Обзор современных технологий использования биомассы

6 мая 2004 года распоряжением губернатора №679-р была создана рабочая группа в целях подготовки предложений по разработке областной целевой программы эффективного энергообеспечения потребителей Челябинской области, в том числе на основе использования альтернативных источников энергии и местных видов топлива. Редакция "Вестника энергосбережения Южного Урала" подготовила обзорный блок материалов по данной тематике, который может стать кратким информационным введением в проблему для желающих. Соответственно акценту Энергостратегии России наибольшее внимание мы уделили переработке биомассы и бытовых отходов.

Энергетическая стратегия России и работа в регионе.

Возобновляемые источники энергии в России до 2010 года.

Виды нетрадиционных возобновляемых источников и технологии их освоения

Обзор современных технологий использования биомассы.

Энергосберегающие технологии у профессионалов деревопереработки.

Перспективы перехода на местное топливо.

Предотвращение "кризиса отходов" для мегаполиса.

Внедрение новой схемы управления обращения с отходами потребления в Челябинске.
Получение энергии из биомассы (и сельскохозяйственных отходов, соломы, навоза, органической части твердых бытовых отходов) является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей во многих странах мира. Кроме всего прочего, деньги, выплаченные энергогенерирующими предприятиями за местное сырье, остаются в регионе и способствуют его экономическому развитию. Практически все страны европейского союза имеют технологии использования биомассы. В России эта тема разработана меньше. Между тем, ежегодно на территории России продуцируется до 14-15 млрд. тонн биомассы, общая энергия которой эквивалентна примерно 8 млрд. т.у.т. По оценкам экспертов, технически возможно ежегодно получать до 150 млн. т.у.т. в год.

Выделяют следующие группы источников биомассы:

  1. Древесина, древесные отходы, торф, листья;
  2. Отходы жизнедеятельности людей, включая производственную деятельность (бытовые отходы, лигнин и др.);
  3. Отходы с производства (куриный помёт, стебли, ботва);
  4. Специально выращиваемые высокоурожайные агрокультуры и растения.
Для использования сухой биомассы наиболее эффективны термохимические технологии (сжигание, газификация, пиролиз). Для влажной биомассы - биохимические технологии переработки с получением биогаза (разложение органического сырья) или жидких биотоплив (сбраживания).

Первичная переработка древесных отходов.

В некоторых случаях кусковые отходы можно передавать для переработки в качестве технологического сырья на другие предприятия. Однако вывозить кусковые отходы (крупные) за пределы предприятия даже на небольшие расстояния невыгодно в связи с большой трудностью складских и погрузочно-разгрузочных работ. Поэтому целесообразно перерабатывать кусковые отходы в щепу на месте и направлять эту щепу на соответствующие специализированные предприятия для использования в качестве исходного сырья. Кусковые отходы следует перерабатывать в щепу при использовании их не только в качестве технологического сырья, но и в качестве заводского топлива (при использовании традиционных котлов) - наиболее эффективно и интенсивно сгорают отходы, имеющие размер от 25 до 100 мм (щепа). В зависимости от целевого назначения и предъявляемых требований различают щепу технологическую и топливную. Основным оборудованием при изготовлении технологической щепы являются рубительные машины.

Брикетирование сыпучей древесины достигается путем прессования со связующими или без них. Более широко применяется брикетирование без связующих. Сыпучая древесина, занимающая значительное пространство, после брикетирования уменьшается в объеме в несколько раз, становится транспортабельной и удобной в обращении. Брикетирование сыпучих отходов увеличивает теплотворную способность опилок и стружки. Брикеты применяются в качестве заводского топлива и для снабжения местного населения твердым топливом. Брикетирование опилок увеличивает производительность варочных котлов в гидролизном производстве при загрузке этих котлов не опилками, а опилочными брикетами. Для брикетирования щепы требуются более мощные прессы, чем для брикетирования опилок. Практически брикетированию подвергают только опилки. Влажность опилок перед брикетированием должна быть не выше 12-15% и не ниже 8-9%.

Гранулирование древесных отходов - это получение топливных гранул из любых древесных отходов, образующихся в процессе механической переработки древесины. К преимуществам этого способа обработки можно отнести рациональное использование древесных отходов, получение высококалорийного экологически чистого топлива, повышение КПД, возможность введения системы механизации и автоматизации топочных устройств благодаря использованию гранул, повышение устойчивости процессов горения. Технология гранулирования древесных отходов включает : сбор отходов, измельчение, сушку и непосредственно гранулирование. Сущность гранулирования заключается в последовательной обработке влагой, температурой и давлением сухого мелкодисперсного сыпучего сырья. В качестве основного оборудования для гранулирования могут быть использованы сельскохозяйственные грануляторы.

Прямое сжигание древесины широко используется на бытовом уровне. Технологии энергетического использования древесных отходов постоянно совершенствуется. Наиболее распространенным является перевод котельных с жидкого топлива или угля на древесные отходы, что требует реконструкции топочных устройств и создания необходимой инфраструктуры хранения и подготовки топлива. Сейчас в России появляются специальные котельные для сжигания древесных отходов достаточно крупного размера, сконструированные по новым технологиям, КПД которых достаточно высок.

Источники:
energy-exhibition.com/ Exhibition/Tema_pav1/netrad_ie.htm
krona-spb.ru/info/cont/othod12.htm
innov.kirov.ru/intellect/list/object.html?id=7
ust-razvitie.narod.ru/Energy_6.htm
sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/50.html