Виды топлива из биомассы

Давайте уделим немного времени, и для лучшего понимания рассмотрим основные типы топлива из биомассы. По сути, топливо из биомассы – это не что иное, как потенциальный источник возобновляемой энергии. Самое основное препятствие на пути широкого применения таких источников энергии заключается в том, что биомасса имеет более низкое энергетическое содержание, чем традиционное ископаемое топливо. Отсюда следует, что для получения того же количества энергии, которое можно получить с одного килограмма твёрдого ископаемого топлива, необходим гораздо больший объём биоматериалов. Однако уплотнение (прессование) биомассы является одним из весьма эффективных способов для увеличения плотности энергии и преодоления трудностей в обработке и последующем её использовании. Далее, мы исследуем свойства плотности твёрдой биомассы и потенциальных технологий её уплотнения.

---

---

 Методы уплотнения биомассы

Биомасса уплотняется с помощью двух основных процессов: механическое уплотнение и пиролиз. Механическое уплотнение включает в себя применение давления для повышения плотности материала биомассы. Пиролиз заключается в нагревании биомассы в среде, где отсутствует кислород. При более низких температурах и более длительном времени обработке (медленный пиролиз) в процессе производства получается твёрдое вещество (уголь). При средних температурах (400-500 °С) и очень коротком времени обработки (1-2 секунды) (быстрый пиролиз) в процессе производства получается жидкость или био-масло.

В таблице ниже приведены различные технологии, используемые для увеличения плотности энергии биомассы и формирования топлива в однородные формы одинаковых размеров.

 

Механическое уплотнение
	Тюки – это традиционный метод уплотнения, который обычно используется при сборе урожая зерновых культур. Тюк формируется с использованием специализированной сельскохозяйственной техники (упаковочного пресса). Тюки, в зависимости от типа используемого пресса, могут быть квадратной, прямоугольной или круглой формы. Размеры тюков колеблются в диапазоне от 1,2х1,5м до 1,5х1,5м. Большие прямоугольные тюки, как правило, имеют размеры 0,9х0,9х1,8м. Рулоны являются менее затратными для производства, однако, большие квадратные тюки более плотные и проще в обращении и транспортировки.
	Кубы – это большие гранулы в форме квадрата. Кубы менее плотные, чем гранулы. Размер куба колеблется в пределах 13-38 мм в поперечном сечении и длиной 25-102 мм. Процесс производства кубов включает в себя сжатие нарезанной биомассы с помощью пресса.
	Брикеты подобны пеллетам, но отличаются по размеру. Брикеты имеют диаметр от 25 мм и более. Формируются они с использованием поршневого пресса или экструдера, где биомасса вытесняется с помощью винта (подобно мясорубке). Биомасса, уплотнённая с помощью шнекового экструдера имеет более высокие энергетические показатели и лучше хранится по сравнению с биомассой, произведенной с применением поршневого пресса.
	Шайбы имеют диаметр 75 мм и по внешнему виду напоминают обычную хоккейную шайбу. Они производятся с использованием брикетировщиков и являются устойчивыми к воздействию влаги. Шайбы имеют плотность подобную пеллетам, но с тем преимуществом, что они требуют более низких производственных издержек по сравнению с гранулированием.
	Щепа используется во многих операциях от бытовой техники до крупномасштабных электростанций. Древесная щепа для котлов имеет длину в диапазоне 5-50 мм и производится она с использованием древесного измельчителя.
Пиролиз
	Просушка выполняется путём нагрева биомассы в инертной атмосфере при температуре 280-320 °C в течение нескольких минут. Просушенное топливо имеет лучшие свойства размолоспособности. Такая биомасса обладает гидрофобными свойствами (отталкивает воду), что делает её устойчивой к воздействию влаги и тем самым упрощает её хранение. Этот процесс не требует большого расхода энергии, так как некоторые из летучих газов, освобождаемых при нагреве, сгорают, создавая 80% тепла, требуемого для просушки. Подсушенная биомасса уплотняется в гранулы или брикеты. В результате такого увеличения плотности улучшаются гидрофобные свойства данного топлива и увеличивает срок его хранения.
	Медленный пиролиз представляет собой нагревание биомассы до температуры 350-500 °C при отсутствии кислорода в течение длительного времени (обычно 0,5-2 часа). Основным продуктом здесь является древесный уголь, который сохраняет 60-70% первоначальной энергии от сырой биомассы. Плотность энергии может быть увеличена, и, таким образом, такой древесный уголь будет подходящим топливом для коммерческого использования, подобно просушенной биомассе, а также для бытового использования (например, барбекю, или как потенциальное удобрение для почвы).
	Быстрый пиролиз представляет собой обработку биомассы при температурах 450-500 °C в течение 1-2 секунд. Этот процесс даёт до 75% биомасла и 10-15% древесного угля. Биомасло – это топливо с более высокой энергетической плотностью. Поскольку данный продукт является жидкостью, то его можно хранить в баках или других резервуарах. Однако при контактах с этим продуктом необходимы дополнительные меры предосторожности, т.к. биомасло очень кислое вещество с резким запахом и склонно к расслоению. Биомасло может заменять ископаемое топливо, тяжёлые и средние масла. Сегодня полным ходом идут исследования, чтобы хорошо изучить преобразования в более лёгкие масла, такие как дизель и бензин.

 

Плотность биомассы для приведенных выше технологий уплотнения
Форма биомассы	Характеристики	Плотность (кг/м³)	Энергетическая плотность (ГДж/м³)
Традиционный метод
Биомасса в тюках	Большой, круглый, мягкая середина 1,2×1,2; 1,2×1,5; 1,5×1,2; 1,8×1,5м диаметр x ширина	160–190	2,8–3,4
	Большой, круглый, плотная середина 1,2×1,2; 1,2×1,5; 1,5×1,2; 1,8×1,5м  диаметр x ширина	190–240	3,4–4,5
	Большой / средний размер, квадрат 0,6×0,9×2,4м  0,9×1,2×2,4м	210–255	3,7–4,7
Нетрадиционные методы
Брикеты	диам.32×25мм, толстый	350	6,4
Кубы	33×33мм в поперечном сечении	400	7,3
Шайбы	диам.75×12мм	480-640	9,6-12,0
Пеллеты	диам.6,24мм	550-700	9,8-14,0
Просушенные гранулы	диам.6.24мм	800	15,0
Биомасла	жидкость	1200	20,0

 

Из вышеприведенных биоматериалов сегодня самыми популярными являются пеллеты и брикеты. Поэтому я буду исследовать именно эти два продукта.

---

---

Если материал поста был для Вас полезен, поделитесь ссылкой на него в своей соцсети:

---

Уважаемый читатель, в разделе «БИЗНЕС-ПЛАН» Вы можете скачать автоматизированную модель для построения упрощенного бизнес-плана в формате Excel с расчётом основных финансовых показателей.

При использовании материалов сайта наличие активной ссылки на www.blogbusiness.com.ua обязательно

Другие материалы по теме «Проект биотопливо»

---

Вам также может быть интересно:

Как открыть бизнес по производству топливных брикетов

---

Материалы партнеров: