Puuntyöstöjätteen pelletit (hydrolyyttinen ligniini) ja niiden valmistusmenetelmä. Pelletin raaka-aineet: päätyypit ja vaatimukset Ligniinin ja puupellettien vertailu

Kosteus

Teollisuuspellettitehtaiden vaatimukset ovat 8 - 15 %. Muissa tapauksissa raaka-aine vaatii kuivaamista tai päinvastoin höyrykäsittelyä.

Tuhkasisältö

Pellettien tuhkapitoisuus on palamattomien jäännösten prosenttiosuus erän polttamisen jälkeen. Premium-pellettien kohdalla tämä luku on enintään 1 % EN Plus A-2 standardin mukaan ja 0,5-0,7 % EN Plus A-1 standardin mukaan. Polttoaineen korkea tuhkapitoisuus voi ajan mittaan johtaa polttokammion ja savupiipun tukkeutumiseen.

Kemiallisten yhdisteiden pitoisuus raaka-aineissa

Tällä hetkellä Euroopan unioni tiukentaa normeja palamistuotteiden päästöille ilmakehään. Pellettiraaka-aineiden tulee sisältää vähimmäismäärä kemikaaleja, kuten atsoria, klooria, rikkiä.

Fraktion koko

Rakeistusta varten materiaali tulee murskata enintään 3 mm pitkiin ja 1-2 mm paksuisiin partikkeleihin.

Materiaalin korkea energiaarvo

Raaka-aineiden lämpöarvo - kuinka paljon lämpöä voidaan saada polttamalla - on pellettien tärkein kuluttaja-arvo. Laadukkailla raaka-aineilla on korkea kaloripitoisuus. Tähän parametriin vaikuttaa muun muassa materiaalin tuoreus. Lahoutunut puu menettää osan energiapotentiaalistaan.

Soveltuvuus rakeistamiseen

Tietyt materiaalit voivat olla helpompia ja vaikeampia puristaa ja valmistaa. Lisäksi vaikeammin rakeistavista raaka-aineista voidaan saada vähemmän kestäviä ja tiiviitä pellettejä. Rakeiden lujuuden lisäämiseksi käytetään erilaisia ​​lisäaineita.

Raaka-ainekustannukset

Tällaiset kustannukset lisäävät raaka-ainekustannuksia, jotka sisältävät myös hankinta- ja kuljetuskustannukset. Jos raaka-aineiden kokonaiskustannukset ovat liian korkeat, tuotanto ei välttämättä ole taloudellisesti kannattavaa.

puupelletit

Useimmiten tällaisia ​​rakeita kutsutaan "sahanpurupelleteiksi", mutta itse asiassa niitä saadaan erilaisista jätteistä.

Lastut, sahanpuru saatu raaka- ja kuivapuun sahauksen ja käsittelyn aikana

Puulastut yksi yleisimmistä jätteistä

Laatta, puutasapaino- suuret puujätteet, sahatut tai kiinteät rungot, jotka jostain syystä hylätään pääkäyttötarkoitukseensa (joissa on vikoja, eivät sovi halkaisijaltaan jne.).

Huonolaatuiset puutuotteet: uusi tai kierrätettävä.

Kuivaa sahanpurua ja lastuja pidetään ihanteellisina raaka-aineina hankittavaksi. Ne eivät yleensä sisällä kuorisulkeumia ja maapartikkeleita, jotka muodostavat kuonaa palaessaan. Siksi se on niin suosittu.

Puuhakkeen laatu pellettien raaka-aineena riippuu siitä, millaisesta puusta se on saatu - tavallisesta tai kuoritusta puusta, sekä sen varastoinnin ominaisuuksista. Mitä vähemmän kuorta ja vieraita inkluusiota joutuu pellettien sisään, sitä pienempi on niiden tuhkapitoisuus ja sitä kautta myös laatu.

Samaa voidaan sanoa laatan ja vaa'an käsittelystä.

Huonolaatuisten puutuotteiden pitäisi teoriassa tarjota korkealaatuisia pellettejä, koska se on puhdasta, kuorittua puuta ilman epäpuhtauksia. Kannattaa kuitenkin kiinnittää huomiota siihen, mitä materiaaleja tuotteen valmistuksessa on käytetty. Erilaiset lakat, käsittelyaineet, liimat voivat vaikuttaa tällaisen materiaalin ympäristöystävällisyyteen.

