Рассмотрены основные источники биомассы для применения в энергетических целях, которые можно разделить на первичные и вторичные (отходы). Первичные источники – биомасса растущих деревьев, некоторых многолетних трав, водорослей. Из биомассы производится три типа первичного топлива:
1. Твердое (уголь, торрефицированная биомасса (биоугль);
2. Газообразное (биогаз (СН4, СО2), генераторный газ (СО, Н2, СН4, СО2), синтез-газ (СО, Н2), заменитель природного газа (СН4);
3. Жидкое (этанол, биодизельное топливо, метанол, растительное масло, и пиролизное масло).
Вторичная биомасса (отходы): отходы лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности и отходы животноводства.
В настоящее время имеется большое количество технологий получения топливных брикетов и пеллет. В современной топочной технике применяются слоевой, вихревой, циклонный и факельный процессы сжигания топлива. Рассмотрены технологии двух основных типов биохимических процессов: анаэробное сбраживание и ферментация.
Оглавление
Юрий Степанович Почанин. Технологии энергетического использования биомассы
Введение
Глава 1. Общая характеристика биомассы для получения альтернативных топлив
Глава 2. Термохимические методы переработки биомассы
2.1. Энергетические характеристики различных видов топлива и параметров процесса сжигания биомассы в топочных устройствах
2.2. Особенности процесса сжигания биомассы в топочных устройствах
2.3. Подготовка биомассы для сжигания
2.3.1. Изготовление топливных пеллет
2.3.2. Изготовление топливных брикетов
2.3.3. Изготовление древесного угля
2.4. Прямое сжигание биомассы
2.4.1. Основные виды топочных процессов при промышленном сжигании биомассы
2.4.2. Сжигание пеллет биомассы
2.4.3. Получение энергии из соломы
2.4.3.1. Фермерские котлы
2.4.3.2. Соломосжигающие станции
2.4.3.3. Комбинированные установки
2.4.4. Экологические проблемы при сжигании биомассы
2.5. Газификация биомассы
2.6. Пиролиз биомассы
2.7. Когенерационные установки
2.8. Ожижение биомассы
Глава 3. Биохимические методы переработки биомассы
3.1. Анаэробное переработка (сбраживание)
3.2. Ферментация
Заключение
Литература
Отрывок из книги
Использование биомассы в энергетических целях – комплексный процесс, включающий выращивание и сбор биологических веществ, различные методы их подготовки и переработки в жидкие, газообразные и твердые топлива. Растительная биомасса представляет собой сложную смесь различных соединений. В расчете на сухое вещество в ней содержится 5—30 % водорастворимых соединений (сахара, крахмал, мочевина, соли), 5—40 % протеинов, 25–90 % целлюлозы и гемицеллюлозы, 5—30 % лигнина, 1—13 % нерастворимых в воде неорганических соединений (золы). Растительная биомасса характеризуется высоким содержанием кислорода, достигающим 40 %, и пренебрежимо малым содержанием такого нежелательного элемента, как сера.
Химический состав биомассы может различаться в зависимости от ее вида. Углеводородная фракция состоит из множества молекул сахаридов, соединенных между собой в длинные полимерные цепи. К наиболее важным категориям углеводородов можно отнести целлюлозу. Лигниновая фракция состоит из молекул несахаридного типа. Природа использует длинные полимерные молекулы целлюлозы для образования тканей, обеспечивающих прочность растений. Лигнин представляет собой «клей», который связывает молекулы целлюлозы между собой.
.....
4. Предварительный подогрев воздуха. Температура топочной камеры может быть значительно повышена путем предварительного подогрева воздуха. Подаваемый воздух может быть предварительно подогрет посредством теплообмена с топочным газом после выпуска топочного газа из топочной камеры. Примером может служить предварительный подогрев вторичного воздуха за счет использования теплоты топливного слоя.
5. Коэффициент избытка воздуха (отношение фактически затраченное на сжигание топлива воздуха к теоретически необходимому). Любое топливо требует использования соответствующего количества воздуха (кислорода) с тем, чтобы обеспечить его стехиометрическое преобразование, т. е. коэффициент избытка воздуха λ (лямбда) должен быть равен 1. Стехиометрическое преобразование топлива происходит, когда используется точное количество кислорода, необходимое для преобразования всего топлива при идеальных условиях. В применениях со сжиганием биомассы коэффициент избытка воздуха должен значительно превышать 1 с тем, чтобы обеспечить эффективное смешение подаваемого воздуха и топливного газа. В установках малой мощности коэффициент избытка воздуха должен превышать 1,5. Это означает, что в топке будет иметься общее избыточное количество воздуха. Поэтому в таких применениях первостепенное значение имеет оптимальное смешение воздуха с топливом, позволяющее использовать более низкие коэффициенты избытка воздуха и повышать температуру горения. Эффективное смешение воздуха с топливом при очень низком избытке воздуха обеспечивается в установках, имеющих оптимальную конструкцию устройств впуска воздуха и современные оптимизированные системы управления технологическими процессами.
