Главная Обратная связь Добавить в закладки Сделать стартовой

Другое горючее. Мечты и действительность

10.10.13 | Категория: Топливо

Другое горючее. Мечты и действительность

В текущее время всё острее подымается вопрос поиска других и возобновляемых источников термический энергии. В качестве их предлагаются самые различные материалы: дрова, лигнин, кизяк, бытовой мусор, спирт, биодизель, биогаз. Разглядим эти материалы исходя из убеждений технологий их получения, хранения и внедрения.


Дрова


Топливная древесная порода – хороший источник термический энергии. Большущее её количество появляется как отход деревообработки. Переработка отходов лесопилок в горючее просто делается на месте высокопроизводительным и малогабаритным оборудованием. Нет особенных заморочек при хранении, транспортировке и применении.<!--more--> Из недочетов дров можно упомянуть только то, что их теплотворная способность очень находится в зависимости от влажности материала.


Но, хотя объёмы отходов при лесопереработке и значительны, все же, их количества недостаточно для полного покрытия потребностей в термический энергии. Не считая того, данные отходы являются сырьём ещё для ряда производств, таких как изготовка ДВП, ДСП и ксилолита, получение растворителей и канифоли. Представим, что нам поставлена задачка прирастить долю дров в топливном балансе. Для этого придётся вырубать леса либо зачищать буреломы. 1-ый подход на техническом уровне просто реализуем, но лес растёт медлительно, как следует при массовой вырубке произойдёт резвое истощение припасов. Глобальная история знает массу схожих примеров полного сведения лесов. 2-ой подход на техническом уровне реализуем тяжело, потому что проходимость техники по нетронутому лесу очень мала. Как следует, нужна большая толика ручного труда по разделке и доставке поваленных деревьев к транспортной магистрали. Не считая того, толика вывала в общем балансе леса невелика и данный ресурс истощится стремительно. Один из подходов подразумевал выведение особых быстрорастущих пород деревьев, которые достигали бы зрелости уже через 15 – 20 лет после посадки. Но он очень трудоёмок, потому что кроме вырубки леса нужно прикладывать массу усилий для его правильного выкармливания.


Результат.


На техническом уровне получение, хранение и применение топливной древесной породы проблем не представляет. Некие усилия должны прилагаться только для правильного хранения, но это нельзя считать сколько-нибудь серьёзной неувязкой. Возобновляемость данного ресурса под вопросом, потому что растёт дерево довольно медлительно. Древесная порода отлично применима для котельных в посёлках имеющих лесоперерабатывающие предприятия, но не может быть основой топливного баланса страны.


Лигнин


Лигнин является отходом при получении целлюлозы и гидролизного спирта. Значимая часть лингина сжигается на месте, для обеспечения термический энергией процессов бисульфитной варки либо перегонки спирта. Некое количество расходуется для производства преобразующих добавок в бетон, получения ванилина и метанола. Большая часть идёт в отвалы. По теплотворной возможности сухой лигнин не достаточно уступает древесной породе и полностью может быть применен как горючее. Хранение топливного лигнина не является неувязкой: главное укрыть его от воды. Главными недочетами являются завышенное содержание серы, что связано с технологий его получения и высочайшая влажность получаемого лигнина. Полное удаление серы очень проблематично, а сушка – энергозатратна. Повышение объёмов производства топливного лингина смысла не имеет, потому что его выработка привязана к потреблению бумаги и технического спирта, которые сбалансированы.


Результат.


Создание лигнина является отлично отработанным процессом. Некие издержки требуются лишь на дополнительную сушку перед сжиганием. Хранение лигнина просит только защиты от воды и также проблем не представляет. Сжигание лигнина связано с увеличением выбросов серы, что плохо скажется на экологии региона. Данный ресурс является возобновляемым, но организация его дополнительного производства смысла не имеет. Применение топливного лигнина, на мой взор, имеет смысл только при условии его подготовительного пиролиза. В данном случае продуктами являются высокочистый уголь и сравнимо маленькое количество водянистых товаров, основными из которых являются метанол и вода. Выделяющаяся при пиролизе двуокись серы просто улавливается, потому что она не достаточно загрязнена углекислым газом и другими кислыми примесями.


Трава


Неограниченное количество травы выходит при уборке всех типов злаковых культур. Она обладает неплохой теплотворной способностью в пересчёте на сухой вес, но этот показатель очень понижается при пересчёте на объём и очень очень находится в зависимости от влажности. Хранение травы просит кропотливой защиты от воды и в целом представляет делему, потому что объёмы травы очень значительны. Сжигание травы представляет некую трудность, потому что количество (объём) сжигаемой травы должно быть существенно больше, чем угля либо древесной породы и скорость её подачи в топку должна быть велика. Вобщем, эта неувязка довольно просто решается созданием спец производительной системы подачи. 2-ой метод её решения – прессование травы в топливные брикеты. После проведения этой процедуры трава не уступает по своим характеристикам древесной породе. Повышение производства травы впрямую связано с приростом производства зерна и в целом с эффективностью сельского хозяйства. Изготовление горючего из быстрорастущих травок тоже перспективно, но в данном случае нужно учесть нужды животноводства.


