Пиролиз опилок в домашних условиях для изготовления топлива

Бензин из опилок

Бензин из опилок

Предприниматель из Боханского района готов совершить топливную революцию

Иван Марков, житель села Олонок Боханского района, открыл предприятие по производству инновационного строительного материала, который во всем мире называют «вечным деревом». Экологически чистый материал получают из опилок. С помощью новых технологий, опробованных в Олонках, можно не только утилизировать отходы лесопиления, но и производить бензин.

Иван Марков в прошлом человек военный, окончил ИВВАТУ и академию им. Жуковского в Москве. Кандидат технических наук, в 1987 году защитил диссертацию, читал курс о восстановлении авиационной техники в военном училище. В перестройку, когда в армии началось сокращение, его опыт оказался невостребованным.

В 1995 году предприниматель начал бизнес в сфере лесной отрасли и быстро понял, что торговать круглым лесом невыгодно и неправильно.

Изучив опыт по переработке отходов лесозаготовки и деревообработки, он совместно с компаньонами в 2005 году создал в Олонках новое производство на базе лесоперерабатывающего предприятия. От разворованной пилорамы остались лишь стены и огромные долги.

Предприятие полностью восстановили, разработали собственные технологии, установили новое оборудование по производству древесно-полимерного композита (ДПК).

Инновационный строительный материал – удачный союз дерева и пластика, его еще называют «жидким» или «вечным» деревом. Из него делают террасные напольные покрытия, половую доску, паркет, сайдинг, брус. Композит состоит из трех частей – древесного наполнителя, полимерной связки, технологических добавок и красителей.

Древесно-полимерный композитный профиль с высоким содержанием древесины можно пилить, строгать рубанком, вбивать в него гвозди. Обладая всеми лучшими природными свойствами дерева, экологически чистый ДПК не гниет, не плесневеет и не поддается интенсивному горению.

В прошлом году в России работало лишь пять таких производств, и за ними будущее, – уверен Иван Львович.

– В области производится 25 млн кубов древесины в год. 30–40% от них – отходы: щепа, опилки. Их бросают, в лучшем случае пускают на растопку. Это, по статистике, 10 млн кубометров.

Если переработать хотя бы 50% этого объема по предлагаемым нами технологиям, можно получить в бюджет области дополнительно 3 млрд рублей, – подсчитывает предприниматель.

– При этом будут организованы высокорентабельные производства и новые рабочие места.

На предприятии есть своя подстанция (650 кВт), тепловую энергию здесь получают, перерабатывая отходы и используя котлы с технологией пиролиза.

Имеется порядка 500 кубов лесосеки и полный цикл переработки круглого леса с объемом распиловки 1000 кубов в месяц. Отходы при этом перерабатываются в высоколиквидную продукцию. В месяц в дело идет 300 кубов опилок.

Из них, превращенных в древесно-полимерный композит, делают 2 тыс. кв. м террасной доски.

Оборудование на заводе внушительное – бурильная машина для измельчения древесных отходов, сушильный комплекс сыпучих древесных отходов, мельница. В пиловочном цехе работают две пилорамы – одна распускает бревно, вторая проводит обрезку готовой продукции.

Затем из опилок делают древесную муку, которая после просушки и дальнейшей обработки, добавления полимеров и красителей превращается в холодный гранулят.

Из накопителя она поступает на калибровочный стол, становясь современным строительным материалом, за которым на иркутских рынках идет самая настоящая охота.

Но на лаврах предприниматель почивать не собирается, у него вполне амбициозные планы. Занимаясь производством, Иван Марков продолжает разрабатывать новые проекты по рациональному использованию лесных ресурсов. Несколько лет он работает с Государственным научным центром лесного комплекса России, Сибирской академией наук, Международным фондом биоэнергетики и конструктивной экологии.

– Из отходов лесопиления в Москве на опытной установке ученые получили синтез-газ, метил, метанол и бензин «евро-95». Последний стоит 14,5 рубля за литр. На заправке в Москве его цена – 28 рублей. Давайте задумаемся над этим. Нефть мы когда-то выкачаем, а дерево – ресурс возобновляемый, – говорит Марков.

У себя в Олонках он готов запустить подобную бензиновую установку, но нужны капиталовложения. Цена вопроса – десятки миллионов рублей. И тогда производство бензина из опилок станет реальностью.

Есть у него интересный проект, разработанный совместно с иркутским институтом лесной промышленности.

– Два года назад в институте мы запустили установку по производству модифицированной древесины. Она уникальна, защищена патентом. С ее помощью можно производить брус, который благодаря своей технологии в пять раз прочнее обычного. Это наше ноу-хау. Подобного производства в регионе нет, – делится Иван Львович.

Еще один проект по рациональному освоению лесосырья есть у энергичного предпринимателя. При переработке неликвидной древесины – осины и березы, основную массу планируется пустить на доску для производства мебели.

А отходы можно будет перерабатывать в активированный уголь для пищевой промышленности и очистки воды.

С применением запатентованных технологий специалисты из Олонок могут проводить, например, очистку стоков в Байкальске.

– Мы сможем смонтировать там специальную установку, которая удешевит процесс очистки шламоотвалов. При этом еще будет своя электроэнергия, – говорит предприниматель.

По его словам, даже остановленный много лет назад кирпичный завод в Олонках при помощи новых технологий можно реанимировать, удешевить энергозатратный процесс обжига. На местной глине и по новым технологиям завод способен выпускать по 5–10 млн штук кирпича в год.

Нам также рассказывают, что зарубежные партнеры, ознакомившись с возможностями олонкинских мастеров, предложили апробировать в регионе строительство комплексного модульного жилья.

Иван Марков надеется, что его предприятие станет точкой роста в Усть-Орде, а власти обязательно заинтересуются его планами.

В области производится 25 млн кубов древесины в год. 30–40% от них – отходы. Если переработать хотя бы 50% этого объема по предлагаемым нами технологиям, можно получить в бюджет области дополнительно 3 млрд рублей.