Erilaisten puulajien granulointi

Eri puulajit pellettien raaka-aineena eroavat toisistaan ​​rakeistamisen helppoudessa.

Ensinnäkin vahvempia pellettejä saadaan puulajeista, joissa on korkeampi luonnonligniinipitoisuus. Havupuulajit ovat tässä parametrissa selvästi edellä lehtipuita: eri havupuulajikkeet sisältävät 23–38 % ligniiniä ja lehtipuulajeissa levinneisyys on 14–25 %. Jos raaka-aineessa on vähän ligniiniä, seulonnan määrä rakeistuksen jälkeen kasvaa.

Toiseksi puulajilla on erilainen kovuus. Kovempaa puuta on vaikeampi puristaa pelleteiksi, se kuormittaa laitteita, erityisesti kulutustavaroita - matriisia, puristusteloja. Havupuut ovat pehmeämpiä ja taipuisampia puristamiseen, kun taas lehtipuut ovat aina kovempia. Lehtipuupellettien lämpöarvo on kuitenkin korkeampi, joten kuutiometri pyökki- tai tammipellettejä painaa enemmän kuin sama määrä mäntypellettejä ja luovuttaa enemmän lämpöä.

Samanaikaisesti, kuten käytäntö osoittaa, on mahdollista menestyksekkäästi sekoittaa eri rotujen sahanpurua ja granuloida. Tällainen polttoainepellettien sekoitettu materiaali ei heikennä lopputuotteen laatua: jos sekoitat kivet oikeissa suhteissa, voit saada yhteensopivia pellettejä - soveltuvia omakotitalojen lämmitykseen. Lehtipuiden, kuten pyökin ja tammen, lisääminen lisää pelletin energia-arvoa. Toinen asia on, että joissakin lehtipuissa puun sävy on tumma, ja eri puulajeista valmistetut sekapelletit ovat kahvinharmaita tai tummia. Yksityisillä pelletinkuluttajilla on joskus ennakkoluuloja minkä tahansa muun värisiä pellettejä kohtaan kuin vaalean beigeä, joten he voivat hylätä tummat tammipelletit yhdestä lajistaan ​​huolimatta korkeasta laatusertifikaatista. Ennakkoluulot ovat niin vahvoja, että jotkut saksalaiset tutkijat luovat polttoainetta eri lajien seoksesta lisäämällä havupuuhun noin 20 % tammea tai pyökkiä, kun taas lopputuote säilyttää houkuttelevan vaalean värin.

Sekoita pelletit

Tutkimusyhtiö Future Metricsin mukaan vuoteen 2023 mennessä se lähes kaksinkertaistuu: se on 21,5 miljoonaa tonnia nykyisen 12 miljoonan tonnin sijaan. Puujätteestä on tullut yhä enemmän kysyntää, siitä kilpailevat paitsi biopolttoaineiden tuottajat myös lastulevytehtaat ja monet muut teollisuudenalat. Euroopan unioni hyväksyi jo vuonna 2010 ohjelman lämmitykseen ja energiahuoltoon käytettävien biologisten jätteiden valikoiman laajentamiseksi.

Määritellään terminologia:

Sekoita pelletit on polttoaine, joka rakeistetaan useista raaka-aineista, sekä puusta että muusta alkuperästä.

Agropelletit- rakeita erilaisista kasvimateriaaleista, yleensä maataloudesta. jätettä.

Mikä on vaihtoehtoinen raaka-aine pelleteille?

Maatalousteollisuuskompleksin jätteet: palkokasvien palot, maissintähkät, riisinkuoret, tattari, auringonkukankuoret, pellavan kokko, pähkinänkuoret, hedelmäkuoret, jyväjätteet, erilaiset viljat, panimon jyvät.

Kasvit: ruoko, olki, sokeriruoko sekä maisemointi- ja terveyshakkuiden yhteydessä kaadetut puut ja pensaat.

Muut luonnolliset palavat aineet: turve, ligniini.

Nämä materiaalit voidaan rakeistaa, mutta puuhun verrattuna niillä on useita haittoja: ei-toivottujen kemiallisten yhdisteiden pitoisuus, korkea tuhkapitoisuus, tuhkajäämien alhainen sulamislämpötila, mikä johtaa kuonamuodostelmien kasvuun kattiloissa.

