Lignīna granulas. Hidrolīze lignīns Lignīna granulas

Lignīns - kas tas ir? Ne visi varēs atbildēt uz šo jautājumu, bet mēs centīsimies to izdomāt. Lignīns ir viela, kas ir daļa no absolūti visiem augiem uz Zemes. Papildus tam ir vērts atzīmēt arī tādas noderīgas sastāvdaļas kā celuloze un hemiceluloze.

Lignīna galvenais mērķis ir nodrošināt to trauku sieniņu hermētiskumu, pa kurām pārvietojas ūdens un tajā izšķīdušās barības vielas. Lignīns un celuloze, atrodoties kopā šūnu sieniņās, palielina to izturību. Ne visos augos ir vienāds šī savienojuma daudzums. Visvairāk tas ir skuju kokos, aptuveni 40%, bet lapu kokos - tikai 25%.

Lignīna īpašības

Šī viela ir tumši dzeltenā krāsā. Tas praktiski nešķīst ūdenī un organiskajos šķīdinātājos. Lignīns - kas tas ir no strukturālā viedokļa? Uz šo jautājumu nav iespējams viennozīmīgi atbildēt, jo, esot daļa no dažādi augi, šī viela var būtiski atšķirties pēc savas struktūras.

Lignīnam sadaloties, veidojas barības vielām bagāts humuss, kam dabā ir liela nozīme. Lignīnu dabiskajā vidē apstrādā baktēriju, sēnīšu un dažu kukaiņu armija.

Šīs vielas galvenā priekšrocība ir tā, ka to nav nepieciešams ražot vai iegūt. Jā, tas ir gandrīz neiespējami; lignīns ir tik cieši saistīts ar augu šūnām, ka tā mākslīgā atdalīšana ir sarežģīts process.

Mūsdienās ražotais lignīns ir nekas cits kā parastie celulozes apstrādes atkritumi. Šajā gadījumā tiek zaudēta liela tā masa, bet tā ķīmiskā aktivitāte palielinās.

Lignīna izolēšanas metodes

Šīs vielas ieguves process no koksnes tiek veikts dažādiem mērķiem:

vielas īpašību izpēte;
lignīna daudzuma noteikšana dažādos augos.

Vielas ekstrakcijas metodes izvēlas atkarībā no tās izmantošanas mērķa. Ja mērķis ir turpmāka izpēte, izolācijas metodēm vajadzētu pēc iespējas mazāk ietekmēt lignīna struktūru un kvalitāti. Lai gan praktiski nav metožu, kas garantētu vielas saņemšanu nemainītā stāvoklī.

Pēc izolēšanas lignīns satur vairākus piemaisījumus:

ekstrakcijas vielas hidrolīzē veido nešķīstošus savienojumus;
cukura humifikācijas produkti;
grūti hidrolizējamu polisaharīdu maisījums.

Lignīna izolācijai vispiemērotākie ir tie apstākļi, kuros lielākais skaitlis vielas. Šajā gadījumā lignīns tiek iegūts praktiski bez piemaisījumiem, un tiek novēroti tā nelieli zudumi.

Sērskābes metode tiek uzskatīta par visizplatītāko, bet sālsskābes metodi izmanto daudz retāk, jo ir neērtības strādāt ar koncentrētu skābi.

Lignīna šķirnes

Galvenais lignīna avots ir celulozes rūpnieciskā ražošana. Dažādi uzņēmumi šajā jomā var izmantot dažādas ražošanas tehnoloģijas, tāpēc šādā veidā iegūtajam lignīnam ir dažādas kvalitātes un sastāvs.

Sārmu vai sulfātu ražošanas procesā tiek iegūts sulfātlignīns, savukārt skābju ražošanā - sulfīts.

Šie veidi atšķiras viens no otra ne tikai pēc sastāva, bet arī pēc iznīcināšanas metodes. Sulfāta lignīns tiek sadedzināts, un sulfīta lignīns tiek nosūtīts uzglabāšanai īpašās uzglabāšanas telpās.

Hidrolītisko lignīnu ražo hidrolīzes uzņēmumos.

Hidrolītiskā lignīna īpašības

Šī ir pulverveida viela ar blīvumu līdz 1,45 g/cm³. Tās krāsa svārstās no gaiši smilškrāsas līdz dažādiem brūniem toņiem. Lignīna saturs šādā vielā var svārstīties no 40 līdz 80%.

Hidrolītiskajam lignīnam piemīt toksiskas īpašības un augsta adsorbcijas spēja, kas ir pamats tā izmantošanai medicīnā.

Ja tiek izsmidzināta viela, kas žāvējot kļūst uzliesmojoša, var rasties sprādziena risks. Dedzinot, sausais lignīns izdala diezgan lielu siltuma daudzumu. Tā aizdegšanās temperatūra ir 195 grādi, un gruzdēšana sākas 185°C temperatūrā.

Lignīna preparātu ražošana

Lignīnu izolē no koksnes, lai iegūtu tā preparātus dažādiem pētījumiem. Apskatīsim lignīna izolācijas posmus:

koksnes slīpēšana zāģu skaidās un dažos gadījumos miltos;
apstrāde ar spirta-toluola maisījumu, lai atbrīvotos no ekstraktīvām vielām;
skābju katalizatoru izmantošana, kas neļauj lignīnam kļūt šķīstošam.

Ražošanas procesā tiek iegūti daži šķīstoši savienojumi, kas tiek izgulsnēti, attīrīti un žāvēti, veidojot pulveri.

Hidrolītiskā lignīna pielietošana

Neskatoties uz to, ka šo vielu tās dēļ ir diezgan grūti pārstrādāt sarežģīts raksturs un nestabilitāte, mēs varam uzskaitīt dažādas nozares, kurās tiek izmantots lignīns. Vielas lietošanai ir šādi norādījumi:

degvielas brikešu ražošana;
kā katla degviela;
noteiktu metālu un silīcija reducētāju ražošana;
pildviela plastmasas ražošanā;
deggāzes ražošana;
mēslošanas līdzekļu ražošana;
herbicīdu ražošana;
kā izejviela fenola, etiķskābes ražošanai;
aktīvās ogles ražošana;
kā sorbents sadzīves un rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai;
medicīnas preču ražošana;
ķieģeļu ražošana un keramikas izstrādājumi.

Iemesli pieaugošajam pieprasījumam pēc lignīna

Hidrolītiskais lignīns ir lieliska degviela, kas, sadedzinot, rada lielu enerģijas daudzumu. Turklāt izejvielas šāda energoresursa ražošanai ir diezgan pieejamas un atjaunojamas.

Ne tikai mūsu valstī, bet visā pasaulē šobrīd aktuāls ir jautājums par alternatīvo enerģijas avotu ražošanu. Tam ir vairāki iemesli, tostarp šādi:

Dabisko enerģijas nesēju - ogļu, naftas un gāzes ieguvei ir jāizmanto dažādas dārgas metodes. Tas nevar neietekmēt to pastāvīgi augošās izmaksas.
Pašlaik izmantotie enerģijas avoti ir izsmelti dabas resursi, tāpēc pienāks brīdis, kad viņu rezerves būs praktiski izlietotas.
Alternatīvo enerģijas avotu ražošanu daudzās valstīs stimulē valsts.

Lignīns kā degviela

Mūsdienās lignīnu arvien vairāk izmanto kā alternatīvu degvielu. Kas tas ir un kā tas izskatās?

Viela ir zāģu skaidas ar mitruma saturu līdz 70%, kuru sastāvs atšķiras atkarībā no izejmateriāla. To struktūra ir ļoti līdzīga, kurai ir arī liels skaits sīku poru. Šādas vielas īpašības ļauj to pakļaut briketēšanai un granulēšanai. Ja uz šādu briketi pieliek augstu spiedienu, tā pārvēršas viskozā plastmasas masā.

Granulām, kas izgatavotas no šāda lignīna, ir augsta siltuma pārnese, taču tās neizdala daudz dūmu. un granulas ir kvalitatīvs materiāls, degot izdalās daudz siltuma, un sodrēju praktiski nav. No tā varam secināt, ka lignīns kalpo kā lieliska izejviela degvielas ražošanai briketēs.

Lignīna izmantošana pulvera veidā

Šo vielu pulvera veidā izmanto kā piedevu asfaltbetona ražošanā. Hidrolītiskā lignīna izmantošana ļauj:

palielināt izturību, ūdensizturību un izturību pret plaisāšanu;
taupīt ceļu būves materiālus;
būtiski uzlabot vides stāvokli atkritumu uzglabāšanas vietās;
atjaunot auglību tām zemēm, kuras tiek izmantotas izgāztuvēm.

Ceļu nozarē ir diezgan izdevīgi izmantot lignīnu. Tā īpašības ir tādas, ka tas var būtiski uzlabot būvmateriāla kvalitāti. Turklāt lignīns ļauj aizstāt dārgas piedevas.