Руководитель администрации Усть-Ордынского Бурятского округа, заместитель губернатораАнатолий Прокопьев:

– Без решения вопросов экономического характера нельзя говорить о развитии территории. Предпринимательство в Усть-Ордынском округе представлено 554 организациями малого бизнеса.

Это предприятия лесозаготовки, производства пищевых продуктов, торговли. На 1 января текущего года на территории зарегистрировано около 2 тыс. индивидуальных предпринимателей. Большая их часть сосредоточена в сельскохозяйственной сфере.

В округе работают 410 КФХ и 45 тыс. личных подсобных хозяйств.

Оказание мер государственной поддержки малым формам хозяйствования на селе идет через реализацию программ.

Так, на федеральном уровне принята программа «Начинающий фермер», работают областные профильные программы по поддержке сельхозтоваропроизводителей.

Мы ставим перед собой задачу – проводить разъяснительную полномасштабную работу с гражданами, чтобы работающие в округе предприниматели входили в указанные программы. Мы также понимаем – необходимо решать вопросы переработки сельхозпродукции.

Вместе с КФХ в УОБО есть крупные предприятия, которые успешно работают и решают социальные проблемы на селе. Например, ООО «Хадайское», чей опыт сегодня востребован. Мы следим за деятельностью таких предприятий, с тем, чтобы оказывать им поддержку, в том числе и консультационного характера.

Наряду с сельхознаправлением, сегодня необходимо отрабатывать вопросы в сфере лесопереработки. Если проехать по территории, можно увидеть, насколько остро стоит проблема переработки отходов лесопиления: захламляются большие участки земли, страдает экология.

Первые шаги в решении проблемы сделаны в Осинском и Боханском районах. Предприниматель из Осинского района Анатолий Ахметчин запустил оборудование для изготовления топливных брикетов и печи для производства древесного угля.

Сейчас производство прочно «встало на ноги» и выпускает уникальный продукт – экологически чистое топливо из материала, который считался бесхозным мусором.

Предприниматель из Олонок Иван Марков из отходов лесопиления изготавливает отделочный материал. Этот проект начал действовать не так давно, но, я думаю, у него есть хорошие перспективы. Безусловно, такие идеи надо поддерживать.

Главная

Источник: http://legkoe-delo.ru/remont-avtomobilya/avto/83216-benzin-iz-opilok

Пиролиз древесины: описание процесса, сырье, состав газа

Большую часть древесины составляют органические соединения.

Под воздействием высоких температур в условиях вакуума или минимального притока воздуха они распадаются на твердые, полужидкие и газообразные составляющие.

Этот процесс называют сухой перегонкой, смолокурением, пиролизом. Он отличается от горения большей сохранностью разлагаемых компонентов. Химические реакции проходят очень быстро и без образования пламени и дыма.

Технология перегонки появилась в XII веке. Тогда в качестве сырья использовались сосновые и другие хвойные породы. Из них добывали смолу для пропитки деревянных частей судов и канатов, древесный уголь. В XIX веке с помощью деструкции углеродсодержащей массы стали получать уксусную кислоту.

Суть процесса

Обычное горение древесины с участием кислорода приводит к воспламенению и испарению выделяющихся газов, полному разрушению твердых составляющих, превращению их в дым, копоть, золу и пепел. Температура пламени при этом достигает 1000°С. Пиролиз — тоже термодеструкция.

Результат этого процесса — образование продуктов распада лигнина, целлюлозы и гемицеллюлозы. Сухая перегонка осуществляется в замкнутом пространстве при постоянной температуре в 250–450°С, образующиеся газы и жидкие выделяемые компоненты сразу отводятся и охлаждаются. Процесс сопровождается большой отдачей тепла, но дым и копоть не образуются.

Полученные остатки затем можно использовать в промышленных целях или домашнем хозяйстве.

Заготовка сырья

В качестве исходного материала применяют малопригодную для других нужд древесину, отходы производства, в том числе опилки. Принято выделять несколько групп сырья:

  • твердолиственные: бук, береза, ильм, дуб, граб, клен, ясень;
  • мягколиственные: липа, ольха, осина, тополь;
  • хвойные: лиственница, сосна, кедр, пихта, ель.

Существует строгий производственный регламент, согласно которому все поступающие на перерабатывающие заводы лесоматериалы распиливаются, нарезаются и собираются в кучи определенной ширины и высоты на специальных складах. Их размещают на ровных участках, обеспечивают доступ воздуха и освещения.

Подготовка к пиролизу предполагает предварительное высушивание. Этот процесс может быть затруднен, особенно в случае работы с массивом осины или тополя, которые при повышенной сырости склонны к поражению грибком и развитию гниения.

Сушка производится на проветриваемой территории складов естественным образом. Для ускорения процесса материал раскалывают на мелкие отрезки. Подходящей для дальнейшей обработки считается древесина воздушно-сухого состояния: около 12–15%.

Иногда применяют быструю сушку: массив измельчают, помещают в печи или обдают сухим горячим воздухом.

Оборудование

Разложение древесины осуществляется в ретортных печах. Корпуса — цилиндрические емкости, сваренные из металла. Толщина их стенок — около 15 мм. Наверху находится загрузочное отверстие, внутри — решетки для размещения сырья, система подачи теплоносителей, отведения и охлаждения выделяемых жидких продуктов, газов и древесного угля, внизу — порт выгрузки получаемых компонентов.

Промышленное оборудование имеет различные размеры. Чаще используют большие печи, камеры сгорания которых около 2–2,5 м в диаметре. Применяют следующие системы разогрева:

  • наружная: металлические стенки реторты раскаляются, запуская процесс разложения древесины;
  • внутренняя подача тепла: температура поддерживается смесью выделяемых газов, их КПД обычно в несколько раз ниже, чем у нагреваемых извне.

Оборудование бывает непрерывного, полунепрерывного и периодического действия. В первом случае все этапы цикла происходят одновременно.

Когда очередная партия древесины поступает внутрь, из выходного отверстия выгружают готовый уголь. У полунепрерывных устройств процесс упорядочен. Сначала полную обработку проходит первая партия сырья, после выгрузки поступает следующая.

