг палива, фіксувався час роботи та вміст СО в газі, через рівні проміжки часу. Причому, за кожного завантаження газогенератора паливом вміст солом'яних пелет у паливі зростав від 0 до 100 % із кроком 20 %. Встановлено, що для ефективної газифікації соломовмісного палива без утворення твердих відкладень раціонально додавати до палива не більше 40 % солом'яних пелет. У разі використаня 40 % соломи в порівнянні з деревиною на 25 % зростає концентрація та обсяг виробленого CO, проте зменшується на 5,3 % питомий вихід газу з палива. Хоча, за 100 % вмісту солом'яних пелет у паливі спостерігається збільшення концентрації СО в генераторному газі на 44,3 %, обсягу СО - на 40 %, загальний вихід виробленого газу зменшується на 7,7 %. Тривалість роботи газогенератора (за завантаження 2 кг палива) зростає на 2,8 %. Зростання вмісту СО за використання в паливі 100 % вмісту соломи в порівнянні з 100 % вмістом деревини свідчить про збільшення теплотворної здатності отриманого газу на 13 - 18 %. Тому раціональним є використання кількості соломи в паливі до 100 %, хоча це потребує розробки конструкцій газогенераторів, які нададуть можливість уникнути утворення стійких відкладення на робочих поверхнях.