Пиролизные котлы для дома: Пиролизные котлы длительного горения с водяным контуром

Пиролизный котел длительного горения: устройство

Несмотря на стремительные темпы развития городов и сел, многие районы в нашей стране остаются все еще негазифицированными. Для хозяев домов без газа пиролизный котел длительного горения представляет наибольший интерес.

Обыкновенные твердотопливные котлы уходят в прошлое, ведь они доставляют массу неудобств потребителям. Помимо затрат на большое количество древесины топливо необходимо подкидывать в котел каждые 3-4 часа. Постоянный уход за таким котлом – чистка от внутренних загрязнений, регулярная поддержка необходимого уровня тепла подталкивает людей искать другие способы обогрева.

 

 

Твердотопливные пиролизные котлы стали настоящим спасением для многих семей. Разработчики котла смогли усовершенствовать систему, тем самым существенно повысив показатели эффективности и экологичности данного агрегата. С помощью электричества удалось автоматизировать процесс, а значит, и отрегулировать бесперебойную работу котла.

↑

Принцип работы

Главный принцип длительной работы пиролизного котла состоит в сжигании древесного газа. В этом и заключается главное отличие данного агрегата от обыкновенных твердотопливных котлов, где тепло – результат сгорания древесины. Сжигая топливо без остатка, пиролизный котел выделяет большие объемы тепла, что позволяет наиболее эффективно отапливать помещение.

Пиролизный котел имеет две камеры сгорания и одну камеру для отходов:

• В верхнюю камеру загружается топливо и именно там происходит первый этап распада древесины.
• Доступ воздуха в камеру перекрыт, в результате чего происходит экзотермическая реакция.
• При температуре сжигания 200 – 800 °С в камере образуются две важных составляющих вторичного сырья: древесный уголь и пиролизный газ.
• Уже на данном этапе в камере выделятся тепло, которое идет главным образом на просушку топлива, а также подогрев воздуха поступающего в зону горения.

 

 

В средней камере температура сжигания еще более высокая, около 1100 – 1200°С. При такой температуре поступивший воздух способствует возгоранию пиролизного газа, в результате чего выделяется колоссальный объем тепловой энергии. В камере имеется дымосос, который создает тягу для воспламенения газа.

Продукты отходов хоть и в малом количестве, но также имеют место быть. Сажа и зола собираются в нижней камере, которую необходимо периодически очищать от загрязнений.

Степень загрязнения зависит от объемов потребляемого сырья, а также частоты пользования агрегатом.

↑

Количество топлива для работы котла

Благодаря рациональной внутренней системе пиролизного котла наблюдается низкий расход топлива по сравнению с традиционными котлами. Однако на количество потребляемого сырья влияют и внешние факторы. Расход топлива зависит от ряда показателей:

1. Влажность дров не должна превышать 20%. При такой сухости древесины уровень КПД будет наиболее высоким. Система исправно работает даже при загрузке дров имеющих 50 % влажности, однако на их обсушку будет уходить большое количество выделяемого тепла, а значит, эффективность работы значительно снизиться.
2. В качестве топлива экономичней всего использовать именно древесину. Уголь и торф не смогут произвести такого же количества пиролизного газа, чтобы обеспечить высокий уровень теплоотдачи.
3. Заданная температура помещения, которую котел должен поддерживать. Чем ниже температура, тем меньше дров будет идти в расход.
4. Уличная температура. Чем больше диапазон перепада уличной и заданной температуры помещения, тем большее количество топлива расходуется для образования тепла.
5. Характеристики отапливаемого помещения: метраж, уровень теплоизоляции дома.
6. Расположение отопительной системы.

 

 

При покупке котла следует учитывать в первую очередь габариты помещения. Существуют отопительные пиролизные котлы, способные обогреть до 14000 кв. метров. Если котел имеет слишком маленькую мощность, то соответственно частота полного сгорания топлива будет увеличиваться.

↑

Преимущества и недостатки пиролизных котлов

Стремительный прорыв в усовершенствовании характеристик твердотопливных котлов привел к тому, что сегодняшние пиролизные котлы имеют ряд преимуществ:

• Высокий показатель КПД 85 % достигается благодаря принципу работы котла, а именно сжиганию сырья без остатка.
• Необходимость загружать дрова всего лишь 2 раза в день. При экономичном пользовании возможна загрузка топлива даже один раз за сутки.
• Возможность регулировать уровень тепла в помещении, что способствует экономному расходу топлива.
• Низкий уровень загрязнения окружающей среды. В процессе работы котла происходит практически полное сгорание топлива. Пиролизный газ при взаимодействии с углеродом выделяет минимальный уровень вредных веществ, в том числе углекислого газа.

Поэтому пиролизные котлы выделяют в 3 раза меньше вредных веществ по сравнению с традиционными агрегатами.

 

 

• Минимальное количество продуктов сгорания. Работа пиролизного котла устроена так, что происходит полное сгорание всех составляющих древесины, в результате чего на выходе практически не остается золы и сажи. Как следствие чистка котла, производится не так уж часто.
• Полуавтоматическое управление. Температура помещения регулируется пультом, который уменьшает либо увеличивает скорость подачи воздуха в нижний отсек котла. Таким образом, существует возможность автоматически регулировать мощность в диапазоне от 30% до 100%.

Существуют и ряд недостатков, которые имеют пиролизные котлы длительного горения – отзывы пользователей говорят о следующих недочетах:

• Наличие электропитания. Пиролизный котел работает только от сети, поэтому может легко конкурировать с электрическими системами обогрева. Так как в электрических котлах нет необходимости использовать топливо вообще, многие потребители делают свой выбор именно в их пользу. Однако, несмотря на такой весомый аргумент, пиролизный котел все-таки считается более экономичным, поэтому остается востребованным на рынке отопительных приборов.
• Пиролизный котел, как правило, одноконтурный, поэтому используется только в качестве системы отопления. Для нагревания воды следует устанавливать дополнительные системы, что несет в себе дополнительные денежные затраты.
• Цена пиролизного котла длительного горения в полтора раза превышает стоимость традиционного твердотопливного агрегата. И все же благодаря существенной экономии топлива, со временем пиролизный котел полностью отрабатывает потраченные на его приобретения средства.
• Несмотря на автоматическую регулировку работы пиролизного котла, загрузку топлива следует проводить вручную. Данный процесс может доставлять некоторые неудобства пользователям, ведь систематический контроль за работой агрегата забирает существенную часть свободного времени. Однако, в сравнении с традиционными аналогами, перерывы между загрузкой дров увеличились в 3-4 раза.

Существенный прогресс в развитии твердотопливных котлов дал возможность упростить процесс обогрева, чем существенно облегчил человеческий труд. Благодаря своим высоким экономичным и экологичным характеристикам пиролизные котлы длительного горения смогли стать рациональным решением для обогрева дома.

Советуем почитать по теме:

Пиролизный котел своими руками — схема и видео инструкция по сборке

Сжигая самую различную древесины (прессованные брикеты, поленья, отходы), пиролизные или газогенераторные котлы получили широкую популярность для отопления бытовых и жилых помещений. Их принцип работы отличается от классических твердотельных моделей.

Однако более сложная на первый взгляд конструкция предоставляет массу преимуществ и экономию средств, затраченных на отопление. Соорудить простой пиролизный котел своими руками получится в самые кратчайшие сроки.

Видео испытания пиролизного котла

Содержание статьи:

Как устроен и работает котел пиролизный ?

Основой газогенераторного котла является топка, которая поделена на пару отделений:

• В первом горят дрова при недостатке кислорода
• Во втором догорают выделившиеся газы

Секции топки делятся между собой колосниковой решеткой. Одно из главных отличий пиролизного котла от классического – движение воздуха по направлению вниз. Высокое аэродинамическое сопротивление не позволяет воздушным массам самостоятельно циркулировать в нужном направлении, поэтому обустраивается принудительная тяга при помощи дутьевого вентилятора или дымососа.

Основной принцип, который заложен в функционирование установках данного типа – разложение древесины термическим способом. Впоследствии она делится на уголь и летучие газообразные смеси.

Процесс обязательно протекает в камере закладки дров при высоких температурах, но воздуха, насыщенного кислородом, не должно хватать до полноценного горения. Летучие газообразные смеси, которые поступают во вторую камеру, догорают при температуре свыше тысячи градусов. Впоследствии угарные газы перенаправляются через конвективную часть в дымоход, отдавая свое тепло.

Чтобы дрова горели в идеальных условиях, внутренняя поверхность обкладывается огнеупорной футеровкой. При этом облицовываться должны обе камеры.

Чертежи и схемы

Чтобы собрать пиролизный котел своими руками, необходимо более подробно познакомиться со строением на чертежах. В любой схеме основными элементами рассматриваемых моделей будут являться:

1. Место для воды
2. Теплообменник
3. Топка

Кликните для увеличения изображения

Видео по устройству котла

Строить с самого нуля подобную конструкцию очень трудно, вот почему за основу можно взять котел Беляева. Вносить в него изменения или нет – все зависит от инженерных навыков и желаний экспериментировать. Однако менять объем внутреннего пространства точно не рекомендуют.

Вместо жидкого теплоносителя котлы пиролизные могут использовать для обогрева помещений циркулирующий по трубам горячий воздух. Данный вариант не перемерзнет. Он получил широкое распространение в отопительных системах загородного дома, так как не доставляется лишних хлопот в зимнюю пору.

Необходимые материалы

Для того, чтобы собрать пиролизный котел своими руками, необходимо подготовить ручной рабочий инструмент, сварочный аппарат, болгарку с отрезными кругами и ершами для зачистки. Из расходных материалов под руками должны находиться:

1. Дверцы, крепления и замки под них
2. Хотя бы один подробный чертеж с указанием размеров
3. Температурный датчик
4. Вентилятор дутьевой
5. Трубы для подающей магистрали, подвода горячей и холодной воды
6. Листовой металл большой толщины
7. Шамотный кирпич
8. Решетка колосниковая

Собираем простой пиролизный котел

Сразу четыре стенки нужно вырезать из подготовленного листового металла. В передней предварительно выпиливаются болгаркой пара прямоугольных отверстий:

• Нижнее – под зольник
• Верхнее – под топку

Заднюю стенку можно на время отложить в сторону. Остальные три вырезанные пластины надежно свариваются друг с другом. В местах стыка болгаркой аккуратно шлифуются образовавшиеся наросты.

Теперь можно собрать теплообменник, по которому будет циркулировать вода или другой, как правило, жидкий теплоноситель. Все его элементы также надежно свариваются и зачищаются, чтобы не было видно швов, стыков.

Следующий шаг – установка теплообменного устройства непосредственно в печь. По трубам пускается вода и создается рабочее давление внутри, чтобы определить наличие дефектов – протечек.

Топочная будет расположена внизу, а не вверху как в высокопроизводительных заводских моделях. Она отделяется от зоны газификации, которая располагается выше, колосниковой решеткой.

Смотрите так же, руководство по профессиональной кладке русской печи

Отдел для сжигания дров обязательно обкладывают огнеупорным кирпичом снизу, сверху и по бокам. Здесь же предусматривается наличие воздуховода. Теперь можно установить дверцы, которые должны максимально плотно прижиматься к стенкам.

Смонтировав дымосос, рекомендуется установить температурный датчик. Он будет следить за состоянием нагрева внутри и контролировать горение.

Остается несколько завершающих штрихов: вырезать отверстия для под трубников и дымососа, приварить заднюю стенку и отшлифовать углы.

Завершающим этапом является проверка КПД, собранного и уже готового для работы устройства. Если на выходе не наблюдается угарного газа – оборудование полностью исправно и может продолжать эксплуатироваться.

Прочие особенности газогенераторного котла

Отдельно стоит выделить некоторые особенности, которыми должен обладать производительный пиролизный котел собранный своими руками:

1. Снаружи рекомендуется установить вентиль, посредством которого будет контролироваться проходящий по теплообменнику поток теплоносителя (сравнение теплоносителей для отопления)
2. Чтобы увеличить теплоотдачу, рекомендуется делать трубу в теплоносителе изогнутую, например, в виде змеевика
3. Отверстие для закладки дров делают прямоугольной формы, при этом на дверце предусматривается стальная накладка для более плотного прилегания
4. Контролировать воздушный поток, поступающий внутрь, необходимо при помощи ограничителя

Техника безопасности

Самостоятельное изготовление пиролизного котла – занятие сложное и не всегда оправданное. Полученная модель прекрасно подойдет для отопления небольшого подсобного помещения, но для жилого дома рекомендуется приобрести заводское оборудование.

Однако любой газогенераторный котел нужно правильно установить. Если не соблюдать советы по монтажу, установка может стать причиной пожаров, поставив под угрозу жизни жильцов.

Назовем несколько обязательных правил:

1. Площадь вентиляционного отверстия в помещении должна составлять не менее 100 кв. см.
2. Котел должен быть удален от любых поверхностей иных предметов или стен на расстояние не менее 0.2 м
3. Необходимо положить листовой металл перед котлом толщиной около 2-3 мм, так как возможно выпадения продуктов горения (золы, угля, искр и т. д.)
4. Котел необходимо размещать исключительно на бетонном или кирпичном основании
5. Для пиролизного отопительного оборудование необходимо наличие отдельного помещения – котельной, максимально защищенной от пожаров
6. Дымоход следует качественно изолировать утеплителем, чтобы внутри от резкого переохлаждения не образовывалась обильно копать и прочие насаждения

Читайте так же, как и чем отапливать производственные помещения

Пиролизный котел на отработанном масле

Газогенераторные установки могут работать не только на древесине, но и другом топливе, например, отработанном масле. Они прекрасно подойдут для небольших автомобильных мастерских. Соорудить несложный пиролизный котел своими руками на отработке выгодно не только с практической точки зрения, однако и экономической.

Собирается пиролизный котел на масле следующим образом:

• Нижняя емкость одновременно выполняет роль камеры горения и топливного бака
• Чтобы исключить прямое взаимодействие топочной с половой поверхностью, рекомендуется приварить металлические ножки высотой 10-15 см
• Сверху емкости высверливается воздушная заслонка, для которой устанавливается задвижка, позволяющая регулировать воздушный поток (она может одновременно играть роль пробки для заливки топлива)

• К баку приваривают отводящую вверх трубу диаметром около 15 см, толщина стенок выбирается побольше
• В трубе просверливаются отверстия
• Теплообменник приваривается сверху в виде еще одной емкости, но чтобы не допустить быстрое удаление горячего дыма, внутри привариваются перемычки
• Последний этап – приваривается отводящая труба для дымохода

Подводим итоги

Делать пиролизный котел своими руками или купить заводскую модель – каждый должен решить для себя. Конструкционно такая установка – весьма сложна. Безусловно, удастся сэкономить большую сумму денежных средств. Но максимально эффективно работать и оставаться безопасной оборудование может только при соблюдении многочисленных особенностей и нюансов.

Твердотопливные пиролизные котлы — ТеплоКомфорт город Киров

Начало / магазин / котлы / пиролизные

Пиролизные котлы

Дешевые пиролизные котлы российского производства Гейзер ПК

Пиролизные котлы wirbel

Пиролизные котлы viessmann Vitoligno 100-S

Твердотопливный (пиролизный) котел Буржуй-к

Пиролизные котлы buderus

Пиролизные котлы atmos

Пиролизные котлы Гейзер

Начало / магазин / отопительные котлы / пиролизные котлы на дровах и брикетах

Газогенераторные — пиролизные котлы отопления для частных малоэтажных домов

Принцип пиролиза

В основу работы газогенераторного котла положен принцип пиролизного сжигания (или сухой перегонки) топлива, суть которого заключается в том, что под действием высокой температуры около 600°С и в условиях недостатка кислорода сухая древесина разлагается на летучую часть — так называемый пиролизный газ, который сжигается отдельно от дров при температуре до 1300°С.

Смешение кислорода воздуха с выделившимся пиролизным газом при высокой температуре вызывает процесс горения последнего, который используется в дальнейшем для получения тепловой энергии. Следует отметить, что пиролизный газ в процессе сгорания взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей, являясь, по большей части, смесью углекислого газа и водяного пара.

Конструкция пиролизного котла

Котел состоит из двух камер, расположенных одна над другой.

Верхняя камера представляет собой топливный бункер. В нее закладываются дрова, и здесь же происходит их сухая перегонка — пиролиз, в результате которого выделяется «древесный газ».

Благодаря процессу газификации, в топливном бункере происходит предварительное подсушивание дров, а также подогрев воздуха, направляемого в камеру сгорания.

Нижний отсек является камерой сгорания и зольником одновременно. Здесь происходит непосредственно процесс сжигание древесного газа и скапливается отработанный пепел.

Между этими двумя камерами находится катализаторная форсунка из жаропрочного материала.

Регулирование мощности котла происходит посредством регулирования подачи воздуха.

К положительным особенностям котла можно отнести то, что его работа поддается достаточно точной регулировке, в отличие от обычных твердотопливных котлов.

Терморегулятором, которым укомплектован котел, можно устанавливать требуемую температуру теплоносителя.

В процессе пиролизного сгорания не образуется сажа и количество золы минимально, поэтому котел реже нуждается в чистке.

Воздух, поступающий в зону горения, подогревается, что делает горение более экономичным. Время работы котла на одной загрузке топлива составляет 6 -12 часов (в зависимости от напряженности работы котла и используемого топлива).

Этапы работы пиролизного котла

Этап 1 — Розжиг, прямое горение. Сушение и начало газификации древесины. Температура — 450°С.

Этап 2 — Пиролизный режим. Подача воздуха, газификация топлива, температура в загрузочной камере 600°С, сжигание смеси древесного газа со вторичным воздухом во второй камере. Температура до 1300°С.

Этап 3 — Автоматическое регулирование скорости горения топлива путем подачи или прекращения подачи воздуха. Регуляция проводится по датчикам температуры теплоносителя.

На 2 и 3 этапах дымовые газы проходят через теплообменник и поступают в дымоход с температурой 140 — 160°С

Сравнение пиролизных котлов с традиционными твердотопливными

Пиролизные котлы существенно эффективнее традиционных твердотопливных котлов:

Во-первых, при сжигании дров, особенно влажных, невозможно достичь таких высоких температур, как при сжигании полученного из них газа.

Во-вторых, для горения газа необходимо меньше вторичного воздуха, чем для горения дров, благодаря чему выше температура горения и, следовательно, эффективность горения.

В-третьих, процессом горения пиролизного газа легче управлять, поэтому работа газогенераторного котла поддается автоматизации.

В процессе пиролизного горения образуется минимальное количество сажи и золы, поэтому пиролизный котел реже, чем обычный, нуждается в чистке.

Топливо для пиролизного котла

Пиролизные котлы рекомендуется топить как можно более сухой древесиной, тогда обеспечивается работа котла на максимальной мощности и длительный срок его службы. Например, дерево с 12 — 20% содержанием воды имеет теплоту сгорания 4000 ккал/кг древесины, дерево с 50% содержанием воды имеет теплоту сгорания 2 ккал/кг древесины.

Пиролизные котлы можно топить дровами и топливными брикетами.

Топливные брикеты — евродрова

Пиролиз древесины

Слово «пиролиз» произошло от сложения двух греческих слов: руr-огонь и lysis-разложение. Пиролиз — это процесс разложения вещества под воздействием температуры (огня). Технические синонимы термина «пиролиз» — термическое разложение, пирогенетическое превращение, сухая возгонка (перегонка).

Древесина разлагается, уже при воздействии на нее температурой, свыше 120°С. При этом, в массе древесины происходит ряд химических процессов и превращений, во время которых выделяются газообразные и парообразные продукты разложения.

Для протекания процесса пиролиза древесины характерны следующие температурные стадии:

При температуре до 170°С — видимых признаков пиролиза не наблюдается. Из древесины выходят вода и водяные пары (при наличии таковых). Древесина может длительное время, без каких-либо видимых разрушений, противостоять температуре в интервале до 170°С.

При температуре, в интервале от 170 до 270°С — начинается медленное обугливание древесины и ее разложение на газообразные составляющие (древесный газ). Основу древесного газа составляют: Водород, Метан, Ацетилен, Этилен, Этан, Пропилен, Дивинил, Бутены, Бензолы, и конечно же, знаменитый СО (угарный газ) Температура 200°С указывается, как «температура н��чала пиролиза» (температурных изменений) в древесине. Поэтому, температура 200°С и выше, считается пожароопасной.

При температуре, в интервале 270-280°С — начинается активное разложение древесины, сопровождающееся видимым ее обугливанием и резким увеличением выхода газообразной составляющей, в виде дыма. При наличии кислорода в зоне пиролиза может произойти кратковременное возгорание (вспышка) продуктов пиролиза. Температура 260°С указывается, как «температура возможного возгорания» древесины.

При температуре, в интервале 280-410°С — начинается период собственно пиролиза (сухой перегонки) древесины, с выделением газов, паров кислот, спиртов и легких смол, в количестве, достаточном для поддержания устойчивого горения древесины. При наличии кислорода в зоне пиролиза произойдет возгорание продуктов пиролиза. Температура 400°С указывается, как «температура возгорания» древесины.

При повышении температуры до 600°С — процесс пиролиза древесины постепенно стабилизируется, выделение кислот и спиртов уменьшается и увеличивается выход смолы и газов. При наличии кислорода в зоне пиролиза будет наблюдаться устойчивое горение продуктов пиролиза. Температура 600°������������ указывается, как «минимальная температура устойчивого горения» древесины.

При температуре, выше 600°С — процесс пиролиза древесины протекает весьма стабильно. Качественный состав продуктов разложения практически не изменяется. При наличии кислорода в зоне пиролиза будет наблюдаться устойчивое го��ение (окисление) продуктов пиролиза, в том числе и элементарного углерода, который образовался на начальных температурных стадиях пиролиза древесины. Температура, свыше 600°С указывается, как «эффективная температура устойчивого горения» древесины.

Чем выше температура , тем больше скорость пиролиза, и, как следствие — увеличивается выход продуктов пиролиза за единицу времени.

Процесс термического разложения древесины, в целом, происходит с выделением тепла — это экзотермический процесс. Выделившееся тепло, частично, уходит на прогрев рядом расположенных массивов топлива.

Оптимальная относительная влажность древесины для пиролиза — 18-27%.

Оптимальная порода дерева — чем плотней, тем лучше. Плотность березовых дров 650 кг/м3, сосновых 520 кг/м3, топливные брикеты 1200 кг/м3.

Чем больше температура и скорость пиролиза, тем больше выход смолы и газов, и, соответственно, меньше образуется соединений кислот и спиртов. Если конечная цель пиролиза — получение тепла для отопления, то пиролиз топлива, предпочтительно, проводить при максимально высоких температурах и скоростях, с минимальным образованием паров кислот и спиртов. Потому что, пары кислот и спиртов, для отопительных целей, практически не годятся, зато разъедают стенки пиролизной камеры котла.

 

Важные характеристики дровяных котлов

Внешние размеры конечно имеют значение при выборе котла, но в большинстве случаев это не самый важный параметр. Он имеет значение при установке нового котла в уже существующую котельную.

На размер влияет объем топочной камеры, количество дымоходных каналов, объем водяной рубашки, чем больше эти параметры тем больше размер котла. Необоснованное уменьшение этих параметров приведет к ухудшению работы оборудования.

В некоторых случаях большие размеры связаны с низким уровнем технологии производства.

Вес котла зависит от материала изготовления (чугунные котлы тяжелее, чем стальные) и толщины металла. Более толстые стенки котла больше весят, но и увеличивают срок службы.

Чем тяжелее котел, тем сложнее его доставить и установить, но это разовая процедура и потому мало значимая.

Размер топки. Объем и глубина. Чем больше топка, тем больше дров большего размера в нее помещается и тем больше время работы на одной закладке топлива, но простых котлах слабый контроль за скоростью горения топлива, поэтому размер топки нельзя сделать безграничным.

Размер топки определяет удобство использования котла ежедневно на всем протяжении эксплуатации. Это важный показатель.

Размер дверки топочной камеры определяет удобство закладки дров в котел.

Очень важный показатель который оценивается ежедневно весь период эксплуатации котла.

Длительность горения одной порции дров. Котлы с газификацией топлива обладают возможностью регулирования скорости горения дров. Одной закладки дров может хватать до 12 часов работы.

Увеличить интервал между топками можно путем большего утепления дома и дополнительным монтажом аккумуляторных баков в систему отопления.

Если время непрерывной работы имеет решающее значение при выборе котла, то возможно надо рассмотреть вариант котла на пеллетах или пеллетной горелки.

Еще существуют котлы длительного горения с верхним горением топлива, но их конструкция и эксплуатационные качества вызывают у нас много вопросов и сомнений.

Частота обслуживания. Обслуживание котлов заключается в удалении золы примерно 1 раз в неделю.

Согласно инструкции золу необходимо убирать ежедневно, раз в неделю очищать каналы воздуха, раз в месяц проверять и чистить дымоходные каналы, раз в полгода чистить вентилятор дымососа. У разных производителей сроки регулярного обслуживания могут отличаться.

Влажность топлива. Чем суше дрова тем лучше. Котел будет работать и на сырых дровах, но количества тепла будет меньше. При очень сырых дровах стабильный пиролиз может не начаться.

Если нет возможности заготовлять и сушить дрова, то возможно подходящим решением будет покупка еврдров — брикетов.

 

Начало / магазин / отопительные котлы / пиролизные котлы

 

Пиролизное масло — Экология с открытым исходным кодом

Main > Energy > Biofuel

---

Пиролизное масло или «бионефть» является продуктом пиролиза различных материалов, таких как:

• При нагревании древесины или другой биомассы до достаточной температуры в среде с низким содержанием кислорода или без кислорода образуются летучие компоненты
• После охлаждения некоторые из них находятся в газообразном состоянии (водород, окись углерода, газообразные углеводороды), а другие находятся в жидкой форме, так называемое пиролизное масло
• Это масло является плотным источником топлива — для таких применений, как отопление и производство пара.
• Таким образом, это менее технологичный заменитель нефтяного топлива в некоторых приложениях с более низкой калорийностью, чем дизельное топливо.
• В настоящее время не может заменить дизельное топливо в стандартных дизельных двигателях внутреннего сгорания из-за высокой вязкости и кислотности.
• Модернизация биомасла до дизельного топлива с помощью процесса Фишера-Тропша возможна, но нецелесообразна в малых масштабах
• Также существуют химические пути
• Недавно был обнаружен дешевый способ с открытым исходным кодом для улучшения биомасла с помощью красной грязи в качестве катализатора.

Бионефть («биокруд») прямо с фермы.

• Нужно найти какой-нибудь паспорт безопасности для него или, возможно, аналогичный продукт «креозит» / древесная смола?
• ВЕРОЯТНО не очень хорошо
• Не помешает использовать:
  • Перчатки
  • Вытяжной шкаф и респиратор и / или хорошая вентиляция в рабочем пространстве
• Пока он не превратится в конечное топливо / продукты, просто используйте:
  • Хорошая вентиляция и мытье рук после воздействия

Примеры использования

Пиролизное масло чаще всего получают в результате пиролиза биомассы, но также возможны многие другие источники, такие как пластиковые отходы и старые шины.Типичные промышленные применения пиролизного масла в качестве топлива:

• Котлы
• Печи
• Генераторы горячей воды
• Генераторы горячего воздуха
• Нагреватель теплоносителя
• Электрогенераторы (смешанные с 50% дизельным топливом)
• Дизельные насосы (смешанные с 50% дизельного топлива)

Методы использования

• Может использоваться напрямую (хотя и не так эффективно и загрязняюще) как:
• В случае переработки его можно использовать в качестве соответствующих углеводородов.
  • Фильтрация, водоотделение + химическая сушка и фракционная перегонка — основной рабочий процесс
  • Можно ли использовать его в качестве сырья для производства биодизеля?
• Реакторы, скорее всего, также будут производить следующие полезные продукты:

Производство

Постпроизводственная фильтрация

• Простая вакуумная фильтрация]] через фильтр
• Можно даже использовать мелкую металлическую сетку для повторного использования (кислотность может быть проблемой для этого, но, возможно, ткань / керамика?)