Читайте также:  Вторичная пленка стрейч, пвд, пнд: мульча из вторички, технические особенности, технология производства полиэтиленовых материалов

Вид оборудования влияет на скорость, с которой происходит разложение древесины.

Существуют котлы, сходные с промышленными, но более компактные. Они предназначены для пиролиза в небольших масштабах.

На результат перегонки влияют условия, в которых происходит процесс, и состояние поступающего материала.

Процесс перегонки

Если загружаемая партия древесины недостаточно сухая, после измельчения ее сушат в закрытой камере при температуре 130°С. Этот этап самый энергоемкий, т. к. требует обязательного внешнего источника тепла. Испарение влаги сопровождается первичным распадом некоторых компонентов древесины.

Дальнейшее нагревание до 155–200°С приводит к началу выделения и испарения газообразных веществ.

Непосредственное разложение всей массы материала происходит при последующем нагреве до 280–420°С. При этом выделяются и отводятся смолы, уксусная кислота, карбонильные соединения. В это же время образуется древесный уголь.

Финальный этап — прокаливание. Температура внутри реторты поднимается до 500°С и выше. Из древесного остатка удаляются тяжелые смолы, углеродистые соединения. Затем продукты охлаждают и выгружают из камеры.

Количество получаемого материала, скорость процесса и затраты энергии зависят от вида и размера кусков древесины, систем оборудования. Быстрый пиролиз с использованием внешних источников тепла приводит к получению большего количества угля и высокой его чистоте при относительно небольших затратах энергии.

Продукты пиролиза

Главные составляющие, ради которых осуществляют перегонку древесины, — уголь и уксусная кислота.

Уголь

Количество получаемого твердого остатка зависит от породы дерева. У твердолиственных бука и березы выход составляет около 25% от первичного материала. У хвойных пород он несколько выше. Меньше всего угля дают мягколиственные растения. Пиролиз опилок позволяет получать угольную муку. При этом выше выход жидкого остатка.

Качественный уголь не имеет трещин, бурого или белесого налета, горит без дыма. Бракованный продукт получается при нарушении технологии пиролиза: недостаточная температура, проникновение воздуха в печи.

Древесный уголь — экологичный и доступный вид топлива, который используется для промышленных и бытовых печей, домашних каминов.

Он выделяет большое количество тепла, при сгорании практически не образует побочных продуктов и запаха, имеет низкую себестоимость.

Уголь применяют в металлургической отрасли, сельском хозяйстве, для производства фильтров, пластмассы, красителей, стекла, медицинских препаратов.

Конденсат

Жидкие продукты пиролиза, или конденсат, содержат смолистые соединения, называемые жижкой. Количество ее достигает 50% от всего остатка и зависит от породы и влажности древесины, вида пиролиза.

В состав жижки входят кетоны, смолы, альдегиды, спирты, сложные эфиры, вода.

В результате многоэтапных реакций из нее образуется уксусная кислота — соединение, используемое в химической, текстильной, фармацевтической, косметологической, пищевой отраслях.

Из жижки получают муравьиную и масляную кислоты, ацетон, метиловый и изопропиловый спирты, формальдегид, смолы.

Газы

Газообразные соединения, выделяющиеся в результате перегонки, образуются в количестве 20–25%. В состав пиролизных газов входят:

  • CO: 40–50%;
  • CO2: 28–38%;
  • CH4: 8–20%;
  • H2: 1–2%;
  • углеродные примеси: около 1%.

В среднем во время сухой перегонки 1м³ древесины выделяется около 70–80 м³ газообразных соединений.

Перегонка древесины в домашних условиях

Выполнить пиролиз древесины или ее отходов можно и в домашних условиях. При этом удастся получить только уголь.

В качестве реторты используют металлические бочки большого объема. Нельзя брать емкости из-под химикатов. Необходим чистый контейнер с несколькими маленькими отверстиями для выведения газов.

Вначале готовят платформу:

  1. На землю кладут большой лист железа.
  2. Устанавливают на ребро несколько огнеупорных кирпичей, между которыми раскладывают дрова.
  3. Разводят костер.

Бочку наполняют высушенной нарубленной древесиной, герметично закрывают. После этого ее устанавливают на платформу с костром. Когда емкость раскалится и начнется окисление, из отверстий пойдет газ. Процесс может занять несколько часов.

Когда выход газа прекратится, бочку в течение 30 минут оставляют на костре. После остывания снимают крышку и достают готовый древесный уголь. Его можно использовать для растопки бань, домашних печек, каминов. После перегонки опилок полученную муку добавляют в садовый грунт, используют для обработки срезов растений.

Источник: https://derevo-s.ru/material/zashita/piroliz-drevesiny

Биотопливо из леса

Растёт спрос на биотоплива – горючие жидкости, изготовленные из возобновляемых биологических ресурсов. Один из них – древесина. Можно ли из древесины получать топливо, не уступающее нефтяному?

Первое, что нужно уяснить – это то, что именно бензина или керосина из дерева сделать нельзя. Оно не поддаётся разложению на углеводороды с прямой цепью, из которых главным образом состоят нефтепродукты. Однако это не означает, что из него нельзя получать вещества, способные заменить нефтепродукты.

Некоторые любят табуретовку

Первый в списке, конечно же, спирт. Из древесины можно получать два различных вида спирта. Первый, который так и называется древесным – по-научному метиловый спирт. Это вещество очень похоже на привычный этиловый спирт, как по горючести, так и по запаху и вкусу.

Однако метиловый спирт отличается тем, что весьма ядовит, и приём его внутрь может привести к смертельному отравлению.

Вместе с тем он является высококачественным моторным топливом, его октановое число даже выше, чем у этилового спирта, и намного выше, чем у обыкновенного бензина.

Технология получения метилового спирта из древесины очень проста. Он получается путём сухой перегонки, или пиролиза.

Точнее, он является одной из составных частей жижки – смеси кислородсодержащих органических веществ, отделяющихся от свежевыгнанной древесной смолы.