Lignīna atvasinājumi

Šīs vielas atvasinājumi ir lignosulfonāti, kas veidojas koksnes apstrādes sulfīta metodes laikā. Lignosulfonātiem ir augsta aktivitāte, kas ļauj tiem atrast pielietojumu dažādās nozarēs:

naftas rūpniecība (regulēt īpašumus;
lietuve (darbojas kā saistviela maisījumos);
betona ražošana;
būvniecības nozare (kā emulgatori ceļu emulsijās);
izejvielas vanilīna ražošanai;
lauksaimniecība (augsnes apstrāde, lai novērstu eroziju).

Sulfāta lignīnam ir augsts blīvums un ķīmiskā izturība. Kad tas ir sauss, tas ir pulveris brūns, kas šķīst amonjakā, sārmos, etilēnglikolā, dioksīnā.

Sulfāta lignīns nav toksisks, neizsmidzina un neuzliesmo. To lieto:

kā plastifikators keramikas izstrādājumu un betona ražošanā;
kā izejvielu plastmasas un fenola-formaldehīda sveķu ražošanai;
kā savienojošais posms kartona, koka un papīra plātņu ražošanā;
kā piedeva gumijas un lateksu ražošanā.

Tagad kļūst skaidrs, cik plaši tiek izmantots lignīns. Kas tas ir tagad, neviens nešaubās, jo savu īpašību dēļ šī viela ir ļoti pieprasīta mūsdienu pasaulē.

Zāles, kuru pamatā ir lignīns

Kā jau noskaidrojām, hidrolītiskā lignīna izmantošana ir iespējama arī medicīnas jomā. Uz tā pamata var uzskaitīt šādas zāles:

"Lignosorb" ir paredzēts kuņģa-zarnu trakta slimībām un saindēšanās ar pārtiku;
"Polifan" ir tādi paši lietošanas ieteikumi;
"Polyphepan" atvieglo caureju un disbakteriozi;
"Filtrum-STI";
"Entegnīns."

"Polyphepan" pielietojums

Vēl viens šīs zāles nosaukums ir hidrolītiskais lignīns. To ražo granulu, suspensiju, pulveru un tablešu veidā. Zāles ir augu izcelsmes, tās pamatā ir lignīns. Lietošanas instrukcijā teikts, ka šādas zāles spēj labi saistīt mikroorganismus, kā arī to atkritumus.

Turklāt zāļu ietekmē tiek neitralizētas dažāda rakstura toksiskas vielas: smagie metāli, radioaktīvie izotopi, amonjaks. Hidrolītiskais lignīns detoksicē organismu, kā arī tam piemīt antioksidanta un hipolipidēmiska iedarbība.

Šis ir plašais lignīna priekšrocību saraksts! Instrukcijās arī teikts, ka, lietojot šīs zāles, jūs varat kompensēt zarnu trūkumu, ko lietojat. aktīva līdzdalība gremošanas procesa laikā normalizē mikrofloru un paaugstina imunitāti.

Indikācijas "Polyphepan" lietošanai ir:

Tādām zālēm kā lignīns ir diezgan plašs indikāciju saraksts. Instrukcijās ir arī norādītas dažas kontrindikācijas:

paaugstināta jutība pret zālēm;
hronisks aizcietējums;
gastrīts;
cukura diabēts

Lignīna uzņemšanas procesā var būt blakusparādības: alerģiska reakcija vai aizcietējums.

Zāļu lietošanas metodes un devu nosaka ārsts atkarībā no diagnozes un stāvokļa sarežģītības. Lignīnu parasti izraksta uz nedēļu, bet dažām problēmām terapijas ilgumu var palielināt līdz mēnesim.

Ekoloģija un lignīns

Šī viela lielos daudzumos veidojas celulozes pārstrādes laikā. Tas tiek izgāzts lielās izgāztuvēs, kas veicina vides piesārņojumu. Turklāt lignīna spontānas sadegšanas gadījumi nav nekas neparasts.

Mūsdienās jautājums par vielas izmantošanu kā kurināmo ir aktuāls, jo pēc tās sadegšanas rodas liels daudzums atkritumu, kas kaitē videi. Lignīns tiek pielietots daudzās nozarēs, tāpēc vispirms ir svarīgi atrisināt vides vides drošības jautājumu.

Tradicionāli koksnes kurināmā granulu ražošanā izmanto skujkoku koksnes atkritumus. Taču skujkoku koksne ir dārga izejviela, pieprasīta kokapstrādes nozarē, un tās atkritumi tiek izmantoti vairākās citās nozarēs. Līdz ar to skujkoku koksnes resursi nepārtraukti samazinās, un granulu ražošanai nepieciešams izmantot mazvērtīgu un lētu lapu koku, kas tādu neatrod. plašs pielietojums V rūpnieciskā ražošana kā skujkoks.

Saistībā ar granulu ražošanas tehnoloģiju galvenā atšķirība starp lapkoku un skujkoku sugām ir zemais lignīna saturs: 14-25% pret 23-28%. Koksnes izejvielu presēšanas augstā temperatūra un spiediens aktivizē tā šūnās esošo lignīnu un nogādā to plastiskā stāvoklī. Lignīns šajā procesā darbojas kā iekšēja saistviela, nodrošinot granulu izturību. Granulas, kas izgatavotas no cietkoksnes, ir mazāk izturīgas zemāka lignīna satura dēļ. Un, lai sasniegtu nepieciešamo stiprību, tiek izmantotas dažādas piedevas vai izejvielu apstrāde ar tvaiku, kas tiks apspriests tālāk.

Arī, ražojot granulas, koksnes cietībai ir nozīme. Cietāka lapu koksne ir grūtāk presējama granulās nekā skujkoku koksne tiek radīta liela slodze uz iekārtām, īpaši uz patērējamām detaļām - matricu un presēšanas veltņiem. Bet dažu lapu koku, galvenokārt dižskābarža un ozola, sadegšanas siltums ir augstāks, salīdzinot ar šo skujkoku parametru.

Lai apmierinātu Eiropā arvien pieaugošo pieprasījumu pēc augstas kvalitātes kokskaidu granulām, to ražošanai arvien vairāk tiek izmantota lapu koku koksne. Jautājums, vai šādas granulas atbilst ENplus un DIN+ standartiem.

Aktīva cietkoksnes izejvielu izmantošana granulu ražošanā mazinātu spriedzi plātņu ražošanā un citās nozarēs plaši izmantoto skujkoku atkritumu tirgū, kas neapšaubāmi rada ļoti lielu konkurenci granulu ražotājiem. Taču pelnu saturs cietkoksnes granulās ir lielāks nekā skujkoku granulās, un vairumā gadījumu atbilst ENplus A2 standartam (pelnu saturs ne vairāk kā 1,5%). Starp citu, izmaiņas jaunā versija ENplus A2 standarts nosaka pelnu saturu ne vairāk kā 1,2% (EN ISO 17225-2). Nākotnē ir pilnīgi iespējams vēl vairāk samazināt pieļaujamo pelnu saturu atbilstoši ENplus standartiem. Tomēr visi tā saukto premium granulu (vai mājsaimniecības granulu, kā tos parasti sauc ES) ražotāji saskaņā ar ekonomisku iemeslu dēļ Viņi cenšas panākt savu produktu īpašības līdz ENplus A1 standartam (to izmaksas ir augstākas nekā A2 klasei un rūpnieciskajām granulām). Ir vērts atzīmēt, ka ENplus A2 kvalitātes granulu pieprasījums Eiropā ir minimāls, jo mazām katlu mājām vai mini termoelektrostacijām, kurām šis standarts tika izstrādāts, rūpnieciskās granulas ir diezgan piemērotas, kuru cena ir zemāka, ražošana. tilpumi ir daudz lielāki, un tie atšķiras tikai ar pelnu saturu (līdz 1,5%) un netieši arī no krāsas vērtības.

Pētījumi Austrijā un Vācijā

Lai paplašinātu zināšanu bāzi par pelnu saturu cietkoksnes granulās, Austrijā tika veikta virkne pētījumu, lai novērtētu cietkoksnes izmantošanas iespējamību ENplus granulu ražošanā. Lielākajā testu sērijā tika izvēlēts bērzs, dižskābardis, ozols un osis, jo šīs sugas kopā ar skujkokiem jau tiek izmantotas granulu ražošanā Austrijā un Vācijā. Izmantojot speciālu termogravimetrisko analizatoru TGA, vairāk nekā 80 paraugos tika pārbaudīts pelnu saturs 550°C temperatūrā saskaņā ar Austrijas standartu Önorm EN 14 775. Konstatēts, ka pelnu saturs aplievu un citu labu lapu koku kokmateriāliem nepārsniedz. 0,7% (atsevišķos gadījumos un sajaucot dažādas cietkoksnes sasniedz 1-1,5%), un mizā maksimālais pelnu saturs ir līdz 10%. Papildus tika analizēti papeļu koksnes paraugi, un pelnu saturs bija līdzīgs.