Optimaalisten pellettireseptien löytämiseksi eurooppalaiset tutkijat kokeilevat erityyppisten raaka-aineiden sekoittamista pelleteiksi. Tutkimuksen perusteella saatiin eri raaka-aineista käyttökelpoisia "reseptejä" sekapelleteille, jotka käsitellään huolellisesti kattiloissa ja joista ei pala haitallisia aineita. Yleisesti uskotaan, että rakeessa ei saa olla mineraalisulkeuksia, mutta Itävallan metsäntutkimuslaitoksen tutkijat ovat luoneet rakeita maissintähkistä, rapsista ja oljesta, joihin on lisätty kaoliinia, bentoniittia ja kivihiilen tuhkaa. Tuloksena olevat rakeet päästävät ilmakehään vähimmäisprosenttiosuuden ei-toivottuja aineita; kun niitä poltetaan uunissa, kuonakakkuja ei muodostu.

Myös pelleteissä olevaan puuhun yhdistetään 10-15 % havupuiden neulasia tai sekapellettejä valmistetaan havu- ja lehtipuusta. Venäläinen patentti - yhdistämällä sahanpurua ja noin 20-25% hiiltä, ​​lisätään 1-3% tärkkelystä tämän seoksen onnistuneeseen rakeistukseen. Tällaisten pellettien potentiaali on jopa 20-23 MJ/kg, mikä tekee niistä vaihtoehdon vähäkaloriselle hiilelle ja turpeelle. Niiden valmistukseen soveltuvat kaikki puulajit, myös kuollut puu ja poltettu puu sekä metsäpaloista kerätty kivihiili.

Suurin este sekapellettien ja maatalouspellettien leviämiselle on palamistuotteiden ilmakehään joutuvien päästöjen standardien tiukentuminen Euroopan unionissa. Tällaiset toimenpiteet voivat tehdä tällaisten polttoaineiden käytön taloudellisesti mahdottomaksi, koska kattiloiden omistajat tarvitsevat kalliita suodattimia ja tekniikoita noudattaakseen kaikkia määräyksiä.

Seospellettien valmistuksessa käytetään usein erilaisia ​​lisäaineita parantamaan pelletin tarttuvuutta. Jos havupuilla on riittävästi omaa ligniiniään, tärkkelystä lisätään lehtipuille sekä maatalousjätteisiin. Näihin tarkoituksiin voit käyttää myös kalaöljyä, soodaa, kalkkia, parafiinia, kasviöljyjä, kahvinporoja. Tällaiset lisäaineet parantavat tuotteen käyttöominaisuuksia: pienempi seulontaprosentti, mureneminen, parempi murtumiskestävyys kuljetuksen aikana ja suora käyttö kattiloissa.

Pienissä määrissä hedelmäpuiden puuta rakeistetaan - kirsikoita, omenapuita jne. Niitä ei yleensä käytetä lämmittämiseen, vaan lihan ja kalan savustukseen, mikä antaa tuotteelle miellyttävän aromin.

Agropelletit

Yksi suosituimmista maatalouspellettien raaka-ainetyypeistä on eri viljelykasvien (erityisesti vehnän ja rapsin) olki. Energiapotentiaalin suhteen tämä materiaali ei ole paljon huonompi kuin puu: jopa 16 MJ/kg vs. 18,4 MJ/kg. Olki on uusiutuva polttoaineen lähde, oljen polttaminen ei muuta ilman typpidioksiditasapainoa: kasvaessaan se kuluttaa yhtä paljon CO2:ta kuin palaessaan vapautuu. Olkipellettejä käytetään myös paitsi lämmitykseen, myös eläinten kuivikkeena karjatiloilla ja tallilla.

Olkea muistuttava raaka-aine on ruoko, jonka korkeampi lämpöarvo on 19 MJ/kg ja tuhkapitoisuus noin 4 %. Tällaiset raaka-aineet ovat erittäin halpoja, ne kerätään suoharvesteri-silppureilla.

Auringonkukankuori on yksi lupaavimmista maatalouspellettien materiaaleista. tuhkapitoisuus on 3%, ja ne luovuttavat lähes yhtä paljon lämpöä kuin ruskohiili - jopa 21 MJ / kg. Tuhka kuoren polton jälkeen on arvokas lannoite. Myös tattari-, hirssi- ja riisinkuoret rakeistetaan.

