Биомасса

Биомасса как производная энергии Солнца в хим форме является одним из самых фаворитных и универсальных ресурсов на Земле. Она позволяет получать не только лишь еду, да и энергию, стройматериалы, бумага, ткани, мед препараты и хим вещества.

Биомассу употребляют для энергетических целей с момента открытия человеком огня. На данный момент горючее из биомассы может быть применено для разных целей — от подогрева жилища до производства электроэнергии и горючего для автомобилей.
Хим состав биомассы может различаться зависимо от ее вида. Обычно растения состоят из 25% лигнина и 75% углеводов либо цукридив. Углеводородная фракция состоит из огромного количества молекул цукридив, соединенных меж собой в длинноватые полимерные цепи. К числу важных категорий углеводородов принадлежит целлюлоза. Фракция лигнина состоит из молекул нецукридного типа. Природа употребляет длинноватые полимерные молекулы целлюлозы для образования тканей, обеспечивающих крепкость растений. Лигнином есть «клей», который связывает молекулы целлюлозы меж собой.
В Украине существует достаточный энергетический потенциал фактически всех видов биомассы, i нужна научно-техническая и промышленная база для развития этой отрасли энергетики.
Основными составляющими потенциала биомассы является трава (5,6 млн т у. п. / час) и другие отходы сельского хозяйства (стволы, початки, шелуха и т.д. — 4,7 млн т у. п. / час) и древесные отходы. В Украине заготовляют до 15 млн м3 древесной породы, отходы при обработке которой составляют:
???12% объема лесозаготовок;
???35% объемов лесопиления;
???31% при производстве мебели;
???31% при строительстве жилища.
Сжигание биомассы является наистарейшим и самым обычным методом получения энергии. В почти всех случаях этот метод считают самым экономным. В хим смысле сжигания заключается в конверсии всех органических материалов на двуокись углерода и воду при наличии кислорода (обычно атмосферного).
Горючее из биомассы с обычным отличается тем, что оно фактически нейтральное по повышению парникового эффекта. Ведь растения, которые выращивают для его производства, забирают углерод из атмосферы и выделяют кислород. Другими словами, потребляя биотопливо, можно остановить глобальные конфигурации климата. Потому с энергетической, экономической и экологической точек зрения создание энергии из биомассы является животрепещущим направлением развития земельной сферы.
В перспективе биомасса (без толики, которую употребляют другие сектора экономики) и торф могут обеспечить более 10% общей потребности Украины в первичной энергии. Но на сей день в Украине употребляют только 0,5% биомассы от общего использования первичных энергоресурсов.
Там, где выращивают зерновые культуры, легкодоступным топливом является трава.
В травы как в горючего ряд преимуществ:
?трава — это нейтральный вид горючего, и потому она является экологически незапятнанным источником энергии;
?трава является местным видом горючего, довольно всераспространенным в сильгоспрайонах;
?трава — побочный продукт производства зерна и потому является относительно дешевеньким видом горючего по сопоставлению с обычным топливом (газ, уголь, мазут).
В среднем раз в год ее создают более 25 млн т , это 5600000 т у.т. в год.
Сельскохозяйственная биомасса, ее употребляют как горючее, имеет ряд особенностей, по которым она отличается с классическими энергоресурсами, используемые для отопления. Важной горюче-технологической чертой биомассы, использующих как жесткое биотопливо, является ее теплотворная способность, которая находится в зависимости от многих причин: генетических особенностей энергетических растений, воздействия среды, критерий хранения, влажности и т.п.. В таблице приведены среднюю теплотворную способность сельскохозяйственной энергетического сырья (ранее принадлежала отходов агропромышленного производства) по абсолютной ее влажности на уровне 20 процентов.
ближайшее время наряду со значимым увеличением цен на газ, электроэнергию, нефтепродукты возросло значение древесной породы в качестве источника энергии.
По целенаправлено считается сжигания древесных отходов для получения тепла, что существенно уменьшает расходы на закупку энергоэлементов. Ведь теплотворная способность древесной породы равноценна теплотворной возможности бурого угля.
Но следует подразумевать, что дерево с 12-20%-ным содержанием воды имеет теплоту сгорания 4 кВт / кг древесной породы, дерево с 50%-ным содержанием воды имеет теплоту сгорания 2 кВт.ч / кг древесной породы. Сырая древесная порода не достаточно греет, плохо пылает, очень дымит и значительно уменьшает срок службы котла и дымоходной трубы. Мощность котла понижается до 50%, а расход горючего возрастет в два раза.
Для действенного сжигания необходимы три условия:
Достаточно высочайшая температура.
Соответствующая количество воздуха.
Достаточное время для полного сгорания.
Если количества воздуха, поступающего недостаточно, сгорание происходит не стопроцентно. При всем этом появляется темный дым, состоящий из несгоревшего углерода. Как следствие, образуются отложения сажи в дымопроводе, что увеличивает опасность возгорания.