Однако выход полученного таким образом спирта слишком мал, чтобы он мог использоваться в качестве топлива. Это делает подобную технологию получения топлива бесперспективной.

Однако из древесины можно получить и этиловый спирт, в намного больших количествах. Этот спирт – так называемый гидролизный – получается при разложении целлюлозы, основного компонента древесины, с помощью серной кислоты.

Вернее, при разложении целлюлозы получаются сахара, которые в свою очередь могут быть переработаны в спирт обычным путём.

Этот способ получения этилового спирта весьма распространён в промышленности, именно гидролизным способом получают практически весь технический спирт, применяемый в непищевых целях.

Этиловый спирт может быть использован как непосредственно вместо бензина, так и в качестве присадки к бензину. Путём таких присадок получаются различные сорта биотоплива, популярные, в частности, в таких странах, как Бразилия.

Получение этилового спирта путём гидролиза древесины экономически несколько менее выгодно, чем получение его из различных сельскохозяйственных культур.

Однако выгодной стороной такого способа получения биотоплива является то, что он не требует отведения сельскохозяйственных площадей под «топливные» культуры, не дающие пищевых продуктов, а позволяет использовать для его производства территории, задействованные в лесном хозяйстве. Это делает получение биотопливного этанола из древесины достаточно практичной технологией.

И терпентин на что-нибудь полезен

Недостатком этанола как топлива является его низкая теплота сгорания. При использовании в двигателях в чистом виде он даёт или меньшую мощность, или больший расход, чем бензин. Решить эту проблему помогает смешивание спирта с веществами с высокой теплотой сгорания. И не обязательно это продукты из нефти: в качестве такой присадки вполне годится скипидар, или терпентин.

Скипидар – тоже продукт переработки древесины, а если конкретно — хвойной: сосен, елей, лиственниц и других. Он достаточно широко применяется как растворитель, а наиболее очищенные его сорта находят применение в медицине.

Однако лесоперерабатывающая промышленность в качестве побочного продукта производит большое количество так называемого сульфатного скипидара – низшего сорта, содержащего ядовитые примеси, не только неприменимого в медицине, но и находит весьма ограниченное применение в химической и лакокрасочной промышленности.

Вместе с тем скипидар из всех продуктов переработки древесины более всего похож на нефтепродукт, точнее – на керосин.

Он отличается весьма высокой теплотой сгорания, может использоваться как горючее в керосиновых примусах, лампах, керогазах.

Пригоден он и в качестве моторного топлива, правда, непродолжительное время: если его заливать в баки в чистом виде, двигатели вскоре выходят из строя из-за засмоления.

Однако скипидар можно использовать в качестве топлива не в чистом виде, а в качестве присадки к этанолу. Такая присадка не сильно снижает октановое число этилового спирта, но повышает теплоту его сгорания.

Ещё одна положительная сторона такой технологии изготовления биотоплива в том, что скипидар денатурирует спирт, делает его непригодным для употребления внутрь в качестве алкоголя.

А социальные последствия широкого внедрения неденатурированного спирта в качестве топлива могут стать весьма тяжелыми.

Лигниновые отходы – в доходы!

Такой компонент древесины, как лигнин, считается малополезным. Его применение в промышленности значительно менее широкое, нежели у целлюлозы.

Несмотря на то, что он находит применение в производстве строительных материалов и в химической промышленности, чаще его просто сжигают прямо на лесохимпроизводстве.

Однако, как выясняется, при пиролизе лигнина можно получить более разнообразные продукты, чем при пиролизе целлюлозы.

Лигнин состоит главным образом из ароматических циклов и коротких прямых углеводородных цепей. Соответственно, при его пиролизе получаются преимущественно углеводороды.

Однако, в зависимости от технологии пиролиза, можно получать как продукт с высоким содержанием фенола и родственных ему веществ, так и жидкость, напоминающую нефтепродукты.

Эта жидкость также пригодна в качестве присадки к этиловому спирту для получения биотоплива.

Разработаны технологии и установки для пиролиза, которые могут потреблять как лигнин из отвалов, так и неразделённые на лигнин и целлюлозу отходы древесины. Более высокие результаты получаются при смешивании лигнина или древесных отходов с мусором, состоящим из выброшенного пластика или резины: пиролизная жидкость получается более нефтеподобной.

Мирный атом и опилки

Ещё одна технология получения биотоплива из древесины разработана совсем недавно российскими учёными. Она относится к области радиохимии, то есть химических процессов, протекающих под воздействием радиоактивного излучения. В опытах учёных из ИФХЭ им.

Фрумкина опилки и другие отходы древесины подвергались одновременному воздействию сильного бета-излучения и сухой перегонки, причём нагревание древесины проводилось именно с помощью сверхсильной радиации.

Удивительно, но под воздействием радиации состав продуктов, получаемых при пиролизе, изменился.

В пиролизной жидкости, полученной «радиоактивным» способом, было обнаружено высокое содержание алканов и циклоалканов, то есть углеводородов, содержащихся главным образом в нефти. Эта жидкость получилась значительно легче нефти, сравнимой, скорее, с газоконденсатом.

Причём экспертиза подтвердила пригодность этой жидкости для использования в качестве моторного топлива или переработки в высококачественные топлива, такие, как автомобильный бензин.

Думаем, что это не заслуживает особого упоминания, но проясним ради успокоения страхов радиофобов: бета-излучение не способно вызывать наведённую радиоактивность, поэтому топливо, получаемое этим способом, безопасно и не проявляет радиоактивных свойств само.

Что пускать в переработку

Понятно, что предпочтительнее использовать для производства биотоплива не цельные стволы деревьев, а отходы переработки древесины, такие, как опилки, щепу, веточки, кору, да и тот же лигнин, который идёт в отвалы и печи.

Выход этих отходов с гектара поваленного леса, конечно же, ниже, чем древесины в целом, но не следует забывать, что они получаются в качестве побочного продукта в производственных процессах, которые уже идут на многих предприятиях страны, соответственно, отходы производства дешевы и для их получения не нужно вырубать или засаживать под вырубку дополнительные площади леса.