Saskaņā ar Vācijas Granulu institūta (DEPI) statistiku, Vācijā kopš 2014. gada granulu ražošanā tiek reģistrēta cietkoksnes koksnes izmantošana vidēji līdz 10% no kopējā izejvielu apjoma (tas ir, 90 % - skujkoku, 10% - lapu koku). Markuss Manns, granulu rūpnīcas Westerwälder Holzpellets GmbH dibinātājs un direktors Langenbahā (Augšbavārijā), eksperimentēja savā ražošanā ar 10-15% dižskābarža un bērza koksnes un 85-90% skujkoku koksnes maisījumu. Ar šo attiecību iegūtajās granulās pelnu saturs bija mazāks par 0,5%, un tās pilnībā atbilst ENplus A1 standartiem. Granulēšanai tika izmantota matrica ar presēšanas kanāla garumu 39 mm, nevis standarta 45 mm, ko izmanto skujkoku sugām. Lai granulētu tikai dižskābarža zāģu skaidas, presēšanas kanāls tika saīsināts vēl par 10 mm - līdz 29 mm. Eksperimentu rezultātā tika konstatēts, ka papeles koksnes pelni zema temperatūra saķepināšana, jo papele parasti aug smilšainās un mālainās augsnēs, tās koksne un īpaši miza satur daudz silikātu savienojumu. Tas, starp citu, ir raksturīgi arī vairākiem citiem lapu kokiem, jo īpaši tiem, kas mākslīgi iestādīti aizsardzībai no nelabvēlīgiem dabas un antropogēniem faktoriem.

Šajā sakarā var minēt Krievijas uzņēmumu - CJSC AlT-BioT no Krasnodaras apgabala, kas 2009. gadā starptautiskajā izstādē Interpellets Štutgartē prezentēja granulas, kas izgatavotas no lapu koku (osis, akācijas, ozola, dižskābarža, kļavas) pēc sanitārās. aizsargmeža stādījumu izciršana Pavlovskas ciema teritorijā. Ar pelnu saturu zem 0,7%, granulām bija augsta siltumspēja - 18 MJ/kg. Uzņēmuma granulu rūpnīca tika nosaukta par "Viktoriju", investīcijas uzņēmumā sasniedza 600 miljonus rubļu. Investors Aleksandrs Djačenko paziņoja par nodomu Krievijas dienvidos līdz 2015. gadam uzbūvēt vismaz 20 līdzīgas granulu rūpnīcas.

Rūpnīca nekad nesasniedza savu projektēto jaudu (10 tonnas dienā jeb 70 tūkst.t gadā), tika sasniegta maksimālā ražība 7 tonnas stundā. Produkcija tika eksportēta galvenokārt uz Eiropu. Divās blakus esošajās teritorijās vairāku skolu katlumājas tika pārveidotas, lai izmantotu granulas. Toreizējais vicepremjers Viktors Zubkovs, kurš uzņēmumu apmeklēja 2009. gadā, augstu novērtēja šo projektu un īpaši izredzes to realizēt citos Krievijas reģionos. Raksta autore delegācijas sastāvā, kurā bija granulu pircēja pārstāvji no Nīderlandes, šo granulu ražotni apmeklēja 2010. gadā. Holandieši augstu novērtēja gan granulu, gan ražošanas kvalitāti. Bet diemžēl tajā pašā gadā rūpnīca tika slēgta, darbinieki tika atlaisti, brālis un māsa investors Nikolajs Djačenko, Rosselkhozbank OJSC reģionālās filiāles vadītājs Krasnodaras apgabalā, kurš finansēja AlTBioTa projektu, tika arestēts, un pats investors devās bēgt. Bet tas ir pavisam cits stāsts.

Tomēr atgriezīsimies pie Austrijas un Vācijas. Austrijas pētniecības asociācijas BioUP eksperti par galveno trūkumu, izmantojot cietkoksni granulu ražošanā, uzskata tās augsto pelnu saturu salīdzinājumā ar skujkoku koksni. Austrijas federālā mežsaimniecības pētniecības centra speciālists Andreass Haiders skaidroja, ka no lapu koku koksnes iespējams ražot ne tikai ENplus A2 un industriālās klases granulas, bet arī granulas, kas pilnībā atbilst ENplus A1 un DIN+ standartiem. Tas viss ir atkarīgs no tā, kāda cietkoksnes daļa tiek izmantota kā izejviela. Piemēram, papeles aplievu pelnu saturs būtiski atšķiras no pelnu satura stumbra serdes. Arī pelnu saturs ļoti atšķiras atkarībā no ciršanas laika un augsnes kvalitātes, tas ir, no koka augšanas zonas. Ir daudz datu par pelnu vielu saturu koksnē, taču tie atšķiras pat vienai un tai pašai sugai. Eksperimentāli noskaidrots, ka, tīģelī kalcinējot absolūti sausu koksni, pelnu atlikums vidēji svārstās no 0,3 līdz 1,0%. Turklāt 10-25% no atlikuma izšķīst ūdenī, tie ir soda un potašs (agrāk to rūpnieciskos daudzumos ieguva no plkst. koksnes pelni). Koksnes pelnu svarīgākās nešķīstošās sastāvdaļas ir kaļķi un dažādi sāļi magnijs un dzelzs - veido 75-90%. Haiders to ievēroja Eiropas dienvidos, Balkānos, īpaši republikās bijusī Dienvidslāvija- Horvātija, Melnkalne, Serbija un Bosnija un Hercegovina - mežos ir daudz lapu koku. Un kaimiņvalsts Itālija šodien ieņem pirmo vietu Eiropas Savienībā augstākās kvalitātes granulu patēriņa ziņā: vairāk nekā 3 miljoni tonnu gadā. Ģeogrāfiskā atrašanās vieta nodrošina labvēlīgus apstākļus (loģistiku) granulu eksportam no šīm Balkānu valstīm uz Itāliju. Uzziņai: Vācijā pēc 2018. gada sākuma datiem 2017. gadā 98,9% granulu tika ražoti no skujkoku koksnes, bet tikai 1,1% no cietkoksnes.

Pētījumi Baltkrievijā un Krievijā

2012. gadā Baltkrievijas Valsts Tehniskās universitātes Koksnes ķīmiskās apstrādes katedrā Minskā laboratorijas apstākļos tika izgatavotas granulas no galvenajām Baltkrievijas Republikas mežu veidojošām sugām: bērza, alkšņa un priedes. Granulu paraugi tika iegūti presēšanas temperatūrā 110 ° C 15 minūtes. Pētījumam izmantoto žāvēto zāģu skaidu mitrums bija 8-11%. Tika izvirzīts uzdevums salīdzināt iegūto granulu fizikālās un mehāniskās īpašības: mitruma saturu, pelnu saturu, blīvumu, mehānisko izturību un zemāku siltumspēju. Konstatēts, ka bērza un alkšņa koksnes granulu zemākā siltumspēja ir salīdzināma ar priedes granulu zemāko siltumspēju (1. tabula). Bet pelnu saturs cietkoksnes granulās ir 3,5 reizes lielāks nekā skujkoku granulu pelnu saturs. Veiktie testi apstiprināja fundamentālo iespēju ražot granulas no skujkoku. Pēc pelnu satura tās atbilst vismaz rūpniecisko koksnes granulu (līdz 1,5%) un ENplus A2 klases granulu standartiem. Savukārt no alkšņa un bērza koksnes ražotajām granulām ir raksturīga samazināta mehāniskā izturība (attiecīgi par 11 un 18% mazāka par priedes granulu izturību). Lai sasniegtu skujkoku granulām raksturīgo mehānisko izturību, nepieciešama cietkoksnes izejvielu pirmapstrāde ar piesātinātu tvaiku.

Eksperimentālo granulu ražošanu no cietkoksnes, kas apstrādāta ar piesātinātu tvaiku pirms granulēšanas, izveidoja Vitebskdrev OJSC. Izejvielu sastāvs ir šāds: bērzs - 35%, alksnis - 20%, apse - 40%, priede - 5%. Tika izmantota matrica ar efektīvo presēšanas kanāla garumu 33 mm (parasto 45 mm vietā), jo termiskā apstrāde Lapu koku koksnes apstrāde aizņem mazāk laika nekā skujkoku koksnes apstrāde (līdz ar to ir samazinājies enerģijas patēriņš). Rezultātā tika konstatēts, ka granulu blīvums no cietkoksnes sastāva ir salīdzināms ar granulu blīvumu no priedes koksnes (2. tabula). Šeit ir vietā citēt no testa ziņojuma: “Rīcība piesātināts tvaiks izraisīja koksnes komponentu aktivizēšanos, jaunu funkcionālo grupu izveidi, kas uzlabo adhezīvu mijiedarbību granulu veidošanās procesā. Notika koksnes daļiņu papildu mitrināšana, kā rezultātā temperatūra presēšanas granulatorā paaugstinājās no 110 līdz 120°C. Augstā presēšanas temperatūra veicināja strauju reakciju rašanos un arvien vairāk augstmolekulāru savienojumu uzkrāšanos, galvenokārt ļoti reaģējošas hemicelulozes dēļ. Izkusušie un mīkstinātie komponenti aizpildīja tukšumus starp šķiedrām un šūnu sienu kapilārajām un submikrokapilārajām sistēmām. Vienlaikus palielinājās šķērssaišu skaits starp koksnes komponentu molekulām, tostarp telpisko, kas nodrošināja izturīgu izstrādājumu veidošanos.