Результат.


Создание травы является отлично отработанным процессом. Некие издержки требуются на дополнительную сушку либо переработку перед сжиганием. Хранение травы просит защиты от воды и представляет некие трудности, потому что объёмы травы очень значительны. Трава является стопроцентно возобновляемым ресурсом, дополнительное создание которого можно организовать на переработке кормовых травок.


Кизяк


Кизяк является типичным топливом, обширно применявшимся ранее, но практически вышедшим из обихода на данный момент. Калорийность у него отменная, но сбор, подготовка и хранение кизяка в текущее время неприемлемы. Мокроватый, неподготовленный кизяк пылает плохо, очень дымит и даёт не достаточно тепла. Ресурс данного вида альтернативного горючего фактически неистощим, но промышленная заготовка нецелесообразна.


Бытовой мусор


В современном мире скопление мусора становится серьезной неувязкой. Его количество очень велико и безпрерывно растет. Переработка мусора налажена исключительно в неких странах, но большая часть предпочитает отвозить его на специально отведённые полигоны и закапывать. В то же время, в бытовом мусоре значительную часть составляют разные составляющие упаковки, бумага, пищевые отходы, изделия из пластмасс и другие горючие составляющие. Сжигая их, можно получать большое количество термический энергии. Неувязкой является неконтролируемая примесь галогенированных пластмасс типа ПВХ, тефлона; галогенированных антипиренов и пластификаторов. При их горении выделяются в наилучшем случае галогеноводороды, в худшем – фосген и диоксины. Все эти вещества очень небезопасны, и в случае диоксинов способны очень загрязнять окружающие мусоросжигательный завод местности. Для предотвращения их выделения в атмосферу разрабатываются разные схемы, которые включают фильтры глубочайшей чистки, поглотители и абсорберы. Есть подходы, к примеру, введения сжигаемого мусора под слой водянистого металло-минерального шлака. Наличие расплавленного металла создаёт восстановительные условия, которые препятствуют образованию диоксинов и фосгена. В этом случае в выбросах галогены находятся исключительно в форме хлороводорода, поглотить и нейтрализовать который существенно легче. Предлагались схемы сверхадиабатического сжигания, всеохватывающие подходы. В целом неувязка выброса диоксинов существует, но она решаема.


Результат.


Неизменный выброс и скопление бытового мусора позволяют рассматривать его как многообещающий источник термический энергии. Теплотворная способность мусора довольно велика. Самой главной неувязкой является полное поглощение и нейтрализация выделяющихся газов. Возобновляемость под вопросом, потому что предпочтительна переработка, а не сжигание мусора.


Спирт


Спирт – малогабаритный и очень удачный источник термический энергии. До сего времени он применяется в качестве водянистого горючего для спиртовок (имеются в виду не лабораторные устройства, а типичные минипримусы). Теплотворная способность спирта велика, он совсем не сложно загорается и тушится. Теплотворная способность может быть очень снижена, если спирт разбавлен водой, но этого просто избежать. Недочетами спирта являются высочайшая летучесть, и как следствие необходимость кропотливого укупоривания при хранении, и его “пищевое” применение. Самым основным недочетом спирта является его получение. Спирт в текущее время получают в главном сбраживанием сахаристых веществ. При всем этом нереально получить концентрацию спирта выше 18%, и не имеет особенного смысла подымать её уже выше 15%. Как следствие, для получения топливного спирта требуется перегонка. Теплота испарения спирта довольно велика, теплоёмкость воды тоже. Процесс перегонки будет очень энергозатратным. Обычно технический спирт перегоняется с внедрением подручных источников термический энергии, в большинстве случаев лигнина. 2-ой неувязкой получения спирта является утилизация биомассы дрожжей и остатков спиртовой барды. Оба этих отхода представляют биологическую опасность и требуют наличия специальной станции чистки и нейтрализации.


Результат.


Создание спирта является отлично отлаженным, хотя энергоёмким процессом. Хранение спирта не является неувязкой. Применение топливного спирта ограничено маломощными малогабаритными термическими установками бытового предназначения. Применение спирта как водянистого горючего для ДВС может быть, хотя и нецелесообразно, так как теплотворная способность спирта существенно уступает нефтепродуктам. Расширение производства топливного спирта не имеет смысла, потому что технологически проще спаливать начальную сахаристую биомассу. На теоретическом уровне, спирт – стопроцентно возобновляемый ресурс, но на практике его создание просит сахаристых веществ, которые могут представлять пищевую ценность. Большую делему представляет нецелевое внедрение спирта.