Читайте также:  Самодельный снегоуборщик: как сделать своими руками снегоуборочную машину - роторную или шнекороторную

В любом случае, древесина является ресурсом возобновляемым. Способы восстановления лесных площадей давно известны, а во многих регионах страны наблюдается даже и неконтролируемое зарастание лесом заброшенных сельскохозяйственных земель.

Так или иначе, Российская Федерация не относится к странам, где к сбережению леса следует относиться со всем тщанием; площадей нашего леса и его потенциала к самовосстановлению вполне достаточно, чтобы загрузить полностью и лесоперерабатывающую промышленность, и производство биотоплив, и многие другие производства.

Источник: http://wood-prom.ru/analitika/biotoplivo-iz-lesa

Полезная деструкция |

Современные установки пиролиза древесных опилок российского производства могут давать до 340 м3 синтез-газа калорийностью 6000–9000 ккал/м3. В процессе когенерации электроэнергии это позволяет получать до 1,1 МВт/ч электрической энергии и 1,3 МВт/ч тепла.

Еще несколько лет назад оборудование для пиролиза опилок было способно производить горючий газ калорийностью всего 1200 ккал/м3 и с низкой степенью чистоты: содержание азота составляло 55–60%.

Этот газ можно было применять лишь в узкоспециализированных ГПУ (газовых поршневых установках) для когенерации малого объема электрической энергии. Идея была реализована в так называемых мини-ТЭЦ — комбинации пиролизной установки и генератора. Такое оборудование выпускается в США, Европе и Китае.

Ценный компонент

Именно газ, который получается при деструкции древесных отходов, в свое время стал главным ориентиром для разработчиков усовершенствованных технологий пиролиза древесины.

Начиная с середины прошлого века их усилия были направлены на то, чтобы увеличить процент выхода синтез-газа и повысить его калорийность.

Очищенный «древесный» газ кое-где применялся взамен бензина в лесовозных автомобилях: на них устанавливали небольшие газогенераторы с упрощенной системой очистки газа.

В России исследования в этом направлении весьма активно велись в 1950–60-е годы. Перед учеными ставилась задача обеспечить леспромхозы и лесные поселки электроэнергией и теплом за счет утилизации отходов заготовки и переработки леса. Но дешевое электричество, которое вырабатывалось в стране в избытке другими способами, сделало вопрос неактуальным.

Тему убрали в дальний ящик до 2000-х, когда рост цен на нефть спровоцировал повышение интереса в некоторых странах к получению газа из древесного сырья (газификации древесины).

Зарубежная промышленность начала производить дизельные агрегаты, использующие низкокалорийный синтез-газ.

Но основное назначение сингаза сегодня — работа в нагревательных котлах систем отопления и горячего водоснабжения.

В режиме реактора

Существенный рост производительности пиролизных установок объясняется изменением технологии деструкции древесины. Если в прежних версиях оборудования процесс шел при ограниченном доступе кислорода, а сырье использовалось с высокой влажностью, то сегодня многие производители предлагают раскладывать на составляющие древесные и другие отходы по-другому.

Современная методика быстрого (высокоскоростного) пиролиза предполагает работу в режиме реактора при отсутствии кислорода и высокой температуре (870–950 °С), которая поднимается до нужного значения всего за несколько секунд.

Это дает возможность из единицы массы сырья получить максимальный выход продукта: синтез-газа с высокой калорийностью, синтетической нефти и ВУМ.

Технология применяется также для переработки других органических веществ: полимеров, растительности, сланцев, торфа, бытовых отходов и других.

Перед деструкцией опилки требуется измельчить до фрагментов длиной в один-три миллиметра — в специальных мельницах. Затем сырье высушивается до влажности 2% и подается в реактор быстрого пиролиза.

Существуют установки для быстрого пиролиза, которые самостоятельно выпаривают влагу из опилок, то есть сушить их предварительно не нужно.

В этом случае эффект термоудара приводит к «взрывному» вскипанию жидкостей низкомолекулярной структуры. Образуется много горячего водяного пара, который можно использовать в системах отопления.

А исключение этапа сушки сырья позволяет сэкономить до 30% электроэнергии.

Процент влажности

Из одного килограмма опилок в современных установках быстрого пиролиза получается от 0,4 до 2 кубометров синтез-газа. Оборудование московской компании «Цивилизация», например, способно перерабатывать 10 миллионов тонн опилок в год и производить от 4 млн м3 до 10 млн м3 пиролизного газа.

«Разбег» цифр объясняется просто: выход продукта всегда зависит от влажности исходного сырья. Чем она выше, тем больше веса уйдет в пар при высушивании опилок. При влажности 70% одна тонна древесных отходов содержит всего 300 килограммов полезного сырья.

Отходы столярного или мебельного производства с влажностью 8–10% дают намного больше энергоносителей с тонны. Самый распространенный сырьевой источник для пиролиза — отходы «деловой древесины», влажность которых 22–30%.

Быстрая окупаемость

Производитель уверяет: если сырье находится рядом с установкой, себестоимость «куба» синтез-газа составляет около 10 копеек. Электроэнергия, получающаяся при его сжигании, обходится в 45 копеек за 1 кВт/ч. Для сравнения: цена магистрального природного газа во многих регионах России — 5 руб/м3. Выгода очевидна.

Как утверждает один из российских поставщиков, оборудование для пиролиза древесины может окупиться очень быстро — за два с половиной года. При этом выручка от реализации ВУМ и синтетической нефти не учитывается, но увеличивает экономическую эффективность работы установки.

Хотя древесная «нефть» вполне может быть основным продуктом производства. В США, в штате Орегон действует завод, выпускающий такое синтетическое топливо. Из одной тонны сырья, влажностью не более 4% термохимической обработкой здесь получают до 300 килограммов «нефти».

Нюансы логистики

Однако конечная цена синтез-газа из опилок складывается из нескольких составляющих, в том числе транспортных затрат. И может быть в десятки раз выше минимального значения.