Lai palielinātu cietkoksnes granulu izturību, bieži tiek izmantotas dažādas piedevas, piemēram, ciete un lignīns. Krievijas Federācijas Krievijas Zinātņu akadēmijas Sibīrijas nodaļas Ķīmijas un ķīmiskās tehnoloģijas institūts pētīja piedevu iedarbību, granulējot cietkoksni. Tātad, soda, kaļķi, zivju eļļa, augu eļļas, kafijas biezumi uzlabo granulu vai brikešu īpašības: samazina atkritumu procentuālo daudzumu, palielina izturību pret lūzumiem transportēšanas un ievadīšanas laikā noliktavā vai katlā. Sasmalcinātas kokogles palielina granulu un brikešu siltumspēju.

Izejvielas granulu ražošanai

Eiropā granulu ražošanai arvien vairāk izmanto tā sauktos ātri augošos plantāciju stādījumus, kuru pelnu saturs nereti ir daudz lielāks nekā lapu koku koksnes pelnu saturs. DIN CERTCO eksperts un konsultants - visā pasaulē akreditēts Vācijas sertifikācijas centrs organizācijām, pakalpojumiem, produktiem, ieskaitot DIN+ standartus; FSC/PEFC, SBP — Ervins Hefels precizēja, ka daži strauji augoši plantāciju augi, piemēram, miskants un bambuss, nav iekļauti koksnes granulu ražošanai piemēroto izejvielu reģistrā, jo tie nav klasificēti kā koksne, bet ir klasificēta kā zāle. Tas ir, nav iespējams iegūt ENplus un DIN+ sertifikātus granulām, kas izgatavotas no miskanta un bambusa.

Kopumā pelnu satura ierobežošana izejmateriālos ir tīri abstrakta un relatīva prasība. Piemēram, Nīderlandes, Beļģijas, Dānijas, Polijas un citu valstu elektrostacijās salmu un saulespuķu sēnalu granulas, olīvu kauliņus, riekstu un kafijas pupiņu čaumalas un citu biomasu, kuru pelnu saturs bija vairākas reizes lielāks nekā kokskaidu granulu pelnu saturs, tika dedzinātas kopā ar akmeņoglēm. Vēl viens piemērs: uzņēmums Bionet no Arhangeļskas apgabala ražo lignīna granulas (sk. LPI Nr. 3 (133), 2018). Šis ir pirmais Krievijā realizētais projekts hidrolīzes ražošanas atkritumu - lignīna - apglabāšanai. Lignīna granulām, salīdzinot ar klasiskajām koksnes granulām, raksturīga augsta siltumspēja (21-22 MJ/kg), bet arī augsts pelnu saturs - 2,4%. Tas gan netraucēja projekta finansējuma saņēmējam Gazprombank uzsākt šo granulu tirdzniecību uz Dāniju un Franciju pēc prezentācijas Kopenhāgenā biznesa sanāksmē Krievijas Federācijas Tirdzniecības pārstāvniecībā Dānijā 2018.gada pavasarī.

Lielais pelnu saturs granulās, ko izmanto mazjaudas katlos, prasa tikai biežu pelnu ekstrakciju no pelnu bedres, kas parasti kalpo kā mēslojums dārzam.

Un kad granulas sadedzina kopā ar oglēm lielas termoelektrostacijas liela izturība nav nepieciešama, jo tās, tāpat kā ogles, vispirms tiek izvadītas caur drupinātājiem un smalkā frakcijā tiek ievadītas katla sadegšanas zonā. Tātad granulu lielā izturība tikai palielinās enerģijas izmaksas.

Kā liecina prakse, granulas ir iespējams ražot pašam augstas kvalitātes no lapkoku koksnes vai maisījuma ar skuju koku. Jauktas izejvielas noteiktā proporcijā ļauj sasniegt ENplus A1 standartiem atbilstošu granulu kvalitāti. Piedevas un priekšapstrādi ar tvaiku var arī izmantot vai izlaist. Ietekme būs atkarīga no izmantoto izejvielu kvalitātes un veida, tehnoloģiskās iekārtas ražošanā un, protams, no tehnologa un citu speciālistu profesionalitātes.

Sergejs Perederi, s.perederi@ eko-pellethandel.de

205. gada beigās Onegā tika uzsākts inovatīvs uzņēmums alternatīvās enerģijas jomā - rūpnīca granulu ražošanai no hidrolītiskā lignīna. Biodegvielas unikalitāte ir tāda, ka tās ražošanas izejvielas ir tikai un vienīgi rūpnieciskie atkritumi, kas guļ zemē kopš pagājušā gadsimta.

Arhangeļskas apgabalā tika nodota ekspluatācijā pirmā rūpnīca Krievijā lignīna granulu ražošanai. Ražošanu uz bijušās Onegas hidrolīzes rūpnīcas bāzes izveidoja a/s Bionet kopā ar vācu kompānijas Alligno speciālistiem. Vietas izvēle nav nejauša - padomju gados Oņegā pastāvot hidrolīzes nozarei, tika uzkrātas ievērojamas lignīna rezerves, kas rūpnīcā 10-15 gadus ļaus saražot 150 tūkstošus tonnu granulu gadā. Jaunā rūpnīca tiek būvēta kopš 2013. gada. Kopējās investīcijas ražošanā sastādīja aptuveni 40 miljonus eiro, no kuriem 10 miljoni bija Gazprombank ieguldījumi kapitālā, bet vēl 30 miljonus eiro banka papildus piesaistīja projektu finansējuma ietvaros.

Lignīna granulas pēc nolūka ir līdzīgas tradicionālajām kokskaidu granulām – tās izmanto kā kurināmo rūpnieciskajās katlumājās, lai ražotu siltumu vai elektroenerģiju. Jauno granulu unikalitāte slēpjas inovatīvā hidrolītiskā lignīna pārstrādes tehnoloģijā, kas ļauj iegūt eksporta preci ar augstu pievienoto vērtību un unikālām fizikālajām īpašībām.

Lignīna granulu siltumspēja ir gandrīz par ceturtdaļu augstāka nekā parastajām kokskaidu granulām. Jaunajām granulām ir augsts blīvums, tās ir ūdensizturīgas un nav pakļautas spontānai aizdegšanai. Tas ievērojami vienkāršo to uzglabāšanu un transportēšanu.

Pēc vairāku nozares ekonomistu domām, granulu ražošana galvenokārt ir vērsta uz Eiropas tirgiem, kur tiek īstenota politika fosilo izejvielu īpatsvara samazināšanai, ko atbalsta valsts subsīdiju programmas uzņēmumiem, kas izmanto biodegvielu. Pircējus Bionet pagaidām neatklāj, precizējot vien to, ka šobrīd aktīvu interesi par jauno produktu izrāda uzņēmumi no Itālijas, Vācijas un Slovēnijas.

Papildus projekta ekonomiskajai sastāvdaļai svarīga ir arī tā sociālā nozīme reģionam.

“Kad rūpnīca ir pilnībā noslogota, tiek radīti aptuveni divi simti darba vietu. Vietējie budžeti saņems papildu ieņēmumus nodokļu veidā. Paralēli rūpnīcas darbībai ir iespējams uzlabot inženiertehnisko un komunālo infrastruktūru, kā arī nodrošināt labvēlīgus dzīves apstākļus ražotnes darbiniekiem un viņu ģimenēm,” sacīja ģenerālmenedžeris AS "Bionet" Igors Čeremnovs.

Kā atzīmēja Arhangeļskas apgabala degvielas un enerģētikas kompleksa un mājokļu un komunālo pakalpojumu ministrs Igors Godžišs, biodegvielas ražošana ļauj atrisināt ne tikai ar lignīna izgāztuvēm saistīto problēmu un samazināt to negatīvo ietekmi uz reģionu, bet arī radīt inovatīvu eksporta produktu.

Gazprombank šī nav pirmā investīcija reālajā ekonomikas sektorā. Gazprombank savu interesi par Bionet OJSC skaidroja ar to, ka vēsturiski enerģētikas nozare ir viena no Gazprombank galvenajām kompetencēm tiešo investīciju jomā. "Mēs jau ilgu laiku esam rūpīgi novērojuši bioenerģijas tirgu Krievijā un pastāvīgi meklējam interesantas investīciju iespējas," sacīja Sergejs Griščenko, Gazprombank tiešo investīciju nodaļas vadītāja vietnieks un Bionet direktoru padomes priekšsēdētājs. Pēc viņa teiktā, augsts līmenis projekta īstenošana ļāva piesaistīt Vācijas eksporta kredīta aģentūras Hermes finansējumu, kas kopumā samazinājās kopējās izmaksas finansējumu.