Muut materiaalit

Venäjällä on laajat turveesiintymät, jotka soveltuvat rakeistukseen. Turvepelletit ja -briketit valmistetaan suunnilleen samalla tekniikalla kuin puubriketit. Turpeen lämpöarvo on korkea - jopa 21 MJ / kg, mutta myös tällaisten rakeiden tuhkapitoisuus kasvaa - jopa 5%. Tällainen polttoaine soveltuu teollisuus- ja kunnallisiin kattilahuoneisiin. Venäjällä turpeen granuloinnilla ja briketoinnilla on pääasiassa kaksi potentiaalia: lämmön ja sähkön toimittaminen kaasuttomille alueille sekä rakeiden vienti Skandinavian maihin. Pohjois-Euroopassa turve tunnustetaan osittain uusiutuvaksi raaka-aineeksi ja sen käyttöä energia-alalla kannustetaan ylhäältä päin.

Jätepaperin rakeistus on melko uusi, mutta lupaava toimiala, koska tämäntyyppinen raaka-aine ei vaadi kalliita. Paperista ja pahvista tehdyt pelletit (ja joissakin maissa on perustettu vanhojen seteleiden rakeistus) antavat paljon lämpöä ja niissä on vähän palamattomia jäämiä.

Ja hevosenlanta on kalliimpaa kuin puupelletit. Se on arvokas ja ravitseva lannoite maaperään. Hevosenlantapellettejä myydään noin 1,25 euroa kilolta. Lannan ja lannan käsittely lannoitteiksi ei ole vain hyödyllistä, vaan myös välttämätön vaihe, koska tällaisten jätteiden varastointi aiheuttaa välitöntä haittaa ympäristölle.

Samaa voidaan sanoa hydrolyysilaitosten sivutuotteen, hydrolyysiligniinin käsittelystä. Venäjällä Arkangelin alueella on yksi ligniinin rakeistuslaitos, ja sillä välin sen varastot maassa ovat kymmeniä miljoonia tonneja. Palolämmöllä (yli 21 MJ/kg) ja tuhkapitoisuudella (alle 3 %) mitattuna ligniini on erinomainen raaka-aine pellettien valmistukseen.

Raaka-ainepohjan laajentaminen mahdollistaa valtavan biologisen jätteen hävittämisen hyötymisen sekä niiden varastointiin liittyvien ympäristöongelmien ratkaisemisen. Siirtyminen fossiilisista polttoaineista puhtaisiin polttoaineisiin vähentää haitallisten aineiden päästöjä ilmaan. Uusien pelletti- ja brikettiteollisuuden luominen luo uusia työpaikkoja maatalousteollisuudelle ja edistää sen yleistä kehitystä.

Perinteisesti puupolttoainepellettien valmistuksessa - pelletit käyttävät havupuusta peräisin olevaa jätepuuta. Havupuu on kuitenkin kallis raaka-aine, jolla on kysyntää puunjalostusteollisuudessa, ja sen jätettä käytetään useilla muilla teollisuudenaloilla. Tämän seurauksena havupuun resurssit heikkenevät jatkuvasti ja pellettien valmistukseen on tarpeen käyttää vähäarvoista ja halpaa lehtipuuta, jota ei käytetä teollisessa tuotannossa yhtä laajasti kuin havupuuta.

Pelletinvalmistusteknologian kannalta suurin ero lehtipuun ja havupuun välillä on alhainen ligniinipitoisuus: 14-25 % vs. 23-28 %. Puuraaka-aineiden puristamisen korkea lämpötila ja paine aktivoivat sen soluissa olevan ligniinin ja tuovat sen plastiseen tilaan. Ligniini toimii tässä prosessissa sisäisenä sideaineena, joka varmistaa pellettien lujuuden. Lehtipuupelletit ovat vähemmän kestäviä alhaisemman ligniinipitoisuuden vuoksi. Ja vaaditun lujuuden saavuttamiseksi käytetään erilaisia ​​​​lisäaineita tai raaka-aineiden höyrykäsittelyä, joista keskustellaan jäljempänä.

Myös pellettien valmistuksessa puun kovuus on tärkeää. Kovempaa lehtipuuta on vaikeampi puristaa pelleteiksi kuin havupuuta, ja laitteisiin kohdistuu suuria kuormituksia, erityisesti kuluvia osia - matriisia ja puristusteloja. Mutta joidenkin lehtipuiden, pääasiassa pyökin ja tammen, lämpöarvo on korkeampi verrattuna tähän havupuiden parametriin.