Водоотделение + сушка

Базовое разделение

• Разделительная воронка или подобное устройство (метод пипетки для небольших объемов, ведра с носиками для дешевых установок и т. Д.) Может отделять большую часть воды
• Может ли водоотделитель / сифон для дизельного топлива быть хорошим вариантом OTS?
• Может использоваться автоматическое дозирующее устройство или сепаратор непрерывного действия масла и воды

Дополнительная сушка

• Не требуется для прямого использования
• Это больше подходит для использования в химической очистке и модернизации
• Это можно сделать через:
  • Молекулярные сита
  • Вакуумная сушка (при условии, что масло не выкипит первым, или это учтено)
  • Фракционное замораживание (сублимационная сушка жидких смесей для разделения с помощью разностей сублимации) может работать (требуется исследование)
  • Простые емкости для испарения / пруды в сухой / теплой среде? (требуется дополнительное исследование)

Постфильтрация + сушка Очистка / модернизация

• Не используется ни в каких случаях прямого использования масла
• Используется для производства синтетических углеводородов на том же уровне, что и разновидности био-сырой или невозобновляемой сырой нефти.
• Выполнено с использованием того же рабочего процесса, что и другие источники:

Великий эксперимент, который можно провести за семестр, — это создание простого дистилляционного аппарата для проверки процедуры с использованием древесных стружек или газет, а также для измерения чистоты и состава полученного топлива. Контакт: joseph.dolittle в gmail dot com для получения дополнительной информации

Базовый эксперимент можно легко провести, нагревая биомассу в металлической бочке емкостью 55 галлонов. Может быть применен внешний огонь или установлен электрический нагревательный элемент. Выделяющиеся пары можно направить в другой барабан, погрузив его в холодную воду для образования конденсата. Во втором барабане размещается дренажное отверстие для сброса давления, и газы могут сжигаться или улавливаться на этом выходе по мере протекания реакции.Когда вся биомасса перегоняется, подача газа в факел прекращается.

Полученный продукт можно анализировать.

• Испытание на воспламеняемость
• Отопление для отвода воды
• Нагрев для удаления более легких фракций с получением мазута
• Дополнительный нагрев для получения более тяжелых масел или смазок
• Охлаждение на отдельные фазы
• Замораживание для разделения фаз или для разделения воды
• Использование кувшина для воды со встроенным краном позволяет легко отделить воду от топлива (аналогично разделительной воронке)
• Банку с краской в ​​качестве реактора может быть даже проще сделать в небольших масштабах и дешево

вот пиролизный аппарат в моем понимании:

1.вам нужна печь, вероятно, старая бочка для внешней стороны камеры сгорания, выложенная внутри смесью шамот / песок / опилки. У него будет крышка с умеренным выпускным отверстием (может быть, половина площади крышки будет удалена), которую можно было бы отлить из той же смеси шамота. Кроме того, внизу есть отверстие для топлива и воздуха. Вы могли бы запустить его на природном газе, так как в конечном итоге вы, вероятно, просто вернули бы древесный газ обратно в более позднюю версию.

2. Камера для ввода пиролизуемого материала.можно было бы окружить дешевую камеру тонким защитным покрытием. тонкий, чтобы не препятствовать передаче тепла. огнеупорный раствор и, может быть, песок, раствор может быть 20 долларов за все, что вам понадобится, я думаю. или вам может потребоваться труба большого диаметра и сделать для нее дно и верх из толстых (5/8 «-1/2», я думаю) металлических плит. он должен быть несколько толстым, потому что в противном случае он быстро окислится (гальванизация испарится; хром или эмаль должны выдержать циклы теплового расширения / сжатия; тонкая нержавеющая сталь может быть вариантом) вверху есть отверстие для выхода нет входного отверстия.

3. тушитель. очевидно, что скорость гашения важна, поскольку производимые свободные радикалы быстро соединяются с образованием смолы и асфальта, а не более полезных веществ. Обычный способ сделать это — распылить большое количество охлажденного пиролизного масла в горячий поток внутри циклонного сепаратора (например, вашей мукомольной мельницы). Не знаю, насколько это практично. возможно, охлаждение стенок циклонного сепаратора и трубопроводов к нему также проточной водой из вашего холодного колодца подойдет.это woukld потребует экспериментов.

4. Газохранилище. масляная бочка, наполненная водой, перевернутая и погруженная в воду. Большая версия того, как собирают газ на уроке химии. Пузырите газ через дно, и у вас есть клапан на открытой поверхности, чтобы выпустить газ на досуге. Вес наверху ствола определяет psi хранилища. в конечном итоге этот газ может быть просто перенаправлен обратно в печь, но сначала полезно знать, сколько газа вы получаете, а также вы можете использовать его в качестве кулинарного газа для вытеснения пропана.

Сначала я говорю «пропустите 3» и просто позвольте пузырькам в воде в 4-м растворе стать закалкой. тогда вы сможете взвесить полукокс и газ и узнать, сколько нефти вы добываете. большая часть масла, вероятно, будет в пленке на дне газосборника, но я не знаю, как влажность повлияет на это (я думаю, что некоторые фракции полимеризуются с водой или образуют стабильную эмульсию). Теоретически это была бы лучшая закалка с точки зрения площади поверхности газа до теплоотвода, так что вы получите оценку того, сколько нефти может произвести очень эффективное закалка.затем, когда у вас есть системные данные о расходах и все остальное, вы можете построить циклонный сепаратор и поиграть с некоторыми лучшими идеями гашения.

-эллиот

Реактор с циркулирующим псевдоожиженным слоем.

Это видео от YouTube Г-на Теслоняна демонстрирует мелкомасштабную фракционную перегонку биомасла из дровяной печи. Очень чистый газ получают, пропуская его через микроперерабатывающий завод (с фильтрами и системой фракционной перегонки). После перегонки газ приводит в действие двигатель внутреннего сгорания, который запускает электрический генератор.

Энергия из биомассы — окончательное руководство

Энергия из биомассы широко рекламируется как лучшая альтернатива нефти и ее производным в производстве электроэнергии. Биомасса — это сложный термин, относящийся к сельскохозяйственным отходам, растительным материалам, человеческим отходам и другим горючим остаткам. Из этих материалов мы можем получить биоэнергетику, которая является экологически чистой, устойчивой и возобновляемой по сравнению с производством энергии из ископаемого топлива.

Люди обнаружили эффективность биомассы, такой как древесные гранулы, коровий навоз, скошенная трава, жмых сахарного тростника, для разведения огня для удовлетворения повседневных энергетических потребностей.Однако такие методы не так эффективны по сравнению с методами производства электроэнергии. Сегодня биомасса завоевала популярность во многих странах как жизнеспособный источник энергии. Биотопливо также заменяет ископаемое топливо в некоторых автомобилях.

Биомасса — это еще кое-что, о чем мы расскажем в этой статье. Мы будем изучать основы энергии биомассы, социальные и экологические последствия, экономические эффекты, преимущества и недостатки энергии биомассы, а также применения (использования) этой энергии.

Основы биоэнергетики

Как работает энергия биомассы?

Это основной вопрос, который задают большинство, относительно того, как эта энергия работает и как она генерируется. Как упоминалось выше, биомасса относится к материалам растений и животных, которые используются для выработки электроэнергии. Существует завод по производству биомассы (см. Рисунок ниже), который используется для производства электроэнергии путем сжигания биомассы в камере сгорания / печи.

Хотя прямое сжигание — не единственный метод производства биоэнергии, он остается популярным эффективным методом.Другие современные технологии производят горючий газ из биомассы, в то время как другие используют пиролиз для замены ископаемого топлива.

В топке или котле завода, работающего на биомассе, могут быть опилки, древесные гранулы, древесная щепа или биомасло. Нагрев воды с использованием этих материалов будет давать пар, который активирует турбину, подключенную к генератору, и в конечном итоге вырабатывает электричество. Как видно на рисунке, есть конденсатор, который будет конденсировать жидкость обратно в печь для повторного нагрева, и производство электроэнергии будет непрерывным.

Методы производства биоэнергии

Как мы упоминали выше, существует много способов получения энергии из биомассы. Тем не менее, ниже рассматриваются некоторые из них, в том числе биохимическая, термохимическая, химическая и термическая конверсия.

Биохимическое преобразование биомассы

Для преобразования биомассы в биохимическую энергию микроорганизмы используются для производства этанола. В частности, топливо и удобрения производятся с использованием биологических процессов и процессов ферментации.В этом квесте основными процессами являются ферментация и анаэробное сбраживание. В анаэробном процессе используются микроорганизмы для разложения органических материалов в бескислородных условиях. Производство биогаза и метана из сельскохозяйственных культур и навоза достигается за счет анаэробного сбраживания.

Ферментация, напротив, использует дрожжи для преобразования углеводов в биоэтанол. Это многоступенчатый процесс, в котором зерновые культуры могут быть объединены с водой на первом этапе, а затем используются тепло и ферменты для разложения материалов.Некоторые ферменты превращают углеводы в сахара. В конце концов, получается алкоголь. Это сложный процесс, выходящий за рамки данной статьи.

Химическое преобразование биомассы

Этот процесс влечет за собой преобразование биомассы в другие формы энергии с использованием химических реакций. Наиболее распространенная химическая реакция — это реакция переэтерификации, конечными продуктами которой являются мыло, глицерин и биодизель. Жирные кислоты связываются со спиртом, делая их горючими.

Термохимическое преобразование биомассы

Термохимические процессы превращают биомассу в химические вещества и газы, и эти процессы являются многоступенчатыми. Вот где происходит газификация, которая превращает биомассу в газ с использованием чрезвычайно высоких температур примерно 800 градусов по Цельсию. При термохимическом преобразовании на первом этапе твердая биомасса превращается в газ, затем газ в масла, а затем масла в синтез-газ.