Granulas NO kokapstrādes atkritumiem (hidrolītiskais lignīns) un to ražošanas metode

Izgudrojums attiecas uz atjaunojamiem enerģijas avotiem, bioenerģiju, jo īpaši uz biodegvielas ražošanu, kurināmā granulām no kokapstrādes rūpniecības atkritumiem, hidrolītisko lignīnu un paredzēts izmantošanai siltumenerģijas izdalīšanai, sadedzinot daudzās termoelektrostacijās ar paaugstinātu emisiju tendenci. uz nulli, kad sadeg.

Iepriekš zināmās degvielas iegūšanas metodes no visu tā šķirņu lignīna, sajaucot to ar piedevām un piemaisījumiem ar zemu aizdegšanās un aizdegšanās temperatūru, proti, ar naftas ķīmijas rūpniecības materiālu vai ķīmisko savienojumu sarakstu: naftas izdedžiem, darvu, krekinga atlikumiem, termisko. gāzeļļa, smagā katalītiskā krekinga gāzeļļa, asfalts un naftas ieguves ekstrakti, pirolīzes sveķi vai mazuts vai šķidri vai pastas produkti, kas iegūti no akmeņogļu, akmeņogļu darvas, piķa, darvas suspensijas vai ar atliekām un organisko atkritumu atkritumiem ražošana masas attiecībā no 9:1 līdz 1:9, galvenokārt no 2:1 līdz 1:3. Darva, mazuts un akmeņogļu darvas piķis tiek sašķidrināti karsējot līdz 80-150ºС (saskaņā ar patentu RU2129142, klase C10L 9/10, C10L 5/14, C10L 5/44 publ. 04/20/99).

Šīs lignīna izmantošanas vai izmantošanas metodes trūkums ir iegūtās degvielas (ķīmiskā savienojuma) negatīvā ietekme uz vidi sadedzinot un renderējot negatīva ietekme uzglabāšanas un ražošanas gadījumos.

Iepriekš zināmās metodes kurināmā brikešu izgatavošana no augu maisījuma, ieskaitot malšanu, žāvēšanu, maisījuma sastāvdaļu samaisīšanu un sekojošu presēšanu, kas raksturīgs ar to, ka kā augu maisījums tiek izmantots tehniskā hidrolītiskā lignīna maisījums ar koksnes atkritumiem šādā sastāvdaļu proporcijā, masas. %: koksnes atkritumi - 30 - 60 ; tehniskais hidrolītiskais lignīns - pārējais (saskaņā ar patentu RU2131912, klase C10L 5/44 publ. 06.20.99.).

Trūkums šī metode ir tehnisko un vides raksturlielumu nestabilitāte, jo īpaši izturība un pelnu saturs, pelnu veidošanās produkts kā atlikuma sadegšanas produkts, kas saistīts ar to iekļaušanu brikešu sastāvā koksnes atkritumi zema kvalitāte.

Par vistuvāko piedāvātajam hidrolītiskā lignīna granulēšanas risinājumam var uzskatīt hidrolītiskā lignīna briketēšanas metodi, kas ietver sākotnējā produkta pulpingu, lignīna masas neitralizēšanu un bagātināšanu, celulozes tālāku atūdeņošanu, dehidrētās lignīna masas žāvēšanu un turpmāko tās briketēšanu. Bagātinātā lignīna masa tiek atūdeņota, veidojot lignīna plātnes ar atlikušā mitruma saturu ne vairāk kā 45%. Pēc tam pēdējie tiek žāvēti elektromagnētiskā lauka un augstfrekvences strāvu ietekmē. Sairtais produkts, sagatavotā lignīna masa, tiek pārnesta uz presēšanas briketēm (saskaņā ar patentu RU2132361, klase C10L 5/44 publ. 06.27.99.).

Atšķirība starp šo metodi ir nepieciešamība veikt papildu darbības, lai bagātinātu izejvielas, un rezultātā pagarinās laiks, kas nepieciešams, lai ievadītās izejvielas izietu cauri. tehnoloģiskais process. Iegūto un izveidoto plātņu tālāka sasmalcināšana pēc žāvēšanas, kam nepieciešama klātbūtne papildu aprīkojums, kas nozīmē biežu darba virsmu nomaiņu un zemu produktivitāti. Svarīga piezīme var būt iegūtā produkta turpmāka izmantošana sadegšanas laikā, kas iespējama tikai speciāli sagatavotās katlu un krāsns iekārtu krāsnīs, izmantojot barības transportu, kas parasti atšķiras no vispārpieņemtajiem ogļu katliem, kas darbojas uz granulu produktiem.

Piedāvātā izgudrojuma, degvielas granulu ražošanas no hidrolītiskā lignīna, pozitīvs tehniski ekonomiskais rezultāts ir biodegvielas ražošanas ražīguma palielināšana, enerģijas izmaksu samazināšana, tehnoloģisko iekārtu izvēles vienkāršība, atkritumu trūkums un zems emisiju procents. Pilnīga atbilstība prasībām un tiesību aktiem energotaupības jautājumos, apvidu un apvidu vides prasības turpmākajā izmantošanā un iegūtā produkta kā augstas kvalitātes biomasas kurināmā starpuzglabāšanā.

Deklarētais tehniskais rezultāts tiek sasniegts ar to, ka no hidrolītiskā lignīna tiek izgatavotas granulas degvielas granulu veidā, saspiests lignīns. Lignīnu, ko izmanto kā izejvielu degvielas granulu ražošanā, iegūst koksnes atkritumu hidrolīzē, un pirms apstrādes un pirms presēšanas to smalki tīra un šķiro frakcijās, pēc tam noņemot minerālos elementus, nedegošus ieslēgumus un gružus, kas ietekmē pelnu atlikumu procentuālās daļas pieaugumu un zemas kvalitātes piesārņojošo emisiju sadedzinot.

Konkrētā gadījumā hidrolītiskais lignīns jau ir bagātināts ar hidrolīzes ražošanas atvasinātajiem atlikumiem 1-20% (masas) apjomā. Hidrolīzes ražošanas atkritumos ietilpst invertora atliekas, karstās dūņas, aukstās dūņas, bioloģiskās ražošanas dūņas notekūdeņi, organiskie savienojumi, metoksigrupas, karboksilgrupas, karbonilgrupas, fenola hidroksīdi un cietie ogļūdeņraži.

Granulu ražošana no hidrolītiskā lignīna tiek veikta šādi.

Hidrolītiskais lignīns, kas iegūts hidrolīzē, izmantojot vājus sērskābes šķīdumus, kas šajā procesā novājināti ar kaļķu piedevām un koksnes atkritumiem, tiek mehāniski atlasīts no izgāztuvēm un noliktavas, pēc tam transportēts uz ražošanu pārstrādei.

Apstrādes process pirms sagatavošanas iziet vairākus posmus.

Sagatavošana un šķirošana apstrādei (metāla priekšmetu, celtniecības ieslēgumu un gružu, arī nehidrolizētas koksnes izvešana).

Hidrolītiskā lignīna sagatavošana žāvēšanai. Šajā posmā veidojas maisījums, kas sastāv no daļas sausā hidrolītiskā lignīna, kas ir izturējis žāvēšanas stadiju, un hidrolītiskā lignīna, kas nonāk ražošanā ar uzglabāšanas laikā iegūto mitruma saturu 65%. Maisīšanas laikā hidrolītiskā lignīna mitruma saturs tiek vidēji aprēķināts un izlīdzināts līdz nepieciešamajam tehnoloģiskajam rādītājam, kuram jābūt vienādam ar 49 - 54%. Ievadīto izejvielu mitruma saturam jābūt atkarīgam no biomasas, kuras mitruma saturs ir mazāks par 14%, un tas ir nepieciešams, lai pirms sajaukšanas izlīdzinātu izejvielu turpmāko mitruma līdzsvaru.

Hidrolītiskā lignīna žāvēšana tiek veikta bungu tipa žāvēšanas iekārtās bez tiešas procesā iesaistītā tvaika mijiedarbības un pilnībā novēršot izejvielu mijiedarbību ar atklātu uguni vai augstas temperatūras avotiem vai agregātiem un ģeneratoriem.

Mirušā tvaika padeve tiek veikta cauruļu saišķos, kas ir raksturīgs izmantotās žāvēšanas vienības pildījums. Žāvēšana notiek žāvēšanas trumuļa starpcauruļu sinusos ar metodisku, piespiedu samaisīšanu, izmantojot uzstādītos asmeņus un rippers. Hidrolītiskā lignīna žāvēšana tiek veikta, līdz mitruma saturs sasniedz 8-14%.

Hidrolītiskā lignīna smalka attīrīšana. Žāvēts hidrolizēts lignīns (izejviela) tiek ievadīts smalkās attīrīšanas stadijā, kam seko atdalīšana frakcijās, izmantojot piramīdas sietu komplektus, izmantojot mehānisku stimulāciju un orientētas plūsmas transportēšanai un pārvietošanai. saspiests gaiss. Process paredz minerālu ieslēgumu un komponentu atdalīšanu no hidrolītiskā lignīna sastāva organiskās daļas. Pēc tam izsijātā materiāla frakcionētais sastāvs tiek izlīdzināts līdz gatavā maisījuma frakcijai, lai to pārnestu uz uzglabāšanas tvertni turpmākai presēšanai (granulēšanai). Sadalīšanas process frakcionētās sastāvdaļās, smalki attīrot izejvielas, kas pēc tam ietekmē saķeri produkta cilindra veidošanās laikā, fizikālās īpašības un ķīmisko sastāvu.