Чем ближе находится установка к месту непосредственного «образования» опилок, тем выгоднее заниматься их пиролизом.

Другими словами, поставив линию на лесопильном заводе или прямо на делянке в лесу, можно «гнать» дешевое топливо и направлять его на собственные нужды предприятия или же продавать.

Впрочем, если бы ларчик открывался так просто, наверное, пиролиз опилок уже давно применялся бы повсеместно и покрывал бы солидную часть энергозатрат «производителей» древесных отходов. Но этого пока не происходит.

Денежная составляющая

Есть мнение, что проблема заключается в нехватке на рынке адекватных предложений оборудования.

Однако другие специалисты утверждают, что экономичные, практически «бюджетные», варианты сегодня есть. Но даже они оказываются для отечественных потребителей слишком дорогими.

Компактный универсал

Возможно, сделать пиролиз древесных отходов более популярным методом получения энергоносителей могло бы увеличение линейки компактного оборудования универсального типа.

Сегодня быстрый пиролиз древесины и других видов отходов называют самым эффективным методом утилизации органического сырья. И великолепной альтернативой традиционным видам топлива.

Основа такой уверенности — экологичность метода, а также наличие неисчерпаемого, постоянно возобновляемого источника сырья — леса.

При работе пиролизной установки отсутствуют вредные выбросы в атмосферу, и работает она практически бесшумно.

Справка

В процессе пиролиза — сухой перегонки древесины без доступа воздуха при высокой температуре (от 450 °С и выше) дерево распадается на отдельные молекулярные вещества. В результате образуется несколько продуктов.

Первый — смесь газов, называемая синтез-газ (сингаз): диоксид углерода CO2 , оксид углерода CO, водород H2 , метан CH4 , другие углеводороды. Точный состав сингаза определяется породой древесины, температурой пиролиза, скоростью и способом нагрева.

Второй продукт пиролиза — жидкие примеси (жижка), из которых выделяется синтетическая нефть, небольшое количество уксусной кислоты и других веществ.

Третий — остаточная «зола» с большим содержанием углерода, ВУМ — высокоуглеродистого вещества со значительной долей кремния (SiO2) и углерода. Более привычное название ВУМ — древесный уголь.

теги

Источник: https://lesks.ru/2015/06/poleznaya-destruktsiya/

Вторая жизнь отходов, или биотопливо в домашних условиях

Сегодня люди все чаще задаются вопросом, какое топливо будет экономичнее и возможно ли его получить в домашних условиях, потому что цены на энергоресурсы растут с каждым днем.

А ведь можно производить топливо самостоятельно. Если у вас имеется все необходимое, и вы достаточно владеете информацией, то вы сможете своими руками получить биотопливо в домашних условиях.

Отходы – естественное сырье для производства топлива.

Основные узлы производства биотоплива

Энергия из отходов

Итак, давайте поговорим о решении данной проблемы, то есть, как получить биотопливо. Способов, а также средств для этого очень много. Например, биотопливо самостоятельно можно сделать из:

  • растительных масел (рапсового, подсолнечного, льняного и др.);
  • навоза;
  • сахарного тростника;
  • кукурузы;
  • всевозможных отходов;
  • водорослей.

Такие виды топлива как: биодизель, биогаз и биоэтанол чаще всего используются в энергетике.

Биотопливо также можно получать при помощи водорослей, которые разводят в искусственных водоемах. Сельскохозяйственные культуры на таком грунте не растут. Когда водоросли растут, в них повышается уровень жиров и биомасла благодаря природному фотосинтезу, это делает их похожими на нефть.

Для выращивания водорослей, необходим ультрафиолет, вода, углекислый газ. Когда водоросли растут, они снижают объем парниковых газов, так как поглощают углекислый газ. Водоросли выделяют больше биотоплива, чем сельскохозяйственные культуры.

Концепт биореактора Bio-Grow — устройство, которое позволяет производить биотопливо прямо в домашних условиях из зеленых водорослей

На сегодня известно несколько способов добычи биотоплива.

Биомассой могут быть куски древесины, солома и прочее. Из них делают дизельное топливо без серы и других примесей.

Помимо всего прочего, биодизельное топливо, когда сгорает, восстанавливает в атмосфере тот объем углекислого газа, который растения поглотили при своем росте.

Во время отработки растительного масла, помимо топлива, получают глицерин и сульфат калия. В биодизеле почти нет серы и бензола. Разложение этого топлива не вредит окружающей среде, выхлопных газов меньше, в отличие от обычного дизельного топлива. Растительное топливо легко воспламеняется. При переработке масла получают глицерин, сульфат натрия.

В скором будущем планируется постройка завода по переработке древесных опилок и добычи чистой биосолярки.

Во время процесса синтеза из каменного угля получают синтетическое топливо. Дрова после сгорания, высокой влажности и без необходимого количества кислорода выделяют пиролизный газ. Топливо из древесных отходов во время горения не выделяет углекислый газ. В синтетическом дизтопливе нет серы.

Из отходов жизнедеятельности человека и животных также можно получить биотопливо. Это может быть навоз крупного и мелкого рогатого скота, лошадей, свиней, помет домашней птицы, стоки канализаций, жом от свеклы, барда после получения спирта и многое-многое другое. Получение энергии, на самом деле, просто, потому что в домашних условиях мы имеем все необходимое для этого.

Все выше перечисленные отходы, как все органическое, с течением времени начинают бродить благодаря распространению бактерий. В процессе брожения навоза и других отходов выделяется биогаз, который можно применять, как и природный. То есть биогаз, как и обычный природный газ, можно применять для отопления, для использования электроэнергии, для заправки машины.

https://www.youtube.com/watch?v=lOHzF8EL0VI

После процесса брожения полученная масса позволяет нам получить экологически чистое жидкое и твердое удобрение своими руками, которое прекрасно подходит для применения в сельском хозяйстве. Урожайность при этом существенно увеличивается.