Термическое преобразование биомассы

Этот этап включает использование тепла для преобразования твердой биомассы в полезную энергию.Технологии, используемые на этом этапе, включают сжигание, газификацию и пиролиз. При сжигании биомасса сжигается в среде, богатой кислородом. Пар может производиться для обогрева и охлаждения или для вращения турбин, которые затем вырабатывают электричество. Мы уже объяснили прямое сжигание при производстве электроэнергии выше в разделе «Основы энергии биомассы».

Существует практика совместного сжигания , где биомасса смешивается с ископаемым топливом для производства электроэнергии. Эта попытка позволяет сэкономить часть ископаемого топлива.Это также способствует снижению выбросов углекислого газа в атмосферу. Производство тепла и электроэнергии также возможно одновременно с биомассой в процессе, называемом когенерацией.

При термической конверсии также происходит пиролиз, при котором происходит сжигание биомассы при низком уровне кислорода, условиях высокого давления и высоких температурах, превышающих 430 ° C. В процессе получают биотопливо и биоуголь (твердый остаток).

Типы биотоплива

Сегодня в отрасли используются различные типы биотоплива.Примеры энергии биомассы включают биодизельное топливо, которое производится из растительных масел и животных жиров; зеленое дизельное топливо, получаемое из растительных источников и водорослей; биоэтанол, полученный из сахарного тростника в Бразилии и кукурузы в США; и биогаз, извлеченный из навоза и других органических материалов.

Использование энергии биомассы

Мы исследуем применение энергии биомассы в производстве электроэнергии, отоплении и использовании биотоплива в автомобилях. Это основные виды использования биоэнергетики.

1).Производство электроэнергии

Возможно, основной вид использования в современном мире, производство электроэнергии с помощью установок, работающих на биомассе, находится на столе для обсуждения во многих странах. Система прямого сжигания — наиболее распространенный путь, используемый в этом отношении. Система сжигает биомассу в печах и котлах для производства пара, который вращает турбины и впоследствии вырабатывает электричество, активируя электрический генератор.

Электростанция, работающая на биомассе, обычно будет иметь печь / камеру сгорания, насосы, турбину, конденсатор, электрический генератор, хранилище топлива, оборудование для обработки, котел, вентиляторы, автоматическое управление системой, управление выхлопом и градирню.На рисунке ниже показан процесс:

2). Отопление

Нагреватели на биомассе — потенциальная замена обогревателям, работающим на ископаемом топливе. Котлы могут сжигать древесные гранулы, щепу, опилки, бревна или любой другой вид биомассы. Они подключены к системе отопления вашего дома и могут обеспечивать теплом дом или нагревать воду. Многие домохозяйства, особенно в сельской местности, уже используют биомассу, такую ​​как щепа и бревна, для сжигания печей зимой для обеспечения тепла. Использование обогревателей, работающих на биомассе, оказалось более эффективной и потенциальной альтернативой как для городских, так и для сельских домохозяйств.

3). Использование биотоплива в автомобилях

Биотопливо доказало свою эффективность и действенность при питании современных автомобилей и повышении их производительности. Этанол — это обычное биотопливо, используемое в автомобилях. Соединенные Штаты производят биоэтанол из кукурузы, а Бразилия, например, производит его из сахарного тростника. Биотопливо обычно получают в результате ферментации сахара. Они выделяют меньше углекислого газа и экономичны. Страны, не обладающие запасами ископаемого топлива, могут использовать биотопливо для питания своих автомобилей.Биотопливо можно смешивать с дизельным или бензиновым топливом. В смеси с бензином требуется максимум 10% биоэтанола, а в сочетании с дизельным топливом — максимум 5% биодизеля.

Преимущества и недостатки энергии биомассы

Энергия биомассы также имеет свои взлеты и падения. Мы выделим эти преимущества и недостатки ниже, чтобы помочь вам решить, рассматривать ли биоэнергетику или нет. Но по сравнению с невозобновляемым ископаемым топливом энергия биомассы имеет больше преимуществ, которые перевешивают недостатки.

Преимущества

• Это возобновляемая и устойчивая энергия, потому что отходы животного или человеческого происхождения и растительные материалы всегда доступны
• Отсутствие выбросов серы или ртути в атмосферу
• Минимальное выделение азота
• Биотопливо, используемое в автомобилях
• Котлы на биомассе эффективно обогревают дома
• Экономичный источник энергии
• Исключает свалки, потому что отходы используются для производства электроэнергии
• Он нейтрален по отношению к двуокиси углерода, потому что количество, выбрасываемое в атмосферу, почти равно количеству, выбрасываемому при возобновлении роста растений .

Недостатки

• Конкуренция с производством продуктов питания. Зерновые культуры, предназначенные для производства энергии, будут занимать большую часть земли, которая может быть использована для выращивания пищи для кормления голодных домашних хозяйств
• Выбрасывает углекислый газ, который необходимо компенсировать повторной посадкой деревьев
• Выбросы метанового газа, но не слишком вредные
• Риск вырубки лесов
• Неэффективно по сравнению с ископаемым топливом, поэтому другие могут не поощряться к полной замене ископаемого топлива
• Дорогостоящие — капитальные затраты на строительство инфраструктуры для крупномасштабных производств
• Потребители должны платить, чтобы получать энергию на постоянной основе

Социальные и экологические последствия

Энергия биомассы связана с некоторыми социальными и экологическими эффектами.Негативное воздействие энергии биомассы на окружающую среду включает выброс диоксида углерода. Однако такое количество углекислого газа не обязательно наносит вред окружающей среде, потому что деревья при посадке потребляют почти такое же количество. Таким образом, энергия биомассы становится углеродно-нейтральным источником.

Социальное воздействие электростанции, работающей на биомассе, также значительно. Установки будут производить электроэнергию для страны и снимать текущую напряженность, которая существует в странах с fos

Статья о пиролизе в The Free Dictionary

— процессе разложения органических соединений под действием тепла.Термин «пиролиз» обычно используется в более узком смысле для обозначения высокотемпературной экстенсивной термической конверсии сырой нефти и природного газа посредством разложения, изомеризации и других превращений молекул сырья; термин «крекинг» эквивалентен «пиролизу» в этом более узком смысле.

Пиролиз — один из важнейших промышленных методов получения исходных материалов для нефтехимического синтеза. Желаемый продукт — газ, богатый ненасыщенными углеводородами этиленом, пропиленом и бутадиеном, которые используются для производства полимеров для производства пластмасс, синтетических волокон и синтетических каучуков.

Первые пиролизные заводы были построены в России в 1870-х годах в Киеве и Казани. В первую очередь керосин подвергали пиролизу с целью получения осветительного газа. Впоследствии было доказано, что можно отделить ароматические углеводороды от смолы, полученной пиролизом. Пиролитические методы получили широкое развитие во время Первой мировой войны, когда возник большой спрос на толуол, исходный материал для производства тротила или тринитротолуола (TNT).

Пиролизу может подвергаться широкий спектр сырьевых материалов, включая сырую нефть, тяжелые дистилляты и такие газообразные углеводороды, как этан и пропан.Однако пиролиз в основном используется для обработки газообразных углеводородов и бензинов, при которых достигаются наибольшие выходы желаемых продуктов с минимальным образованием кокса. В промышленности наиболее распространены пиролизные установки трубчатого типа. Сырье, например бензин, пропускается через подогреватель пара и затем смешивается с перегретым паром перед поступлением в печь, где подвергается дальнейшему нагреву и пиролитическому разложению. Конечная температура реакции на выходе из печи колеблется от 750 до 850 ° С.Высокие температуры, короткое время, которое масса находится в зоне реакции, и разбавление массы водяным паром способствуют разложению с образованием значительных количеств газа. Жидкая смола — это побочный продукт пиролиза. В среднем запасы бензина содержат 20% смол по весу, а газообразные — 5% смол.

Для остановки реакции пиролиза парогазовая смесь, выходящая из печи, быстро охлаждается в тушителе путем прямого контакта с водяным конденсатом, который при этом испаряется.Дальнейшее охлаждение смеси происходит в котле-утилизаторе, где производится пар под высоким давлением. Частично охлажденная парогазовая смесь выходит из котла-утилизатора и проходит масляную очистку от частиц сажи и кокса; фракция тяжелой смолы отделяется от смеси. Промытую парогазовую смесь дополнительно охлаждают с последующим отделением воды и конденсатов легких углеводородов от пиролизных газов, которые направляют в установку фракционной перегонки для разделения этилена и пропилена.

Смола пиролиза обычно содержит высокую концентрацию ароматических углеводородов: бензола, толуола и нафталина. Он также содержит ненасыщенные углеводороды, включая циклопентадиен, который является исходным материалом для синтеза многих органических продуктов. Компоненты гудрона используются для производства высокооктанового бензина, ароматических углеводородов, таких связующих, как кумароно-инденовые смолы, нефтяного кокса для электродов. В таблице 1 приведены примерные выходы наиболее ценных компонентов газа и гудрона из различного сырья.

легкий

Таблица 1. Процентный выход основных продуктов пиролиза
	Сырье
	Этан	Пропан 3	Пропан	Газойль (легкий )
Этилен …………	77,7	42,0	33,5	26,0
Пропилен………..	2,8	16,8	15,5	16,1
Бутадиен, бутилен …..	2,7	4,3	8,8	9,4
9,4
Бензол ………..	0,9	2,5	6,7	6,0
Толуол …………	0,2	0,5	3,3	2,9

Пиролиз нефти и других более тяжелых компонентов сопровождается значительным отложением кокса и требует специально разработанного оборудования.Циркуляционные теплоносители используются для ускорения пиролиза. Когда используются твердые теплоносители, например кварцевый песок или нефтяной кокс, реакция ускоряется за счет сжигания кокса, образующегося в системе. При использовании газообразного теплоносителя, например водяного пара, ускорение происходит за счет минимального отложения кокса. Каталитические процессы были разработаны для снижения стоимости пиролиза. Оптимальный выход при пиролизе газообразного сырья достигается примерно при 1200 ° C, и в этом случае основным продуктом является ацетилен, исходный материал при производстве хлоропренового каучука и ацетальдегида.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Смидович Е.В. Деструктивная переработка нефти и газа, 2-е изд. Москва, 1968. ( Технология переработки нефти и газа, часть 2.)
Паушкин, ля. М., Адельсон С.В., Вишнякова Т.П. Технология нефтехимического синтеза, часть 1. Москва, 1973 г.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Установка перегонки пиролизного масла для шин, Пиролизное масло для шин…

• Воздух и климат
• Питьевая вода
• Экологического менеджмента
• Здоровье и безопасность
• Мониторинг и тестирование
• Почва и грунтовые воды
• Отходы и переработка
• Вода и сточные воды
• Мониторинг воды

• Воздух и климат
• Промышленная вентиляция
• Контроль выбросов кислых газов
• Обработка воздуха активированным углем
• Обработка активированным углем
• Аэробиология
• Мониторинг аэрозолей
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Питьевая вода
• Производство атмосферной воды
• Бутилированная вода
• Бытовая питьевая вода
• Питьевая вода
• Анализ питьевой воды
• Хлорирование питьевой воды
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Экологического менеджмента
• Моделирование воздуха
• Отчетность о качестве воздуха
• Водная экология
• Археология
• Соответствие асбесту
• Удаление асбеста
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Здоровье и безопасность
• Соответствие требованиям к несчастным случаям
• Мониторинг аварий
• Правила несчастных случаев
• Случайный выпуск
• Кислотные отходы
• Акустическая эмиссия
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Мониторинг и тестирование
• Абсорбциометры
• Акселерометры
• Мониторинг ацетонитрила
• Мониторинг кислых газов
• Акустический мониторинг
• Акрилонитрил мониторинг
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Почва и грунтовые воды
• Аэрогеофизический
• Анаэробная биоремедиация
• Мониторинг водоносных горизонтов
• Водоносные горизонты
• Археология
• Шнековая дрель
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Отходы и переработка
• Переработка кислоты
• Кислотные отходы
• Акустическая чистка
• Аэробные отходы
• Утилизация аэрозольных баллончиков
• Переработка агрегатов
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Вода и сточные воды
• Кислотная очистка сточных вод
• Фильтрация с активированным углем
• Обработка активированным углем
• Обработка воды активированным углем
• Активный ил
• Мониторинг активного ила
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

• Мониторинг воды
• Мониторинг активного ила
• Трюмный мониторинг
• Мониторинг биологической потребности в кислороде (БПК)
• Мониторинг котловой воды
• Химический мониторинг потребности в кислороде (ХПК)
• Мониторинг диоксида хлора (CLO2)
• …и больше
• Компании
• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения

Меню Просмотреть все каналы

• Воздух и климат
• Питьевая вода
• Экологического менеджмента
• Здоровье и безопасность
• Мониторинг и тестирование
• Почва и грунтовые воды
• Отходы и переработка
• Вода и сточные воды
• Мониторинг воды

Воздух и климат

• Промышленная вентиляция
• Контроль выбросов кислых газов
• Обработка воздуха активированным углем
• Обработка активированным углем
• Аэробиология
• Мониторинг аэрозолей
• … и больше

• Товары
• Сервисы
• Программного обеспечения
• Обучение
• Приложения
• Компании
• Новости

• События
• Статьи
• Книги
• Журналы
• Ролики
• Загрузки

Питьевая вода

• Производство атмосферной воды
• Бутилированная вода
• Бытовая питьевая вода

Пиролиз для производства энергии из биомассы — Электроэнергия от пиролиза биомассы — Альтернативы энергии Индия

Последние новости в области энергоэффективности, солнечной энергии, ветра, энергии биомассы, биотоплива, получения энергии из отходов

Пиролиз как метод производства энергии в настоящее время не получил широкого распространения в Индии или где-либо еще в мире.

Два основных метода пиролиза — это «быстрый» пиролиз и «медленный» пиролиз. Быстрый пиролиз дает 60% биомасла, 20% биоугля и 20% синтез-газа, и его можно провести за секунды, тогда как медленный пиролиз можно оптимизировать для производства значительно большего количества полукокса (~ 50%) вместе с органическими газами, но при этом требуется порядок часов для завершения. В любом случае газ или нефть можно использовать в качестве топлива для сжигания котла для производства пара и последующего производства электроэнергии.

Обычно пиролизные установки работают значительно выше 2 МВт, в то время как газифицирующие установки работают до 2 МВт при текущем технологическом прогрессе.Таким образом, можно сказать, что пиролиз начинается там, где заканчивается газификация.

Медленный пиролиз

В случае медленного пиролиза, когда вы получаете органический газ и древесный уголь. Газ можно охладить и подать в газовый двигатель для выработки энергии. Однако охлаждение этого газа приводит к удалению значительного количества углеводородов. Таким образом, большая часть энергии тратится впустую. В настоящее время изучается более эффективная идея — использовать этот гетерогенный газ непосредственно для сжигания в котлах и для запуска парового цикла.Древесный уголь — ценный продукт, который стоит от 10 до 25 рупий за кг. Он имеет гораздо лучшую теплотворную способность, чем уголь, и люди во многих местах используют древесный уголь, потому что уголь в этих местах может быть недоступен.

Быстрый пиролиз

Быстрый пиролиз — это процесс, при котором органические материалы быстро нагреваются до 450-600 ° C в отсутствие воздуха. В этих условиях образуются органические пары, постоянные газы и древесный уголь. Пары конденсируются в пиролизное масло.Обычно от 50 до 75 мас.% Сырья превращается в пиролизное масло. Пиролизное масло можно использовать как замену мазуту.

Методы производства энергии на основе биомассы

Ссылки по теме

Frontiers | Биомасса для термохимического преобразования: цели и задачи

Введение

Множественные пути от сырья к энергии

Наше общество и экономика в значительной степени зависят от энергии ископаемых видов топлива.Большая часть (84%) мировой энергии поступает из ископаемого топлива, и спрос будет расти, поскольку ожидается, что мировое потребление энергии вырастет на 53% к 2035 году (EIA, 2011). По мере роста цен нетрадиционные ископаемые ресурсы (битуминозный песок, сланцевый газ, арктическая и глубоководная нефть) могут стать экономически выгодными для добычи, но в конечном итоге они являются ограниченным ресурсом и несут риски для нашего здоровья и окружающей среды (Kelly et al., 2010; Osborn et al., 2011; Frohlich, 2012).

Биоэнергетика, получаемая из растений, которые используют солнечный свет и CO ₂ для ассимиляции углерода в биомассу, превратилась в потенциально устойчивый источник энергии с низким воздействием на климат.Стандарт возобновляемого топлива, принятый в 2005 году и расширенный в 2007 году, предусматривает производство жидкого биотоплива в США (EISA, 2007). Большая часть топлива, производимого сегодня для поддержки этого мандата, производится либо из этанола, сброженного из кукурузного зерна, либо из биодизеля из соевого масла, но к 2022 году 58% из установленных законодательством 36 миллиардов галлонов должны производиться из целлюлозы или усовершенствованных материалов. целлюлозная биомасса. Технологический прогресс и коммерциализация не произошли так быстро, как ожидалось, и для достижения этих целей необходимо преодолеть несколько препятствий (Национальный исследовательский совет, 2011 г.).

Одним из таких препятствий является производство высококачественной биомассы, которую можно экономично преобразовать в полезные энергетические продукты. Качество биомассы зависит от состава растения — целлюлозная биомасса в основном состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и меньших количеств других экстрагируемых компонентов, таких как пектины, белки и т. Д., Которые составляют стенку растительной клетки. Целлюлоза — это полимер D-глюкозы. Гемицеллюлоза — это общий термин для гетерогенных разветвленных пяти- и шестиуглеродных сахаров.Лигнин представляет собой сложный разветвленный полимер фенольных соединений и классифицируется на три основных типа в зависимости от присутствующих мономеров: синапил (S) кумарил (H) и кониферил (G) (Albersheim et al., 2010). Пропорции и конкретный химический состав этих компонентов сильно различаются у разных видов (Pauly, Keegstra, 2008; Carroll, Somerville, 2009; Allison et al., 2010; Tao et al., 2012b; Zhao et al., 2012a). Кроме того, внутри одного вида наблюдались значительные вариации состава (Jin and Chen, 2006; Tao et al., 2012b), внутри типа ткани (Summers et al., 2003; Monti et al., 2008; Rancor et al., 2012; Sabatier et al., 2012), а также между стадиями развития (Rancor et al., 2012 ), типы клеток и даже области клеточной стенки (Albersheim et al., 2010). Дополнительная изменчивость наблюдается в течение вегетационного периода и по мере старения растений (Landström et al., 1996; Adler et al., 2006; Hodgson et al., 2010; Nassi o Di Nasso et al., 2010; Singh et al., 2012). ; Zhao et al., 2012b), а также в разных средах (Adler et al., 2006; Mann et al., 2009; Allison et al., 2011; Мононо и др., 2013; Серапилья и др., 2013).