Saspiežot granulās. Sagatavotās viendabīgās masas uzkrātais tilpums pēc tam nonāk presēšanas sagatavošanas stadijā. Sagatavošanas periods ir īslaicīgs un sastāv no piegādātā hidrolītiskā lignīna mitrināšanas ar paša mitruma diapazonu no 10-16% ar krāna ūdeni bez papildu sagatavošanas temperatūrā no 4 līdz 10ºС. Presēšana, kā sagatavotās masas sablīvēšana, ievadot to presēšanas granulatorā, proti, tehnoloģiski kustīgā dobumā starp spiedrullīšiem un perforēto matricu, kas ir darba, lieljaudas virsmas rādiuss. Iespiežot piegādāto žāvēto un attīrīto materiālu, lignīnu, caurumos ar teorētiski pieņemto diametru aptuveni 8 mm un dziļumu aptuveni 8 mm un nogriežot iegūto cilindru ar ārējo nazi, iegūst gatavo produktu, lignīna granulas, degvielas granulas.

Pēc tam iegūtais produkts iziet cauri dzesēšanas sistēmai un īpaši izstrādātā dzesētājā. Dzesēšanu veic ar gaisa plūsmu, ko nodrošina ventilators. Pēc dzesētāja granulas iziet cauri sijāšanas stadijai, atdalot iegūto smalko frakciju un nestandarta produktu. Iegūtie sijājumi tiek atgriezti granulēšanas stadijā un atkal nospiesti.

Izsijātā gatavā produkcija tiek pārvietota uz uzglabāšanas tvertnēm. Process ir pabeigts.

Pielietojums - dedzināšana. Lignīna granulas degot neizdala smaku, degšana notiek mierīgi, kontrolēti, vienmērīgā paklājā uz režģa, kustīga vai statiska. Dūmi, sadedzinot granulas no hidrolītiskā lignīna, ir praktiski bezkrāsaini, liesmas aizraušanās ir siltumenerģētikas normu un noteikumu robežās, sadaļa par cietā kurināmā un cietā kurināmā katlu agregātu izmantošanu un pielietojumu. Lignīna degvielas granulu sadegšana ir salīdzināma arī ar degšanas apstākļiem kurināmā granulām, kas izgatavotas no tīras koksnes un akmeņoglēm. Sakarā ar zema procentu likme sēra saturs hidrolīzes granulās, sēra dioksīda emisijas atmosfērā ir zemas, tiecas uz nulli. Lignīna granulu sadedzināšana joprojām kvalitatīvi atšķiras no klasiskās koksnes kurināmā granulu sadedzināšanas gan siltumenerģijas izdalīšanās ziņā. Arī no vides un ekonomiskā viedokļa lignīna granulas ir izdevīgākas ogles un šķidrā degviela. Lignīna granulu izmantošana ļauj automatizēt iekraušanas procesu, ievadīšanu sadedzināšanas iekārtā un regulēt degšanas procesu. Lignīna granulu izmantošana to augstās siltumspējas dēļ, kas vienāda ar 20-21,5 MJ/kg, ir augstāka nekā koksnes izstrādājumam un pēc siltumspējas ir vienāda ar augstas kvalitātes akmeņoglēm 5100 Kcal/kg. Izmērs (frakcionēts), augsts blīvums pēc presēšanas ir raksturīgs iegūtā produkta stiprumam un svārstās no 98-99,5%. Tilpuma blīvums 750 kg/m3, palīdz samazināt transporta konteineru daudzumu, pārvietojot lignīna degvielas granulas uz degšanas (lietošanas) vietu. Granulas var plaši izmantot kā kurināmo automatizētajām katlu mājām, gan sadzīves, gan rūpnieciskām, bez būtiskām izmaiņām dizainā, iepriekšējas modernizācijas un esošo katlu aprīkojuma modeļu un variantu rekonstrukcijas. Granulas no hidrolītiskā lignīna, pamatojoties uz to fizikālās un ķīmiskās īpašības ir unikālas spējas un iespējas nodrošināt pieejamu glabāšanu dažādos pieejamās uzglabāšanas apstākļos pašreizējos atmosfēras apstākļos, neņemot vērā gada laiku, atmosfēras nokrišņi, to veidu un daudzumu, nemainot siltumspēju un saglabājot ģeometrisko formu. Vēl viena unikāla spēja ir to nevainojamā hidrofobitāte, tāpēc tie neuzsūc mitrumu līdz visa iegūtā cilindra korpusa dziļumam, bet gan to atgrūž. Bet vēl viena unikāla īpašība ir sākotnējā mitruma atjaunošana pēc mitras vides iedarbības. Tehniskajās specifikācijās paredzētos sākotnējos raksturlielumus granulas iegūst, pakļaujot apkārtējās vides mitruma izmaiņām vai piespiedu kārtā iedarbojoties uz gaisa masu plūsmām. Vārdu sakot, notiek žāvēšana.

Pateicoties pareizai formai, mazam izmēram un viendabīgai konsistencei, granulas var izliet caur vakuuma iekrāvēju uzmavām vai uzmavām bez mehāniskas kustības un pa iepriekš izveidotu teknes slīpumu, izmantojot paātrinājuma spēku, kas rodas zem ķermeņu brīvas krišanas. īpatnējā fiziskā svara ietekme. Tas ļauj ne tikai automatizēt iekraušanas un izkraušanas procesus un arī nodrošināt vienmērīgu degvielas dozēšanu degšanas laikā, kā arī panākt enerģijas ietaupījumu pārvietojoties.

Mūsdienās granulas pēc siltuma pašizmaksas ir pielīdzināmas oglēm, taču pēdējās ir sarežģīti realizēt automatizācijas procesos un pamatoperācijās - izdedžu iekraušana/izvešana jāveic izmantojot pelnu atlases iekārtu vai manuāli, atkarībā no katlu iekārtas veida. Svarīgs aspekts ir pelnu atlikumu trūkums, kā rezultātā nav apglabāšanas izmaksu. Lietojot granulas, izdedžu veidošanās ir minimāli mazāka un vienāda ar 3% no sadegušās lignīna granulu masas.

Atšķirībā no citiem degvielas veidiem, kas ražoti ar granulēšanas un presēšanas metodi, ražošanas procesā netiek izmantotas trešo pušu piedevas un piedevas, ķīmiskas vielas, un tāpēc tas neizraisa. alerģiska reakcija cilvēkos.

Pēc siltumspējas, lietošanas vienkāršības, glabāšanas, transportēšanas, izmantošanas esošajās apkures iekārtās gan rūpnieciskajā, gan mājsaimniecībā, kā arī vides kvalitātes granulas ir starpposma saikne starp oglēm un gāzes kurināmo, taču mobilākas un drošākas.

1. Granulas no hidrolītiskā lignīna izgatavo kurināmā granulu veidā, presētas no hidrolītiskā lignīna, kas iegūts, hidrolizējot koksnes atkritumus ar sērskābes šķīdumiem, kas raksturīgs ar to, ka pirms apstrādes hidrolītiskais lignīns tiek bagātināts ar hidrolīzes ražošanas atvasinājumiem un pirms presēšanas. tiek veikta smalka tīrīšana un šķirošana frakcijās ar sekojošu minerālu elementu atdalīšanu un pelnu satura samazināšanu.

2. Paņēmiens granulu iegūšanai no hidrolītiskā lignīna saskaņā ar 1. punktu, kas ietver tīrīšanu, sajaukšanu, žāvēšanu un presēšanu, un kas raksturīgs ar to, ka pirms apstrādes hidrolītiskais lignīns tiek bagātināts ar hidrolīzes ražošanas atvasinājumiem un pirms presēšanas tiek rūpīgi attīrīts ar šķirošanu. frakcijās, kam seko minerālelementu atdalīšana un pelnu satura samazināšana.

3. Paņēmiens saskaņā ar 2. punktu, kas raksturīgs ar to, ka hidrolīzes lignīns tiek bagātināts ar hidrolīzes ražošanas atvasinātajiem atkritumiem 1-20 masas % apmērā.

Līdzīgi patenti:

Izgudrojums atklāj kūdras degvielas presēšanas procesa automatizētas kontroles metodi, kas ietver mitruma, temperatūras, izejvielu patēriņa mērīšanu un sekojošu izmērīto datu salīdzināšanu ar mikrokontrollerī iestatītajām vērtībām, kā arī papildus ietver automātisku mērīšanu un presēšanas spiediena, kustības ātruma un turēšanas laika materiāla regulēšana matricas (presēšanas) kanālā.