Если количество воздуха, поступающего очень большая, то температура в зоне горения понижается и газы покидают ее несгоревшие, относя тепло.
Верная количество воздуха приводит к хорошему использованию горючего. При всем этом не образуются запах и дым, исключается опасность возгорания в дымопроводе.
Разработка прямого сжигания естественным методом извлечения энергии из биомассы. Она ординарна, отлично исследована и коммерчески доступна. Существует огромное количество типов и размеров систем прямого сжигания, в каких можно спаливать разные виды горючего: птичий помет, соломенные тюки, дрова, городские отходы и авто шины. Тепло, приобретенное при сжигании биомассы, может быть применено для отопления и жаркого водоснабжения, для производства электроэнергии и в промышленных процессах.
Очень большая неоднородность биомассы исходя из убеждений хим состава и физических параметров вызывает определенные трудности как в процессе сжигания, так и эмиссии компонент, которые являются побочными продуктами процесса.
Очень принципиально осознавать, что для каждого вида биотоплива существует своя особая и специфичная разработка сжигания.
Котлы, созданные для биомассы влажностью наименее 30%, не будут эффективны для сжигания мокроватого биотоплива с содержанием воды около 50%. Котлы, созданные для биомассы влажностью около 50%, не будут эффективны для сжигания гранул, брикетов, пеллет, рафинированного биотоплива.
Твердотопливные котлы уже в протяжении многих лет используют для отопления и снабжения жаркой воды в особняков, маленьких промышленных и административных построек. Как правило это строения, расположенные в негазифицированных районах и там, где есть возможность использования дешевенького местного горючего и нерентабельно брать драгоценное дизельное горючее.
Одним из главных преимуществ большинства твердотопливных котлов будет то, что с помощью их можно сделать вполне автономную систему отопления. Ведь они работают без использования вспомогательных источников энергии и могут эксплуатироваться при отсутствии электроэнергии.
Эффективность работы твердотопливных котлов большей степени определяется методом сжигания биомассы.
Понятно много методов сжигания древесного горючего и торфа в котлах малой мощности: шахтные топки, вихревые топки системы Шершнева, топки высокоскоростного горения Померанцева, топки реторт, наклонно перештовхують играть, циклонные топки. Котлы российских и забугорных производителей, в каких используют эти методы сжигания, обширно представлены на рынке Украины.
Анализируя классические модели твердотопливных котлов, необходимо отметить, что есть не только лишь примитивные варианты с низким КПД и отсутствием автоматики, да и намного прогрессивнее модели.
Котлы малой мощности, в каких сжигают дрова, древесная щепа и гранулки, обеспечивающие теплом системы теплообеспечения, в отличие от печей, которые обеспечивают теплом только наиблежайшее помещения.
Древесный котел может обеспечить теплом и жаркой водой все здание (для которой он рассчитан). Время древесные котлы экологичнее. В процессе работы они выбрасывают в атмосферу то же количество углекислого газа, которое поглощают деревья в процессе роста.
Древесные котлы малой мощности загружают вручную.
За последние 10 лет большой прогресс достигнут в совершенствовании котлов для увеличения эффективности и понижения эмиссии (пыль и монооксид углерода). Улучшения задели конструкции топочной камеры, повитроподання и автоматизации контроля процесса сгорания. Эффективность возросла с 50% до 75-90 процентов.
Автоматическое поддержание температуры на выходе теплоносителя из твердотопливного котла осуществляется последующим образом. На котле установлен датчик, отслеживающий температуру теплоносителя. Этот датчик механически соединен с заслонкой. В случае, если температура теплоносителя становится выше данной, заслонка автоматом притворяется, и процесс горения замедляется. Когда температура снижается, то заслонка приоткрывается. Снова охото выделить, что это устройство не просит подключения к электронной сети.
Результаты разработки заморочек энергетического использования биомассы воплотились в создание последнего поколения пиролизных отопительных котлов с коэффициентами полезного деяния в границах 80-89 процентов.
Конструкция котлов рассчитана на сжигание древесной породы по принципу использования генерирования газа с применением вентилятора тяги изымает сожжены газы из котла и подает воздух к нему. Корпус котла выполнен из металла шириной 3-8 мм. Основными элементами котла есть камера для горючего, которая в нижней части оборудована глиняними вставками с продольным отверстием, который обеспечивает циркуляцию газов и дыма. Камера дополнительного сгорания также оборудована глиняними вставками. В задней части котла имеется дымовой канал, котел оборудован лючком для розжига.
Устройство котла позволяет спаливать огромные кусочки древесной породы. Большая камера сгорания обеспечивает долгое время горения. Внедрение дымового термостата обеспечивает автоматическое отпирание котла после сжигания горючего. Комфортное золоудалители имеющаяся большая камера для пепла (пепел удаляется раз в неделю).