Vastatakseen jatkuvasti kasvavaan korkealaatuisten puupellettien kysyntään Euroopassa, niiden valmistuksessa käytetään yhä enemmän lehtipuita. Kysymys kuuluu, ovatko tällaiset pelletit ENplus- ja DIN+-standardien mukaisia.

Lehtipuuraaka-aineiden aktiivinen käyttö pellettien valmistukseen vähentäisi jännitteitä kartongin valmistuksessa ja muilla teollisuudenaloilla laajasti käytetyn havupuujätteen markkinoilla, mikä luo epäilemättä erittäin kovaa kilpailua pellettivalmistajille. Lehtipuupellettien tuhkapitoisuus on kuitenkin korkeampi kuin havupuupellettien ja useimmissa tapauksissa täyttää ENplus A2 -standardin (tuhkapitoisuus alle 1,5 %). Muuten ENplus A2 -standardin uuden version muutos edellyttää tuhkapitoisuuden olevan enintään 1,2 % (EN ISO 17225-2). ENplusin sallitun tuhkapitoisuuden alentaminen edelleen on täysin mahdollista tulevaisuudessa. Siitä huolimatta kaikki ns. premium-pellettien (tai kotitalouspellettien, kuten EU:ssa niitä kutsutaan) valmistajat yrittävät taloudellisista syistä saattaa tuotteidensa ominaisuudet ENplus A1 -standardin mukaisiksi (niiden hinta on korkeampi kuin luokka A2 ja teollisuuspelletit). On syytä huomata, että ENplus A2 -laatuisten pellettien pyynnöt Euroopassa ovat minimaaliset, koska pienille kattilalaitoksille tai mini-CHP:ille, joille tämä standardi kehitettiin, teollisuuspelletit ovat varsin sopivia, joiden hinta on alhaisempi, tuotantomäärät ovat paljon korkeampi, ja ne eroavat vain tuhkapitoisuudesta (jopa 1,5 %) ja epäsuorasti väristä.

Tutkimustyötä Itävallassa ja Saksassa

Lehtipuupellettien tuhkapitoisuuden tietokannan laajentamiseksi Itävallassa tehtiin sarja tutkimuksia, joissa arvioitiin lehtipuun käyttökelpoisuutta ENplus-pellettien valmistuksessa. Suurimpaan testisarjaan valittiin koivu, pyökki, tammi ja saarni, koska nämä lajit ovat havupuiden ohella jo mukana pellettien tuotannossa Itävallassa ja Saksassa. Yli 80 näytteestä analysoitiin erityisellä termogravimetrisella analysaattorilla TGA tuhkapitoisuus 550°C:n lämpötilassa Itävallan normin Önorm EN 14 775 mukaisesti. Havaittiin, että pintapuun ja muun hyvän lehtipuun tuhkapitoisuus ei ylitä 0,7% tapauksista ja eri lehtipuita sekoitettaessa saavuttaa 1-1,5%), ja kuoressa - maksimituhkapitoisuus on jopa 10%. Lisäksi analysoitiin poppelipuunäytteitä, joiden tuhkapitoisuus oli sama.

Saksan pellettiinstituutin (DEPI) tilastojen mukaan Saksassa pellettien valmistuksessa on vuodesta 2014 lähtien käytetty lehtipuuta, keskimäärin jopa 10 % kaikista raaka-aineista (eli 90 % havupuusta, 10 % kovapuuta). Markus Mann, Langenbachissa (Ylä-Baijerissa) sijaitsevan pellettitehtaan Westerwälder Holzpellets GmbH:n perustaja ja johtaja, kokeili tuotannossaan sekoittamalla 10-15 % pyökki- ja koivupuuta ja 85-90 % havupuuta. Tällä suhteella lähdössä saatujen pellettien tuhkapitoisuus oli alle 0,5 % ja ne olivat täysin ENplus A1 -standardien mukaisia. Pelletointiin käytettiin suulaketta, jonka puristuskanavan pituus oli 39 mm havupuun standardin 45 mm:n sijaan. Pelletointia varten vain pyökkisahanpurua lyhennettiin puristuskanavaa vielä 10 mm 29 mm:iin. Kokeiden tuloksena todettiin, että poppelipuutuhkalla on alhainen sintrauslämpötila, koska poppeli kasvaa yleensä hiekka- ja savimailla, sen puu ja vielä enemmän kuori sisältää paljon silikaattiyhdisteitä. Tämä on muuten tyypillistä myös useille muille lehtipuille, erityisesti keinotekoisesti istutetuille haitallisilta luonnollisilta ja ihmisperäisiltä tekijöiltä suojautumiseen.