Izgudrojums apraksta ilgstoši degošu baļķi, kas ir monolīts izstrādājums, kura tilpums ir lielāks par 0,5 litriem un svars pārsniedz 500 g, kas satur parafīnu, stearīnu, vasku vai to maisījumus, koka miltus, sasmalcinātus salmus, papīru ne vairāk diametrā par 1 mm vai to maisījumiem, kokskaidu granulām līdz 4 mm diametrā un ar mitruma saturu ne vairāk kā 8 % ar masas daļa%: parafīns, stearīns, vasks 30-40 koka milti, sasmalcināti salmi, papīrs 20-60 kokskaidu granulas 10-40 Pieteiktā izgudrojuma tehniskais rezultāts ir palielināt baļķa degšanas laiku, kā arī tā nepārprotamu atpazīšanu.

Izgudrojums atklāj nepārtrauktu procesu torrefētas blīvētas biomasas ražošanai, kas ietver šādas darbības: (a) sabiezinātas biomasas materiāla padeves nodrošināšana, (b) sabiezinātā biomasas materiāla iegremdēšana uzliesmojošā šķidrumā, (c) blīvētās biomasas materiāla torreficēšana uzliesmojošs šķidrums temperatūras diapazonā no aptuveni 270 °C līdz aptuveni 320 °C vismaz no 10 minūtēm līdz aptuveni 120 minūtēm, lai veidotu torrefētu sabiezinātu biomasu, d) pārnes torreficēto sabiezināto biomasu no uzliesmojošu šķidrumu ūdens vannā, un (e) reģenerē atdzesētu, saspiestu, saspiestu biomasu no ūdens vannas, kur (e) solī reģenerētā saspiestā saspiestā biomasa satur ne vairāk kā aptuveni 20 % w/w.

Izgudrojums attiecas uz metodi ar oglekli bagātināta biomasas materiāla iegūšanai, uz šādā veidā iegūto materiālu, kā arī uz tā izmantošanu. Metode ar oglekli bagātināta biomasas materiāla iegūšanai ietver šādas darbības: (i) kā izejvielu nodrošina lignocelulozes materiālu, (ii) minēto izejvielu pakļauj apstrādei temperatūrā no 120°C līdz 320°C substehiometriskā daudzuma klātbūtnē. skābekļa ar O2 vai ekvivalentu O2 koncentrāciju diapazonā no 0,15 līdz 0,45 mol/kg žāvēta lignocelulozes materiāla ar nosacījumu, ka lignocelulozes materiāla pilnīgai sadegšanai ir nepieciešams stehiometrisks skābekļa daudzums noslēgtā reakcijas traukā, (iii) atver minēto reakcijas trauku un (iv) atgūt cieto produktu no reakcijas trauka maisījumiem.

Izgudrojums apraksta kokogļu degvielas brikešu ražošanas metodi, kas ietver malšanu, sajaukšanu un presēšanu ar maisījuma iepriekšēju uzsildīšanu līdz 80-100°C 170-200 MPa spiedienā un 10-12% mitrumā, ko raksturo tas, ka gatavojot maisījumu, 5 -10 mas.% zāģu skaidas.

Izgudrojums atklāj kurināmā iegūšanas metodi no biomasas, kurā biomasa tiek pakļauta termiskai apstrādei temperatūras diapazonā no 150 līdz 300°C, reaktors (11) ar spiedienu, paaugstinātu tvaiku un gaisu, kurā tiek atbrīvots spiediens. pēc apstrādes pabeigšanas, kamēr palielinās no izplūdes spiediena, tvaika un citu gāzu tilpums uz laiku tiek uzkrāts tvertnē (14) ar adaptīvu tilpumu, un tvaiks un citas gāzes tiek pakļautas siltuma apmaiņai vismaz vienā. siltummaini (13), lai kondensējamās gāzes kondensētos un atbrīvotu kondensācijas siltumu vismaz vienā siltummainī (13).

Izgudrojumā aprakstīta metode kurināmā brikešu iegūšanai no koksnes atkritumiem, tajā skaitā koksnes atkritumu iekraušana, presēšana un žāvēšana, un pēc koksnes atkritumu iekraušanas tās papildus tiek sablīvētas ar ultraskaņu, kam seko vienlaicīga koksnes atkritumu presēšana un apstrāde ar augstu frekvences elektriskais lauks.

Izgudrojumā ir atklātas kurināmā briketes no divkomponentu koksnes izcelsmes maisījuma: pirmā sastāvdaļa ir šķembu koksnes atkritumi no kokapstrādes un/vai kokapstrādes uzņēmumiem, bet otrā sastāvdaļa ir kokogles, bet divkomponentu maisījums ir formā. no homogenizēta kompozītmateriāla, kas iegūts, sajaucot šķembu koksnes atkritumu matricu un nostiprinot izkliedētās kokogles daļiņas, kas veikta divos posmos: pirmais posms - apvienojot šādus vienlaicīgi notiekošus procesus: koksnes atkritumu žāvēšana ar sākotnējo dabisko mitrumu, izkliedēšana sākotnējās ogles un izkliedētās ogles adsorbcija ar matricu; un otrais posms - kompozītmateriāla briketēšanas procesā, vēlams ar ekstrūzijas palīdzību, un žāvēšanas, dispersijas un adsorbcijas kombināciju veic dinamiskā cilpveida dūmgāzu maisījuma siltuma plūsmā ar mitruma tvaikiem no koksnes atkritumiem, kas izdalās laikā. žāvēšanas process, kamēr kokogļu saturs izejvielās tiek uzturēts 5÷30 masas robežās.

Izgudrojums apraksta paņēmienu kurināmā brikešu iegūšanai no koksnes atkritumiem, ieskaitot slīpēšanu, žāvēšanu līdz mitruma saturam 12-16%, maisījuma komponentu, tai skaitā tehniskās hidrolīzes lignīna, samaisīšanu un saistvielas lādiņa sagatavošanu veic pievienojot 70-80% nātrija karbonāta tehniskās hidrolīzes lignīnam 5-10% un tālāk mehāniski aktivizējot, kam seko 15-20% gara piķa, kas uzkarsēts līdz 90°C, iegūtais maisījums 10-15% daudzumā. sajauc ar koksnes atkritumiem, sasmalcina līdz 1-5 mm 85-90% apmērā un maisījuma briketēšanu veic 90±2°C temperatūrā un 45-50 MPa spiedienā.

Izgudrojums atklāj degvielas granulu ražošanas metodi, kas ietver stacijās radīto aktīvo dūņu dozēšanu un sajaukšanu. bioloģiskā apstrāde notekūdeņus, ar atūdeņošanas piedevu, iegūtā maisījuma dehidratāciju un sekojošu maisījuma veidošanu, izmantojot aktīvās dūņas ar ūdens saturu 97-99 %, kā atūdeņošanas piedevu izmanto dūņas no termiskās ķīmiskās ūdens apstrādes. spēkstacija(TES) ar mitrumu ne vairāk kā 3%, aktīvo dūņu dozēšana un sajaukšana ar TES ķīmiskās ūdens attīrīšanas dūņām tiek veikta attiecībā (7-10): (1-2)% masas, iegūtais maisījums tiek atūdeņota divos posmos, pirmajā posmā centrifugējot 1-3 minūtes, līdz tiek iegūts maisījums ar mitruma saturu 69-74%, bet otrajā posmā žāvēšanu veic uz lentes žāvētāja 105-115°C temperatūrā 20-40 minūtes, līdz tiek iegūts maisījums ar mitruma saturu 40-45%, pēc tam dehidrēto maisījumu formē granulējot un pēc tam granulas pārklāj ar organisko piedevu, savukārt degvielas granulas satur , mas.%: aktīvās dūņas - 65-75, termoelektrostacijas ķīmiskās ūdens attīrīšanas dūņas - 6-10, organiskās piedevas - pārējās.

Izgudrojums apraksta izstrādājumu, kas izgatavots no kokogles, kas satur cilindrisku korpusu un atbalsta elementus, kura apakšējā virsma ir veidota ieliektas lēcas formā, un atbalsta elementi ir atdalīti ar gaisa kanāliem-izkliedētājiem, kuriem ir izliekta-izliekta konfigurācija. ārpusē un paplašināties uz iekšu.

Izgudrojums atklāj degvielas brikešu un granulu ražošanas metodi, kas ietver malšanu, žāvēšanu, dozēšanu, padevi, sajaukšanu, briketēšanu, granulēšanu un dzesēšanu, kas raksturīga ar to, ka briketes un granulas tiek ražotas, pamatojoties uz sagrieztu salmu maisījumu ar pievienošanu. līdz 20-30% topinambūra vai saulespuķu stublāju un to grozu, vai 30-40% kaltētu šķembu meža vai dārza atkritumu, vai līdz 20% zāģu skaidas.