Читайте также:  Стеклопластик: изделия, виды, в частности рулонный и листовой, его цена, плотность, технические характеристики, свойства, прочность, применение в строительстве

Дизельное биотопливо уже применяется во многих странах Европы. В Сингапуре строится крупнейший в мире завод дизельного биотоплива. Помимо этого, есть предпосылки, что скоро такой вид топлива поступит на рынки и жители других стран смогут оценить его достоинства.

В интернете есть много видеоинструкций, которые рассказывают, как в домашних условиях получить биотопливо. На этих видео вы можете наглядно увидеть, как можно использовать экологически чистое сырье без ущерба окружающей среде и насколько оно качественно по сравнению с привычными видами топлива.

Можно долго рассказывать о других вариантах производства биотоплива в домашних условиях и их плюсах. В нынешнее нелегкое (со стороны и экологии, и экономики) время этот вопрос остается очень актуальным.

Источник: http://energomir.biz/alternativnaya-energetika/biotoplivo/biotoplivo-v-domashnix-usloviyax.html

Пиролиз древесины: понятие и продукты

Пиролиз древесины (сухая перегонка древесины) это разложение древесины при ее нагревании до температуры 450 °C без доступа кислорода. В результате данного процесса образуются газообразные и жидкие (в том числе древесная смола смолы) продукты, а также твердый остаток — древесный уголь.

Технология и процесс пиролиза древесины это один из первых технологических химических процессов, известных человечеству. Начиная с середины XII века, данную технологию широко использовали в нашей стране для выработки сосновой смолы (которая использовалась для пропитки канатов и просмолки деревянных судов). Данный промысел тогда носил название смолокурение.

Когда начала развиваться металлургия, возник другой промысел, который также был основан на сухой пиролизе древесины, — углежжение. В данном случае конечным продуктом пиролиза был древесный уголь.

Начало распространения промышленного применения пиролиза древесины можно считать XIX век.

Главным продуктом пиролиза тогда была уксусная кислота, а в качестве сырья использовалась только древесина лиственных пород.

В основе процесса пиролиза древесины лежат различные свободнорадикальные реакции термодеструкции целлюлозы, лигнина и гемицеллюлоз, протекающие при температурах от 200 до 400°C. Пиролиз древесины это экзотермический процесс, при котором образуется довольно большое количество теплоты (около 1150кДж/кг).

Технологическая схема пиролиза древесины включает в себя следующие этапы:

  • разделка древесного сырья на куски
  • сушка разделанной древесины
  • непосредственно пиролиз
  • охлаждение и стабилизация угля (для предотвращения самовозгорания);
  • полная конденсация паров летучих продуктов.

Самой продолжительной и энергоемкой стадией из всех перечисленных выше является сушка древесины до влажности 15%.

Продукты пиролиза древесины

В настоящее время для осуществления процесса пиролиза древесины обычно применяют лиственные породы, но иногда (главным образом во время комплексной переработки сырья) используют и древесину хвойных пород. Современные технологии пиролиза позволяют получить из древесины березы:

  • древесный уголь — 24-25% древесного угля,
  • жидкие отходы (так называемая жижка) — 50-55%
  • газообразные продукты — 22-23%

Чем больше будет размер взятых для пиролиза кусков древесины, тем крупнее получится твердый остаток. Полученный в результате пиролиза древесный уголь после процедуры сортировки по размеру кусков направляется непосредственно потребителю, либо на переработку.

При переработке жижки, полученной в результате пиролиза, отстаивается древесная смола (которой примерно 7-10%) и одновременно с этим протекают многочисленные превращения компонентов.

Из смолы можно выделить широкий ассортимент ценных продуктов. Как правило, из жижки выделяют уксусную кислоту.

Ее как правило извлекают из жижки экстракцией, и затем, путем ректификации и тщательной химической очистки перерабатывают в готовый к реализации пищевой продукт.

Газообразные продукты пиролиза древесины (неконденсирующиеся газы) включают в себя:

  • диоксид углерода CO2 (примерно 45-55%)
  • оксид углерода CO (28-32%)
  • водород H2 (1-2%)
  • метан CH4 (8-21%)
  • другие углеводороды (1,5-3,0%).

Состав газообразных продуктов пиролиза древесины зависит от температуры пиролиза, скорости и от способа нагрева. Теплота сгорания газообразных продуктов колеблется в диапазоне величин от 3,05 до 15,2 МДж/м³. Все перечисленные выше факторы, а также порода древесины, ее качество и влажность определяют конечный выход продуктов пиролиза.

С увеличением температуры возрастает выход древесной смолы и газообразных продуктов, но снижается выход древесного угля, спиртовых продуктов и уксусной кислоты. Уголь в результате увеличения температуры образуется с более высоким процентным содержанием углерода. Средний выход главных продуктов пиролиза древесины составляет (из расчета на сухую древесину):

  • древесный уголь — 23-24%
  • древесная смола — 10-14%
  • уксусная кислота — 5-7%

Техника пиролиза древесины достаточно разнообразна, однако большинство используемых в мировой практике устройств безнадежно устарело и не отвечает всем современным требованиям.

Кроме этого, необходимость в пиролизе древесины постоянно падает, поскольку уничтожать такое экологически чистое сырье достаточно расточительно.

Однако, технология пиролиза древесных опилок начинает пользоваться все большей популярностью.

Пиролиз древесных опилок

Пиролиз древесных опилок является наиболее выгодным способом утилизации древесных отходов. Благодаря данной технологии, отходы деревообрабатывающей промышленности можно не везти на полигон отходов для захоронения, а использовать для выработки тепло и электроэнергии.

В последние годы подобное использование древесных отходов начало рассматриваться как великолепная альтернатива традиционным видам топлива. Все это напрямую связано с тем, что древесные опилки в качестве топлива обладают рядом преимуществ:

  • они относятся к возобновляемым источникам тепловой энергии
  • являются абсолютно CO2-нейтральными
  • в составе опилок практически нет серы
  • существует возможность сжигать влажные отходы (содержащие до 55 — 60% влаги)
  • коррозионная агрессивность дымовых газов довольно низка
  • низкая, в сравнении с ископаемым топливом, цена сырья

Использование древесных отходов в качестве топлива не только гораздо меньше вредит окружающей среде, а еще и служит источником экономии средств.