Tässä yhteydessä voidaan mainita myös venäläinen yritys - CJSC "AlT-BioT" Krasnodarin alueelta, joka vuonna 2009 kansainvälisessä Interpellets-näyttelyssä Stuttgartissa esitteli kovapuusta valmistettuja pellettejä (saarni, akaasia, tammi, pyökki, vaahtera), saatu Pavlovskajan kylän alueen suojaavien metsäviljelmien terveyshakkuiden jälkeen. Kun tuhkapitoisuus oli alle 0,7 %, pellettien lämpöarvo oli korkea - 18 MJ/kg. Yrityksen pellettitehdas sai nimekseen "Victoria", investoinnit yritykseen olivat 600 miljoonaa ruplaa. Sijoittaja Aleksander Djatšenko ilmoitti aikovansa rakentaa vähintään 20 tällaista pellettitehdasta Etelä-Venäjälle vuoteen 2015 mennessä.

Tehdas ei saavuttanut suunniteltua kapasiteettiaan (10 tonnia päivässä eli 70 tuhatta tonnia vuodessa), maksimi tuottavuus 7 tonnia tunnissa saavutettiin. Tuotteita vietiin pääasiassa Eurooppaan. Kahdella naapurialueella useiden koulujen kattilatalot muutettiin pellettikäyttöisiksi. Tuolloinen varapääministeri Viktor Zubkov, joka vieraili yrityksessä vuonna 2009, arvosti suuresti tätä hanketta ja erityisesti sen mahdollisuuksia toistaa se Venäjän muilla alueilla. Artikkelin kirjoittaja vieraili tällä pellettitehtaalla vuonna 2010 osana delegaatiota, johon kuului Alankomaiden pellettien ostajan edustajia. Hollantilaiset arvostivat suuresti sekä pellettien laatua että tuotantoa. Mutta valitettavasti samana vuonna tehdas pysäytettiin, työntekijät irtisanottiin, sijoittajan Nikolai Djatšenkon veli, Rosselkhozbank OJSC:n Krasnodarin alueella sijaitsevan aluekonttorin johtaja, joka rahoitti AlTBioT-projektia, pidätettiin ja sijoittaja itse lähti pakoon. Mutta se on täysin eri tarina.

Palataanpa kuitenkin Itävaltaan ja Saksaan. Itävallan tutkimusyhdistyksen BioUP asiantuntijat pitävät kovapuun pellettivalmistuksessa suurimmaksi haitaksi sen korkeaa tuhkapitoisuutta havupuuhun verrattuna. Andreas Haider, Itävallan liittovaltion metsätutkimuskeskuksen asiantuntija, selitti, että lehtipuusta voidaan valmistaa ENplus A2- ja teollisuuslaatuisten pellettien lisäksi myös pellettejä, jotka ovat täysin ENplus A1- ja DIN+ -standardien mukaisia. Kaikki riippuu siitä, mitä osaa lehtipuusta käytetään raaka-aineena. Esimerkiksi poppelin pintapuun tuhkapitoisuus eroaa merkittävästi rungon ytimen tuhkapitoisuudesta. Tuhkapitoisuus vaihtelee myös suuresti riippuen hakkuuajasta ja maaperän laadusta eli puun kasvuvyöhykkeestä. Puun tuhka-ainepitoisuuksista on olemassa monia tietoja, mutta ne eroavat jopa yhden lajin osalta. Kokeellisesti on todettu, että kun absoluuttisen kuivaa puuta kalsinoidaan upokkaassa, tuhkajäännös on keskimäärin 0,3 - 1,0 %. Lisäksi 10-25% jäännöksestä liukenee veteen, tämä on soodaa ja potaskaa (aikaisemmin sitä saatiin teollisina määrinä puutuhkasta). Puutuhkan tärkeimmät liukenemattomat komponentit - kalkki ja erilaiset magnesiumin ja raudan suolat - muodostavat 75-90%. Haider kiinnitti huomiota siihen, että Etelä-Euroopassa, Balkanilla, erityisesti entisen Jugoslavian tasavalloissa - Kroatiassa, Montenegrossa, Serbiassa ja Bosnia ja Hertsegovinassa - on metsissä paljon lehtipuita. Naapuri Italia on nyt Euroopan unionin ensimmäisellä sijalla premium-pellettien kulutuksessa: yli 3 miljoonaa tonnia vuodessa. Maantieteellinen sijainti tarjoaa suotuisat olosuhteet (logistiikka) pellettien viennille näistä Balkanin maista Italiaan. Viite: Saksassa vuoden 2018 alusta vuonna 2017 pelleteistä 98,9 % valmistettiin havupuusta ja vain 1,1 % lehtipuusta.