Вариация, существующая естественным путем или обусловленная биотехнологией, является основным источником улучшенных сортов сельскохозяйственных культур. Большая часть усилий по улучшению исходного сырья сосредоточена на пути ферментативного превращения и на том, как увеличить доступность компонентов растительной биомассы, которые могут быть легко преобразованы в простые сахара и сброжены в спирты; то есть максимальное увеличение целлюлозы и минимизация лигнина.В других статьях по этой теме исследования рассматриваются проблемы и достижения в области ферментативного превращения, как и в нескольких недавних обзорах (Vermerris, 2011; Feltus and Vandenbrink, 2012; Jordan et al., 2012; Nookaraju et al., 2013).

Многообещающей альтернативной формой производства биоэнергии является термохимическое преобразование — контролируемое нагревание или окисление биомассы (Demirbas, 2004; Goyal et al., 2008). Этот термин охватывает ряд технологий, включая пиролиз, газификацию и сжигание, которые могут быть настроены для производства тепла, электроэнергии, газообразных или жидких прекурсоров для перехода на жидкое топливо или химическое сырье (рис.1 и Батлер и др., 2011; Wang et al., 2011; Брар и др., 2012; Бриджуотер, 2012; Solantausta et al., 2012). Термохимические технологии демонстрируют большие перспективы для производства возобновляемой электроэнергии, как в контексте совместного сжигания биомассы на существующих угольных электростанциях (Demirbaş, 2003b; Baxter, 2005), так и для проектов децентрализованной электрификации в развивающихся странах (Yin et al., 2002). ; Hiloidhari, Baruah, 2011; Shackley et al., 2012). Электроэнергия, произведенная термохимическими методами, может помочь выполнить стандарты, принятые во многих штатах США, которые требуют, чтобы определенный процент электроэнергии производился из возобновляемых источников (Carley, 2009; DOE DSIRE, 2012; EIA, 2012).В некоторых случаях термохимическое производство возобновляемой электроэнергии или жидкого топлива и сопутствующих побочных продуктов является наиболее эффективным использованием биомассы для вытеснения ископаемой энергии (Botha and von Blottnitz, 2006; Campbell et al., 2009; Cherubini et al., 2009; Searcy and Flynn, 2010; Giuntoli et al., 2012).

Рис. 1. Обзор этапов выращивания, транспортировки, обработки и преобразования биомассы в продукты термохимической энергии. Пиролиз, газификация и горение происходят в условиях увеличения доступности кислорода во время реакций.Время нахождения частиц и температура могут быть оптимизированы для получения различных пропорций и типов продуктов. Ящики представляют свойства, важные для каждого шага (выращивание, транспортировка и обработка, преобразование, улучшение). Выделены основные продукты каждого процесса и потенциальное конечное использование. Обратите внимание, что промежуточные продукты, такие как синтез-газ и пиролизное масло, могут быть улучшены до химикатов или жидкого транспортного топлива или преобразованы для получения электроэнергии и тепла. Агрономические признаки включают те признаки, которые позволяют растению выжить и давать приемлемые урожаи.

Хорошо функционирующая система требует сочетания подходящего сырья и технологий преобразования (Robbins et al., 2012), но оптимизации биомассы для термохимического преобразования уделяется мало внимания. Парадигма, в рамках которой биологи растений обсуждают и анализируют биомассу, отличается от парадигмы инженеров, анализирующих сырье для термохимических систем. Несмотря на то, что парадигмы частично совпадают, разработка термохимического сырья может быть сосредоточена на характеристиках или подходах, которые обеспечивают наиболее прямой путь к оптимизированному составу сырья.В этом обзоре мы обсуждаем, как благодаря сотрудничеству биологов и инженеров оптимизированный состав биомассы и технологические процессы могут привести к снижению затрат на транспортировку и предварительную обработку, а также к максимальному выходу энергии за счет термохимического использования биомассы.

Мы начинаем с обзора технологий термохимической конверсии с акцентом на свойствах сырья, которые важны для каждой технологии, и связываем эти свойства с характеристиками биомассы, которые обычно измеряются биологами.За этим следует обсуждение естественных вариаций свойств растений, которые могут быть использованы для оптимизации этих свойств, включая то, что известно о генетике, определяющей эти признаки, и потенциальные последствия изменения этих признаков на системном уровне. Мы заканчиваем обсуждением того, как лучше всего измерить эти свойства и признаки, и предлагаем перспективу того, какие подходы могут быть полезны для высокопроизводительного фенотипирования. Чтобы помочь связать различные характеристики биомассы, которые измеряют биологи и инженеры, мы приводим краткий список терминов и определений (Таблица 1).Области, в которых имеются большие пробелы в знаниях, выделяются как потребности будущих исследований. Наше внимание уделяется целлюлозной биомассе из травянистых культур, потому что (1) травяные сельскохозяйственные остатки представляют собой большой потенциальный ресурс (DOE, 2011), (2) большая часть мандата США на биотопливо, как ожидается, будет посвящена травяным биоэнергетическим культурам (DOE, 2009). ; USDA, 2010), и (3) травянистые культуры можно выращивать в большем количестве регионов, чем древесные, что дает большую гибкость при распределении земель из года в год.

Таблица 1.Общие термины, используемые в этом обзоре в контексте биомассы для биоэнергетики .

Свойства сырья для термохимической конверсии

Технологии термохимической конверсии

Термохимическая конверсия — это контролируемое нагревание и / или окисление биомассы как часть нескольких путей получения промежуточных энергоносителей или тепла (рис. 1). Включено все, от сжигания биомассы, одного из самых простых и ранних примеров использования энергии человеком, до экспериментальных технологий производства жидкого транспортного топлива и химического сырья.Технологии термохимической конверсии классифицируются по связанной с ними окислительной среде, размеру частиц и скорости нагрева, от нагрева биомассы в бескислородной среде (эндотермический) до полного экзотермического окисления биомассы.

Пиролиз — это термическое разложение биомассы на сильно гетерогенные газообразные, жидкие и твердые промежуточные продукты в отсутствие кислорода; процесс эндотермический. Жидкий продукт (пиролизное масло) представляет собой гетерогенную смесь, характеризующуюся высоким содержанием кислорода и щелочностью, которая может быть улучшена до топлива или химикатов.Твердый продукт (полукокс) можно использовать в качестве топлива или улучшения почвы (Field et al., 2013). Пиролиз различается от медленного пиролиза, время пребывания которого колеблется от минут до дней и оптимизировано для производства полукокса, тогда как быстрый пиролиз, со временем пребывания порядка секунд или минут, оптимизирован для производства пиролизного масла (Бабу, 2008). . Что касается инженерных разработок, исследования сосредоточены на оптимизации переменных процесса (температура, скорость нагрева, окислительная среда) и модернизации продукта с помощью каталитических и термических процессов для производства совместимого с инфраструктурой жидкого транспортного топлива (Demirbas, 2007).

Газификация — это экзотермическое частичное окисление биомассы с условиями процесса, оптимизированными для высоких выходов газообразных продуктов (синтез-газа или генераторного газа), богатых CO, H ₂ , CH ₄ и CO ₂ . Газ может быть очищен и использован непосредственно в качестве моторного топлива или преобразован в жидкое топливо или химическое сырье посредством биологической ферментации (Datar et al., 2004) или каталитической модернизации с помощью процесса Фишера-Тропша (Boerrigter and Rauch, 2005; Huber et al. ., 2006; Wang et al., 2008). Одна из проблем газификации — управление летучими веществами с более высокой молекулярной массой, которые конденсируются в смолы; эти смолы являются одновременно проблемой обрастания и потенциальным источником стойких загрязнителей окружающей среды, таких как полициклические ароматические углеводороды (Milne et al., 1998).

Прямое сжигание биомассы по-прежнему является доминирующим направлением биоэнергетики во всем мире (Gaul, 2012). Полное сгорание включает производство тепла в результате окисления богатой углеродом и водородом биомассы до CO ₂ и H ₂ O.Однако детальная химическая кинетика реакций, происходящих во время сжигания биомассы, сложна (Jenkins et al., 1998; Babu, 2008), и несовершенное сжигание приводит к высвобождению промежуточных продуктов, включая загрязняющие окружающую среду вещества, загрязняющие воздух, такие как CH ₄ , CO , и твердые частицы (ТЧ). Кроме того, примеси топлива, такие как сера и азот, связаны с выбросами SO _X и NO _X (Robbins et al., 2012).

Другие термохимические технологии включают карбонизацию, производство древесного угля путем частичного окисления древесного сырья с длительным временем пребывания (Bailis, 2009) и гидротермальные подходы, в которых используется водная среда при умеренных температурах (200–600 ° C) и высоких давлениях. (5–40 МПа) для разложения биомассы на твердые, жидкие и газообразные промежуточные продукты (Peterson et al., 2008; Браун, 2011). Другая технология, торрефикация, представляет собой низкотемпературный (200–300 ° C) пиролиз биомассы с целью удаления воды и летучих веществ, увеличения ее плотности энергии и восприимчивости к предварительной механической обработке (Van der Stelt et al., 2011). Остальная часть этого обзора будет сосредоточена на пиролизе, газификации и сжигании, поскольку это наиболее полно разработанные современные пути биоэнергетики с наиболее четко определенными требованиями к сырью.