Этот путь экономии невосстанавливаемых природных ресурсов способен позволить России приблизиться к более развитым странам по такому показателю как удельная энергоемкость промышленного производства, что делает его крайне привлекательным.

И все это ведет к тому, что технологии пиролиза древесных опилок в последние годы постоянно развиваются и совершенствуются.

  • к статье

Содержимое второго блока

Источник: https://ztbo.ru/o-tbo/stati/piroliz/piroliz-drevesini-ponyatie-i-produkti

Порядок изготовления брикетов из опилок в домашних условиях

Топливные брикеты, или евродрова, являются сегодня одним из альтернативных видов твердого топлива. Сырье, из которого они производятся, — доступный, натуральный и экологически чистый материал. Изготовление брикетов из опилок, предназначенных для отопления котлов, каминов и печей, можно организовать в домашних условиях.

Читать подробнее: топливные брикеты для топки печей.

Описание, состав и особенности

Поленья из спрессованных древесных частиц называются брикетами из опилок. Они бывают различной формы, но эта особенность не влияет на их теплотворную способность. Режим горения у брикетов такой же, как у угля или дров: топливо нагревается, разлагается на пиролизные газы, смешивается с кислородом и воспламеняется.

Брикетное топливо имеет ряд преимуществ:

  • по сравнению с дровами, обладает повышенной теплоотдачей, уступая лишь каменному углю;
  • за счет пониженной влажности обеспечивает высокую температуру горения;
  • образует небольшое количество золы;
  • горит ровным пламенем без искр и треска;
  • дает минимальный выброс углекислого газа;
  • при сгорании отсутствует копоть;
  • процесс горения одной закладки топлива происходит дольше (по сравнению с дровами);
  • не содержит вредных элементов для здоровья.

Евродрова обладают и некоторыми недостатками. Во-первых, они боятся влаги, поэтому требуют для хранения сухие склады и дровяники. Во-вторых, их нельзя подвергать сильным механическим воздействиям.

В-третьих, с изготовлением топливных брикетов в домашних условиях могут возникнуть сложности из-за покупки оборудования, которое стоит дорого, но при его наличии и при доступе к бесплатным опилкам наладить производство можно будет даже в гараже.

Технология изготовления брикетов

Сырьем для производства топливных брикетов являются отходы деревообработки — опилки, основным поставщиком которых является пилорама.

Породы дерева не имеют значения, а вот влажность сырья должна составлять не более 12%, размер — до 6 мм. Подгнившей древесины не должно быть более 5% от всей массы отходов.

Сначала опилки сортируют для исключения крупных кусков древесины, после чего они подаются в дробилку, а затем — на доизмельчение, где им придается нужный размер.

Измельченные опилки подаются в теплогенератор и смешиваются с топочными газами, затем — на сушильный барабан. Оттуда брикетная масса поступает в циклон, в котором сухие отходы отделяются от газов и оседают на дно. Далее материал поступает на конвейер и прессы или экструдеры для создания необходимого давления. Брикеты из опилок для топки делаются двумя способами:

  • создание с помощью гидравлического пресса;
  • методом экструзии.

Экструзионный способ заключается в том, что сырье засыпается в приемный бункер устройства и переходит в сужающийся рабочий канал, где происходит его сильное сжатие при помощи пресса. В результате получаются дрова из опилок в виде шестигранника. Пройдя термическую обработку, они обрезаются по одному размеру специальным ножом.

При той и другой технологии получение евродров идет путем сильного сдавливания древесных отходов, вследствие чего из них выделяется лигнин — связующее вещество.

От сильного сжатия сырье нагревается, в результате чего формируются прямоугольные поленья. Брикет вследствие высокого давления нагревается так сильно, что немного обугливается.

В некоторых случаях после пресса заготовки отправляются в печь для еще большей термической обработки.

Топливо своими руками

Было бы нереально подумать, что кто-нибудь возьмется купить такой мощнейший агрегат для домашнего использования. Применить методику получения лигнина дома не удастся. Но некоторые мастера научились использовать другие связующие материалы. Для того чтобы начать самостоятельное изготовление дров из опилок своими руками, следует учесть следующее:

  1. Брикет, изготовленный в кустарных условиях, по своему качеству значительно уступает заводскому.
  2. Подготовка и прессование опилок требует много времени и физических сил.
  3. Необходимо большое теплое помещение, на которое потребуется много топлива.
  4. Любое усовершенствование оборудования увеличивает себестоимость продукта.

Таким образом, подумав, сколько сил, времени и финансов потребуется на домашнее производство брикетного топлива, многие предпочтут обыкновенные дрова или уголь.

Чтобы начать изготовление брикетов из опилок своими руками, необязательно покупать дорогое оборудование.

Домашние умельцы придумали готовить брикеты для отопления из разных горючих материалов: из бумаги, соломы, картона, листьев и др.

Чтобы сделать евродрова своими руками, нужно опилки опустить в воду, положить туда глину в пропорции 1:10, размешать, добавить обойный клей или размоченный картон. Эту смесь следует залить в форму и как можно сильнее сжать руками. Затем фигуры достать из формы и разложить на солнце для просушки.

Для быстрого брикетирования можно каждую фигуру обложить бумагой или тряпками. Что касается самодельных прессовальных станков, то их обычно изготавливают в трех вариантах:

  • с ручным приводом;
  • с домкратами;
  • с гидравлическим приводом.

Один из самых простых вариантов станка: из металлической трубы сваривается рама, которая может крепиться к стене дома. В нижней части рамы приделывается прямоугольная форма, сверху — рычаг, входящий внутрь неё. Второй и третий вариант заключается в том, что пресс для брикетов представлен домкратом или гидроприводом, которые конструируются на месте рычага.

Источник: https://kaminguru.com/kotel/izgotovlenie-briketov-iz-opilok.html

Ссылка на основную публикацию