Izgudrojums atklāj metodi žāvēta degoša materiāla iegūšanai, kas ietver: sajaukšanas posmu, kurā sajauc vairākas daļiņas, kas izgatavotas no degoša materiāla, kas satur mitrumu, un dehidrējošu šķidrumu, kas izgatavots no emulsijas, kas satur sintētiskos sveķus, lai izveidotu maisījumu, kurā virsmas daļiņas nonāk saskarē ar dehidratējošu šķidrumu; un žāvēšanas posms, lai izveidotu sintētisko sveķu pārklājumu, kas izgatavots no dehidratējoša šķidruma, kas žāvēts uz daļiņu virsmām, iztvaicējot mitrumu no daļiņām, veidojot pārklātas daļiņas, tostarp daļiņas ar samazinātu mitruma saturu, un sintētisko sveķu pārklājumu, kas pārklāj virsmu daļiņas, kur sintētiskie sveķi, kas atrodas dehidrogenēšanas šķidrumā, ir akrila sveķi, uretāna sveķi vai polivinilacetāta sveķi, tādējādi iegūstot žāvētu uzliesmojošs materiāls, veidojas no pārklātām daļiņām.

Šis izgudrojums attiecas uz videi draudzīgu un ļoti efektīvu metodi cietā kurināmā ražošanai, izmantojot organiskos atkritumus ar augstu ūdens saturu, kas ietver: (a) atkritumu sajaukšanas posmu, kurā organiskos atkritumus ar augstu ūdens saturu un cietos sadzīves atkritumus ievada Fe bāzes reaktors un maisījums; (b) hidrolīzes posms, kurā augstas temperatūras tvaiks tiek piegādāts uz Fe bāzes reaktoru, lai hidrolizētu maisījumu; c) spiediena samazināšanas posms, kurā tvaiks no reaktora tiek atbrīvots un spiediens reaktorā tiek strauji palielināts, lai nodrošinātu zemas molekulmasas organiskos atkritumus pēc (b) posma, vai lai palielinātu reaktora īpatnējo virsmu. sadzīves atkritumi pēc (b) posma; d) vakuuma vai diferenciālā spiediena pakāpi, lai noņemtu ūdeni; un (e) cietā kurināmā ražošanas posms, kurā reakcijas produkts no soļa (d) tiek dabiski žāvēts un saspiests, lai iegūtu cieto kurināmo ar ūdens saturu no 10 līdz 20%. // 2569369

Ierīce smalkgraudainu kurināmā ražošanai no cietām vai pastveida enerģijas izejvielām žāvēšanas ceļā, kas satur triecienreaktoru ar rotoru un triecienelementiem, kur minētais triecienreaktors ir karstumizturīgs līdz 350°C, ierīce karsta padevei žāvēšanas gāze triecienreaktora apakšējā daļā, ierīce cietas vai pastas veida enerģijas izejvielas padevei reaktora augšpusē, vismaz viena ierīce gāzes plūsmas izvadīšanai, kas satur drupinātas, žāvētas enerģijas izejvielas daļiņas, un ierīce sadrupinātu, žāvētu enerģijas izejvielu daļiņu atdalīšanai un izvadīšanai no gāzes plūsmas, kas izvadīta no triecienreaktora, kur žāvēšanas gāze tiek ievadīta triecienreaktorā netālu no labirinta blīvējuma un/vai caur labirinta blīvējumu, kas atrodas netālu no trieciena rotora vārpstas. reaktors.

Izgudrojums apraksta metodi cietā kurināmā iegūšanai, ieskaitot posmus, kuros suspensiju gatavo, sajaucot pulverveida zemas kvalitātes ogles un eļļu; karsējot iztvaicē suspensijā esošo mitrumu un pēc iztvaicēšanas posma iegūto suspensiju atdala cietā materiālā un šķidrumā, kur iztvaicēšanas posms ietver suspensijas karsēšanas posmus pirmajā cirkulācijas ceļā un sakarsētās suspensijas karsēšanu otrajā. cirkulācijas ceļš, kas atšķiras no pirmā cirkulācijas ceļa, kur iztvaicēšanas posmā ģenerētais procesa tvaiks tiek izmantots kā siltuma pārneses šķidrums jebkurā no priekšsildīšanas posmiem un sildīšanas posmiem, un ārēji ievadītais tvaiks tiek izmantots kā siltuma pārnese šķidrums otram posmam.

Izgudrojums atklāj granulas no hidrolītiskā lignīna, kas izgatavotas kurināmā granulu veidā, presētas no hidrolītiskā lignīna, kas iegūts, hidrolizējot koksnes atkritumus ar sērskābes šķīdumiem, kas raksturojas ar to, ka pirms apstrādes hidrolītiskais lignīns tiek bagātināts ar atvasinātajiem hidrolīzes ražošanas atkritumiem, un pirms presēšanas tiek veikta smalka tīrīšana ar šķirošanu frakcijās ar sekojošu minerālelementu atdalīšanu un pelnu satura samazināšanu. Ir atklāta arī metode granulu iegūšanai no hidrolītiskā lignīna. Tehniskais rezultāts ir tādu granulu iegūšana, kurām ir optimālas īpašības: tām ir augsta siltumspēja, augsta mehāniskā izturība, un, sadedzinot, neveidojas pelnu atlikumi. 2 n. un 1 alga f-ly.

Vācijā Kotbusas Tehniskajā universitātē kopā ar Biomasas pētniecības centru Leipcigā un vienu tehnoloģisko iekārtu ražošanas uzņēmumu tika uzsākts projekts jauna veida biodegvielas - degvielas granulu no lignīna ražošanai.

Pēc ekspertu domām, jauns projekts beidzot dos iespēju rūpnieciskā mērogā ražot augstas kvalitātes degvielas granulas (granulas) vai briketes no hidrolizēta lignīna.

Pilotprojekts tiks uzsākts 2013. gada jūnijā. Finansējums tiek nodrošināts no ES dotācijām vides aizsardzības programmā.

Daudzus gadus simtiem zinātnisku organizāciju visā pasaulē ir iesaistījušās pētniecībā un attīstībā hidrolītiskā lignīna izmantošanas jomā. Daudzi no viņiem ir iekšā dažādi gadi ir jau ieviesti rūpniecībā. IN pēdējā laikāŠie darbi kļūst aktuāli, palielinoties interesei par vides problēmu risināšanu un biomasas rūpniecisko izmantošanu kopumā enerģētikā. Bet bez nopietna valdības atbalsta, visticamāk, "izgāztuve joprojām pastāvēs".

Runājot par Krieviju, Krievijas Federācijas hidrolītiskā lignīna krājumi desmitiem miljonu tonnu apmērā ir salīdzināmi ar citiem kokapstrādes atkritumiem - mizu, zāģu skaidām utt.

Interesanti, ka lignīns no koksnes atkritumiem atšķiras ar lielāku viendabīgumu un, galvenais, lielākā koncentrācijā (piemēram, izgāztuves pie hidrolīzes rūpnīcām). Sakarā ar praktiski pilnīga prombūtne tā apglabāšana rada problēmas no vides viedokļa un ar tā uzglabāšanu.

Lielākajā daļā hidrolīzes un bioķīmisko rūpnīcu lignīns tiek apglabāts izgāztuvēs un piesārņo lielas platības.

Daudzi Eiropas eksperti, apmeklējot šādas ražotnes, uzsver, ka nekur Eiropā viņi nav redzējuši tik kolosālu neizmantoto enerģijas izejvielu koncentrāciju.

Pēc literatūrā pieejamajiem datiem, hidrolītiskā lignīna kā ķīmiskās izejvielas izmantošana NVS nepārsniedz 5%. Un saskaņā ar Starptautiskā Lignīna institūta datiem pasaulē rūpnieciskiem, lauksaimniecības un citiem mērķiem tiek izmantoti ne vairāk kā 2% tehnisko lignīnu. Pārējais tiek sadedzināts spēkstacijās vai izmests izgāztuvēs.

Problēma

Hidrolītiskā lignīna pārstrādes problēma ir bijusi nozares galvenā problēma kopš 30. gadiem. Un, lai gan zinātnieki un praktiķi jau sen ir pierādījuši, ka no lignīna var ražot izcilu degvielu, mēslojumu un daudz ko citu, daudzus gadus Kopš hidrolīzes nozares pastāvēšanas gan PSRS, gan NVS valstīs lignīnu nav bijis iespējams izmantot pilnā apjomā.

Grūtības rūpnieciskā apstrāde lignīns ir saistīts ar tā būtības sarežģītību, kā arī šī polimēra nestabilitāti, kas ķīmisku vai termisku efektu rezultātā neatgriezeniski maina tā īpašības. Hidrolīzes iekārtu atkritumi nesatur dabisko lignīnu, bet gan lielā mērā modificētas lignīnu saturošas vielas vai vielu maisījumus, kuriem ir augsta ķīmiskā un bioloģiskā aktivitāte. Turklāt tie ir piesārņoti ar citām vielām.

Dažas pārstrādes tehnoloģijas, piemēram, lignīna sadalīšana vienkāršākos ķīmiskos savienojumos (fenols, benzols u.c.) ar salīdzināmu iegūto produktu kvalitāti, ir dārgākas nekā to sintēze no naftas vai gāzes.