Системы отопления и жаркого водоснабжения с внедрением травы как горючего не отличаются с классическими системами по конструктивному применением и размещением. Основной особенностью этой системы является соломосжигающий котел. ???Результаты разработки заморочек энергетического использования биотоплива из растительного массы воплотились в разработке последнего поколения отопительных устройств, имеющих рационального режима работы КПД в границах от 85 до 90 процентов. Сжигание травы в печах предшествует сбор, по мере надобности, высушивания и хранения сырья. Принципиальной чертой этой биомассы является ее плотность. Естественно, сухие био материалы имеют плотность три-четыре раза ниже, чем уголь. Принципиальным фактором свойства твердого биотоплива является разработка изготовления биомассы к сжиганию. Всего в котлах жгут тюкованной траву. Вес малого тюка составляет 15-25 кг, это дает возможность обширно использовать эти тюки для сжигания в маленьких котлах с ручной загрузкой. Цилиндрические и прямоугольные тюки, вес которых составляет 200-450 кг, употребляется в фермерских котлах и в огромных котельных централизованного теплоснабжения. Для внедрения этих тюков нужна особая техника для складирования и загрузки котлы. Тюки травы, которые употребляют как горючее, сохраняют небом либо под навесом. На сей день в Украине уже несколько компаний: АО «Бриг», ТД «Теплосфера», ТД «Кригер «- освоили технологию сжигания травы и выпуск оборудования для выполнения этого технологического процесса. После удачного внедрения первого котла на траве конторы Passat Energy в Украине украинская компания «ЮТЭМ» заполучила лицензию на создание таких котлов в Украине и начала их выпуск. ???В Украине выпускают соломосжигающий котлы термический мощностью от 150 до 600 кв. Котлы для сжигания травы наружного выполнения изолированные, готовы к эксплуатации и не требуют никаких дополнительных работ по подготовке и возведения сооружений, не считая подготовки фундамента, монтажа дымопровода и подключения к имеющейся теплосети. зависимости от мощности, топка котла может быть адаптирована для сжигания малых либо огромных тюков. Для сжигания травы западные компании выпускают широкий модельный ряд газогенераторных котлов мощностью от 89 кВт до 4 МВт. ??В комплекте с верно подобранным водяным теплообменником такие котлы образуют высокоэффективные и экономические системы. Так, к примеру, с внедрением горючего как высочайшей, так и низкого свойства газогенераторные котлы компании НERLT в процессе использования добиваются очень вероятного КПД — 92 процентов. Разработка современных технологий подготовки биомассы к использованию как твердого горючего, систем автоматического управления процессом сжигания, особых материалов (глиняних) для камер сгорания дает возможность повысить эффективность использования котлов и возможность внедрять котлы последнего поколения. Развитие технологий и оборудования для производства биотопливных гранул начал создание новых типов котлов с полной механизацией процесса загрузки горючего и автоматизацией контроля за процессом горения. В базе технологии производства топливных биобрикетов лежит процесс прессования отходов (шелухи гречихи, подсолнечника и др.) и очень размельченных отходов древесной породы (опилок) и травы (сечка) под высочайшим давлением при нагревании от 250 до 350 ° Цельсия. Получаемые Биобрикеты не содержат никаких веществ, которые склеивает, не считая одной натуральной — лигнина, содержащегося в клеточках растительных отходов. Изготавливают топливные Брикеты, по ТУ У 30842484.007-2006, в виде четырехгранной бруса сечением 50 х 50 мм с отверстием в центре для отвода дыма, образующегося в процессе брикетирования, также для устойчивого горения. Теплотворная способность топливного биобрикетов выше, чем у угля. К примеру, кубический метр опилок либо стружки влажностью 15% при сгорании выделяет 500-600 тыс. ккал, а таковой же объем топливных брикетов при сгорании даст от 4 до 5 млн килокалорий. Топливные Брикеты имеют обширное применение и могут быть применены для всех видов топок, промышленных котлов, печей, отлично пылают в каминах, печах, грилях т.д.. Огромным преимуществом брикета есть всепостоянство температуры при сгорании в протяжении 2-ух часов. Сама разработка производства не различается зависимо от типов сырья: является схожей как для травы, так и для опилок разных пород деревьев. Биотопливные гранулки просто транспортировать, они не впитывают воду, не сгнивают и не теряют собств
енных параметров при хранении, самые для автоматического загрузки к энергетической установки в процессе ее работы. Весь процесс перемещения гранул от производителя к потребителю осуществляется без внедрения ручного труда. ???Внедрение гранулированного биотоплива позволило создать котлы на биомассе с самозагрузочный системой и технологии использования биотоплива котлом в автоматическом режиме в течение всего отопительного сезона без издержек ручного труда. Весь припас гранул на отопительный сезон сохраняется в особых складских помещениях (прямо в зданиях либо в пристройках к зданиям). Загрузка гранул зависимо от метода складирования и строения состава для гранул, может быть выполнено в последующие методы: при помощи шнекового транспортера комбинированной схемы: шнековый транспортер + пневмотранспортных система; координатной пневмотранспортной системы.