Биодизель


Другое горючее. Мечты и действительность

Биодизель представляет собой смесь переэтерифицированных спиртом растительных жиров. С хим точки зрения – это смесь высококипящих сложных эфиров. Теплотворная способность биодизеля очень велика и не достаточно уступает нефти. Биодизель комфортно хранить: он не достаточно испаряется, не сорбирует воду, при правильном изготовлении не вызывает коррозии металла. Биодизель подходящ для внедрения во всех установках, использующих дизельное горючее: горелках, движках внутреннего сгорания. Главной неувязкой является создание биодизеля. Как уже описано выше, его получают переэтерификацией растительных жиров. Означает, нужно вырастить масличные культуры, выделить из их масло и провести его хим конверсию. Для конверсии требуется спирт, который с большими затратами энергии требуется создавать раздельно. В итоге выходит непростая, долгая, многостадийная схема производства. Отладка схемы синтеза биодизеля особенных проблем не представляет, но просит высококвалифицированный обслуживающий персонал, так как характеристики начального масла будут достаточно очень различаться. Выход продукта определяется сначала содержанием жиров в начальном сырье (зерне) и степенью его извлечения. Важным фактом является также то, что растительные жиры нужны для производства лакокрасочных материалов и поверхностно-активных веществ, что ограничивает возможность их переработки на горючее. Не считая того, растительные жиры представляют пищевую ценность.


Результат.


Создание биодизеля является технологически сложным, но довольно отлично отлаженным процессом. Положительным моментом технологии биодизеля является возможность переработки в горючее отходов пищевых жиров. Хранение биодизеля не является неувязкой. Применение биодизеля может быть во всех установках, использующих дизельное горючее. Расширение производства биодизеля может быть, но есть некие принципные трудности. Основная неувязка – для обеспечения производства биодизеля требуется засаживать значимые площади техническими масличными культурами, что в свою очередь уменьшит посадки пищевых культур. “Сбор” биодизеля нестабилен, означает использовать его как основное горючее очень рискованно. На теоретическом уровне, биодизель – стопроцентно возобновляемый ресурс. На практике – его возобновляемость ограничена ресурсами земли и необходимыми посадками пищевых культур.


Биогаз


“Сырой” биогаз представляет собой смесь метана, углекислого газа и маленького количества азота. Может быть также присутствие сероводорода. Он обладает неплохой теплотворной способностью, которая может быть дополнительно очень повышена при удалении из него углекислоты. Биогаз вырабатывается анаэробными метансинтезирующими микробами из хоть какой биомассы. Разработка получения сырого биогаза только ординарна: биомасса (в большинстве случаев отходы животноводства) складывается в ёмкость и изолируется от доступа воздуха. В течение нескольких дней бактерии расходуют остатки кислорода и перебегают на анаэробный цикл, отходом которого является биогаз. Отделение биогаза от начального сырья проблем не представляет, потому что начальное сырьё является водянистым или твёрдым. Чистка от углекислоты осуществляется оковём растворения её в воде при высочайшем давлении (растворимость метана существенно ниже). Очищать биогаз от азота может быть, но энергоёмко и нецелесообразно. Чистка от сероводорода нужна и может осуществляться аква веществом медного купороса и сульфата железа (III). Попутным продуктом чистки является коллоидная сера, нужная как средство защиты растений. Очищенный биогаз подходящ к использованию хоть какими устройствами, работающими на природном газе, с поправкой на его несколько наименьшую теплотворную способность. Отходов после производства биогаза нет, потому что продукт переработки биомассы, на самом деле, является органическим удобрением.


Результат.


Разработка производства биогаза ординарна и отлично отработана. Для его производства применима фактически неважно какая биомасса. Отделение биогаза от сырья не представляет трудности. Перед внедрением биогаза нужна чистка от углекислоты и сероводорода, что осложняет его крупномасштабное внедрение, но эта неувязка решаема. Отходов, требующих переработки, после выработки биогаза не остаётся. Биогаз является стопроцентно возобновляемым ресурсом, создание которого просто сделать в хоть какой местности. Более желательно внедрение биогаза на месте, без транспортировки.


Итак, стопроцентно возобновляемым ресурсом с более обычный технологией получения является биогаз. Другим стопроцентно возобновляемым ресурсом является трава, но разработка её использования несколько труднее. Дрова, лигнин, спирт и биодизель стопроцентно возобновляемыми ресурсами не являются, потому что в случае дров скорость их употребления превосходит скорость роста древесной породы, а выработка лигнина, спирта и биодизеля находится в зависимости от широкого ряда характеристик и не является размеренной. Не считая того, технологии спирта и биодизеля существенно труднее и требуют высочайшей квалификации персонала. Бытовой мусор лучше делить на начальные составляющие и перерабатывать, что в предстоящем должно исключить его из перечня видов альтернативного горючего.


Источник http://www.nanometer.ru

Статья "Другое горючее. Мечты и действительность " опубликована на сайте cars-port.ru
(голосов:0)
Похожие статьи:
{related-news}
Copyright © 2018 cars-port.ru | Все права защищены. Копирование материалов без активной ссылки запрещено.
Яндекс.Метрика