Взаимосвязь между свойствами сырья

Эффективность этих путей термохимического преобразования зависит от использования соответствующего исходного сырья биомассы.Баланс массы килограмма биомассы обычно концептуализируется тремя различными способами: с помощью биохимического, приблизительного или окончательного анализа (рис. 2А). Биохимический анализ относится к относительному содержанию различных биополимеров (например, целлюлозы, лигнина и т.д.) в биомассе, тогда как окончательный анализ относится к относительному содержанию отдельных элементов (например, C, H, O, N и S). Приблизительный анализ включает нагрев биомассы для количественной оценки ее термической стойкости с помощью относительных пропорций связанного углерода (FC) и летучих веществ (VM), метод, первоначально разработанный для характеристики угля (например,g., Американское общество испытаний и материалов, стандарт ASTM D3172). Эти различные концепции представляют собой альтернативные способы описания одной и той же биомассы; например, более высокое соотношение лигнин: целлюлоза (биохимическое) также подразумевает более низкие соотношения H: C и O: C (окончательные) (Couhert et al., 2009). Влага и элементарная зола завершают баланс массы единицы свежеубранной биомассы и являются универсальными для этих различных концепций. Различные комбинации этих массовых свойств (суммирующие свойства) приводят к различным объемным свойствам (интенсивным свойствам), таким как измельчаемость (измельчение), плотность и теплотворная способность.

Рис. 2. Обзор взаимосвязей между характеристиками и свойствами биомассы и общие методы количественной оценки. Цвета для каждого свойства поддерживаются на всем рисунке 2. (A) Характеристика биомассы с точки зрения суммарных свойств (показаны зеленым, синим, оранжевым и красным) и интенсивных свойств (показаны серым). Три общие парадигмы описания биомассы взаимосвязаны: биохимическая, непосредственная и окончательная. В то время как ферментативное преобразование было сосредоточено на характеристике биомассы в биохимической парадигме, для термохимического преобразования более подходящими являются два альтернативных варианта: ближайший и окончательный анализ.Влага и минералы (зола) являются общими для всех парадигм. (B) Примеры общих первичных (прямых) методов количественной оценки каждого компонента, указанного в (A) . Обратите внимание, что этот список не является полным, и обратите внимание, что предварительный анализ требует количественного определения влажности и общей золы. Элементы, которые остаются в золе при сжигании биомассы, называются минералами до сжигания и золой после. Перечислены примеры соответствующих стандартов ASTM для биомассы, древесины, мусора или угля.Эти прямые методы контрастируют с косвенными методами, описанными в тексте, но не показанными здесь.

Свойства сырья, которые влияют на эффективность термохимического преобразования, включают теплотворную способность, зольность, уровень влажности и другие, обсуждаемые далее. В то время как инженеры по термохимическому преобразованию обычно описывают биомассу с точки зрения приблизительного или окончательного анализа, биологи и селекционеры более привыкли к терминологии биохимического анализа. Таким образом, важные свойства вводятся в контексте непосредственного / окончательного анализа, а затем снова связываются с их биохимическими эквивалентами.Текущие знания о генетическом и экологическом контроле этих биохимических свойств подробно описаны в разделе «Генетический контроль признаков, связанных со свойствами исходного сырья».

Теплотворная способность и соотношения C, H и O

Теплотворная способность, также известная как теплотворная способность, — это энергия, доступная в сырье, которая рассчитывается исходя из тепла, выделяющегося при полном сгорании до CO ₂ , H ₂ O (газообразный H ₂ O для более низкой теплотворной способности, LHV , или жидкий H ₂ O для более высокой теплотворной способности, HHV) и другие второстепенные продукты (N ₂ , зола и т.), и является основным показателем качества сырья. Содержание влаги влияет на полезную энергию свежесобранной биомассы, так как тепло, выделяющееся при сгорании, тратится на испарение этой влаги (Bridgwater et al., 2002). Поскольку HHV является измерением на основе массы, высокое содержание минералов ведет к снижению HHV, поскольку минералы вносят небольшой вклад в энергию во время окисления биомассы (Jenkins et al., 1996; Sheng and Azevedo, 2005). Это особенно важно для трав и другого травяного сырья, которое может состоять из золы до 27% по массе (Таблица 2).

Таблица 2. Диапазоны основных термохимических свойств в нескольких исходных материалах биомассы по данным литературы * .

Сырье биомассы также описано с точки зрения окончательного анализа, основанного на относительном содержании отдельных элементов, таких как C, H и O. Общие соотношения этих элементов напрямую связаны с биохимическими компонентами клеточной стенки. Целлюлоза имеет более высокое соотношение H: C и O: C, чем лигнин (Couhert et al., 2009). Лигнин имеет более высокую ВТС, чем целлюлоза или крахмал (Helsel and Wedin, 1981; Demirbaş, 2001), что согласуется с идеей о том, что кислородсодержащее топливо выделяет меньше тепла при сгорании (Vermerris and Saballos, 2013).Это пример различных требований к сырью для путей ферментативной и термохимической конверсии: в то время как минимизация лигнина улучшает выходы гидролиза и ферментации, высокое содержание лигнина полезно для энергетического баланса термохимических систем.

Превращение газообразных продуктов пиролиза и газификации в жидкое топливо также требует определенной стехиометрии H: C (Datar et al., 2004; Wright and Brown, 2007). Биомасса имеет низкое соотношение H: C (от 0,7 до 2,8 в таблице 2) по сравнению с желаемыми жидкими продуктами (2–4 для спиртов и алканов), поэтому для полной конверсии требуется добавление водорода в виде пара или H ₂ , или удаление углерода как CO ₂ (Borgwardt, 1999; Pereira et al., 2012). Высокие уровни лигнина могут быть полезными для путей термохимической конверсии жидких топлив, поскольку они могут приблизить процесс к общему стехиометрическому балансу.

Приблизительный анализ и конверсия продуктовых выходов

Приблизительный анализ разделяет биомассу на четыре категории, важные для термического преобразования: влага, VM (газы и пары, уносимые во время пиролиза), FC (нелетучий углерод) и зола (неорганический остаток, остающийся после сгорания) (Miles et al., 1996; Jenkins et al., 1998; Райли, 2007). Измерение является показателем эффективности термохимического преобразования, а относительные пропорции FC по сравнению с VM связаны с относительными выходами и составом твердых, жидких и газообразных продуктов, образующихся во время пиролиза и газификации (Brar et al., 2012). Даже при сжигании соотношение FC: VM может значительно изменить профиль выбросов продуктов неполного сгорания (Cummer and Brown, 2002). Биомасса обычно содержит высокие уровни VM (от 64 до 98%, таблица 2) по сравнению с ископаемым углем [обычно ниже 40% (Vassilev et al., 2010)].

Помимо влияния на теплотворную способность, относительные концентрации целлюлозы и лигнина также влияют на выход продуктов термохимического превращения. Различные биохимические составляющие биомассы имеют разные уровни термической стабильности, и по мере повышения температуры пиролиза сначала вступает в реакцию гемицеллюлоза, затем целлюлоза, а затем лигнин (Fahmi et al., 2007; Gani and Naruse, 2007). Это согласуется с исследованиями, которые показывают, что изолированные экстракты лигнина имеют более высокое содержание FC, чем чистая целлюлоза (Couhert et al., 2009), сильная положительная корреляция между FC и лигнином в нескольких образцах биомассы (Demirbaş, 2003a) и повышение уровней лигнина, связанное с низким выходом газа и высоким выходом полукокса во время быстрого пиролиза (Lv et al., 2010). Однако несколько исследований свидетельствуют об обратном, показывая случаи, когда увеличение лигнина связано с более низким FC (Fahmi et al., 2007, 2008) или увеличением выхода пиролизных масел (Tröger et al., 2013).

Четкая взаимосвязь между FC: VM и лигнином: содержание целлюлозы в образцах биомассы, вероятно, связано с наличием минералов, некоторые из которых оказывают сильное влияние на выход и качество продуктов термохимического превращения из-за каталитической активности (Couhert et al., 2009; Lv et al., 2010). Что касается пиролиза, высокое содержание минералов снижает выход нефти и увеличивает количество полукокса и газообразных продуктов (Fahmi et al., 2007; Couhert et al., 2009; Tröger et al., 2013). Связь между VM и лигнином осложняется содержанием золы (Raveendran et al., 1995). Кроме того, зола оказывает каталитическое действие на жидкую фракцию, стимулируя крекинг высокомолекулярных частиц в более легкие (Fahmi et al., 2008). Каталитическая активность золы изменяет динамику горения и газификации; было показано, что снижение зольности биомассы путем промывки увеличивает температуру максимальной скорости горения (Fahmi et al., 2007), но снизить температуру пиковой скорости потери массы при газификации (Lv et al., 2010). Многие исследования показывают отрицательную корреляцию между содержанием минералов и лигнином во многих типах биомассы (Fahmi et al., 2007, 2008; Lv et al., 2010). Таким образом, взаимосвязь между выходом золы, лигнина и продуктов пиролиза является сложной, и для определения причинной связи, лежащей в основе наблюдаемых корреляций низкой зольности, высокого лигнина и высоких выходов тяжелых жидких продуктов, потребуются тщательные экспериментальные манипуляции (Fahmi et al., 2008; Couhert et al., 2009).

Другие эффекты минерального содержания

Помимо снижения теплотворной способности биомассы и изменения распределения продуктов преобразования, минеральные и элементарные ионы, которые накапливаются растениями, могут мешать работе оборудования для термохимического преобразования. Элементы в биомассе растений улетучиваются во время горения и образуют жидкий шлак или твердые отложения при охлаждении (Miles et al., 1996). Элементы Na, K, Mg, Ca, а также Cl, S и Si являются наиболее проблемными для термохимических процессов (Miles et al., 1996), а сочетание щелочных металлов с кремнеземом может образовывать силикаты щелочных металлов (McKendry, 2002b) — см. Вставку 1 для получения дополнительной информации о кремнеземе. Хлор в биомассе также может быть серьезной проблемой, поскольку он взаимодействует с испаренными металлами, перемещая их на поверхности котла, где они образуют сульфаты (Allison et al., 2010). Cl также может приводить к повышенным выбросам HCl и диоксинов (Lewandowski and Kicherer, 1997).

No related posts.