Технология производства биотоплива. Часть IV

drevesniy-ugol     Древесный уголь

     Технология изготовления древесного угля: В специальную печь загружаются и поджигаются березовые поленья. После первичного прогорания древесины, в печи останавливают подачу кислорода. Начинается процесс обугливания (пиролиз). После охлаждения березовый уголь вынимают, просеивают и упаковывают.

     Сейчас также производят древесный уголь из прессованных опилок (брикетов). При этом уголь может быть не только из березовых опилок, но и из любых других.

     В России углежжение было давно известно. Старинными способами получения древесного угля считаются технологии «стог» и «кабан». Эти технологии были примитивными, процесс продолжался до месяца и требовал периодического контроля и обслуживания. Все газообразные и жидкие (в парах) продукты распада (а это около двух третей от исходной массы абсолютно сухой древесины) выбрасывались в атмосферу. Массовое производство угля по таким технологиям было возможно только в 17—18 веке, когда плотность населения была низкой и многие территории не освоены. Уже с 19 века в России предпочитали простейшие кирпичные печи для изготовления угля.

     В СССР вначале использовали старинные ручнее методы получения угля, а затем начали строить крупные углевыжигательные заводы, которые обеспечивали относительно чистое углежжение.

     В России действует ГОСТ на древесный уголь (ГОСТ 7657).

     Щепа

     В основе технологии получения щепы лежит измельчение древесины на специальной технике. Различают топливную и технологическую щепу. Технологическая щепа используется на ЦБК. Она вырабатывается из окорённой стволовой древесины хвойных и лиственных пород, а также из окорённых горбылей, реек, кусковых отходов древесины на ножевых рубильных машинах дискового типа. Топливная щепа может вырабатываться из неокоренных стволов, из низкокачественной тонкомерной древесины от рубок ухода за лесом, вершин и сучьев различных древесных пород на рубильных машинах дискового и барабанного типов. Насчитывается несколько десятков производителей оборудования для производства щепы, наиболее известные Morbark, Brucks, Peterson, Farmi и другие.

     Дрова

     Технология производства дров связана с лесозаготовкой. Низкокачественную древесину, которая не может быть использована в качестве деловой (фанкряж, пиловочник, балансы) превращают в дрова путем распиловки и расколки. Существует ГОСТ на дрова (см. рубрику Документы).

     Биогаз

     Биогаз образуется с помощью бактерий в процессе разложения органического материала при анаэробных (без доступа воздуха) условиях и представляет собой смесь метана и других газов в следующих пропорциях:

Газ

Химическая формула

Объемная доля

Метан

CH4 40 — 70%

Углекислый газ

CO2

30 — 60%

Другие газы

1 — 5%

Водород

H2

0 — 1%

Сероводород

Н2S

0 — 3%

     Состав биогаза

     Теплотворная способность одного кубометра биогаза составляет в зависимости от содержания метана 20-25 МДЖ/ м3, что эквивалентно сгоранию 0,6 — 0,8 литра бензина, 1,3 — 1,7 кг дров или использованию 5 — 7 кВт электроэнергии.

     Технология производства биогаза заключается в следующем. Биомасса (отходы или зеленая масса) периодически подаются с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утепленный резервуар, оборудованный миксерами. Стройматериалом для промышленного резервуара чаще всего служит железобетон или сталь с покрытием. В малых установках иногда используются композиционные материалы. В реакторе живут полезные бактерии, питающиеся биомассой. Продуктом жизнедеятельности бактерий является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма, подогрев до 35-38 °С и периодическое перемешивание. Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен.

     Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая двухстадийнаятехнология. Например, птичий помет, спиртовая барда не перерабатываются в биогаз в обычном реакторе. Для переработки такого сырья необходим дополнительно реактор гидролиза. Такой реактор позволяет контролировать уровень кислотности, таким образомбактерии не погибают из-за повышения содержания кислот или щелочей. Возможна переработка этих же субстратов по одностадийной технологии, но при коферментации(смешивании) с другими видами сырья, например, с навозом или силосом.

     Существуют промышленные и кустарные установки. Промышленные установки отличаются от кустарных наличием механизации, систем подогрева, гомогенизации, автоматики. Наиболее распространённый промышленный метод — анаэробное сбраживание вметантенках.

     Биоэтанол

     Биоэтанол – это обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Его производство схоже с производством пищевого спирта.

     Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

  • подготовка и измельчение крахмалистого сырья — зерна (ржи, пшеницы и т.п.);
  • ферментация. На подавляющем большинстве спиртовых производств мира ферментативное расщепление крахмала до спирта при помощи дрожжей оставлено. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем — глюкамилаза, амилосубтилин.
  • брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»). Отходами бродильного производства являются барда и сивушные масла. Барда используется для производства кормов.

     Реальной альтернативой этанолу в наши дни становится биобутанол, так как он обладает более высоким энергетическим потенциалом, менее летуч и может использоваться в автомобилях без каких-либо изменений в конструкции их двигателей. Так, гибридное топливо БИО100 представляет собой смесь 65% биоэтанола с добавлением третбутиловогоэфира. Такое моторное топливо снижает на 1/3 тепловую нагрузку на двигатель, повышая тем самым сроки его эксплуатации.

     Биодизель

     В основе технологии получения биодизельного топлива лежит реакция переэтерификациилюбого растительного масла, или животного жира, в присутствии катализатора в биодизель(метиловые эфиры жирных кислот). Биодизель получают из рапса и ряда других культур.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>