T&K Valko-Venäjällä ja Venäjällä

Vuonna 2012 Valko-Venäjän valtion teknisen yliopiston kemiallisen puunkäsittelyn laitoksella Minskissä valmistettiin laboratorio-olosuhteissa pellettejä Valko-Venäjän tasavallan tärkeimmistä metsää muodostavista lajeista: koivusta, lepästä ja männystä. Raenäytteet saatiin 110 °C:n puristuslämpötilassa 15 minuutin ajan. Tutkimukseen käytetyn kuivatun sahanpurun kosteuspitoisuus oli 8–11 %. Tehtävänä oli vertailla saatujen rakeiden fysikaalisia ja mekaanisia ominaisuuksia: kosteuspitoisuutta, tuhkapitoisuutta, tiheyttä, mekaanista lujuutta ja alempaa lämpöarvoa. On todettu, että koivu- ja leppäpellettien alempi lämpöarvo on verrattavissa mäntypellettien alhaisempaan lämpöarvoon (taulukko 1). Mutta lehtipuupellettien tuhkapitoisuus on 3,5 kertaa korkeampi kuin havupuupellettien tuhkapitoisuus. Suoritetut testit vahvistivat perustavanlaatuisen mahdollisuuden valmistaa pellettejä havupuusta. Ne täyttävät tuhkapitoisuudeltaan vähintään teollisuuspuupellettien (jopa 1,5 %) ja ENplus A2 -luokan pellettien vaatimukset. Mutta leppä- ja koivupuusta saaduille pelleteille on ominaista heikentynyt mekaaninen lujuus (alempi kuin mäntypellettien lujuus 11 ja 18 %, vastaavasti). Havupuupelleteille ominaisen mekaanisen lujuuden saavuttamiseksi on välttämätöntä esikäsitellä lehtipuuraaka-aine kyllästetyllä höyryllä.

OJSC Vitebskdrev perusti pellettien kokeellisen tuotannon kyllästetyllä höyryllä käsitellystä lehtipuusta ennen rakeistamista. Raaka-aineen koostumus on seuraava: koivu - 35%, leppä - 20%, haapa - 40%, mänty - 5%. Käytettiin suulaketta, jonka tehokas puristuskanavan pituus oli 33 mm (tavanomaisen 45 mm:n sijaan), koska lehtipuun lämpökäsittely vie vähemmän aikaa kuin havupuu (tämän vuoksi energiankulutus on vähentynyt). Tuloksena todettiin, että lehtipuupellettien tiheys on verrattavissa mäntypellettien tiheyteen (taulukko 2). Tässä on sopiva lainaus testiraportista: ”Kyllästetyn höyryn toiminta johti puukomponenttien aktivoitumiseen, uusien funktionaalisten ryhmien syntymiseen, jotka tehostavat liimavuorovaikutusta pellettien muodostumisprosessissa. Puuhiukkasia kostutettiin lisäksi, minkä seurauksena lämpötila pellettipuristimessa nousi 110:stä 120°C:een. Korkea puristuslämpötila vaikutti reaktioiden nopeaan esiintymiseen ja kasvavan makromolekyyliyhdisteiden kertymiseen pääasiassa erittäin reaktiivisen hemiselluloosan vuoksi. Sulaneet ja pehmentyneet komponentit täyttivät kuitujen ja soluseinien kapillaari- ja submikrokapillaarijärjestelmän väliset ontelot. Samanaikaisesti puukomponenttien molekyylien, myös tilallisten, välisten ristisidosten määrä lisääntyi, mikä varmisti kestävien tuotteiden muodostumisen.

Lehtipuupellettien lujuuden lisäämiseksi käytetään usein erilaisia ​​lisäaineita, kuten tärkkelystä, ligniiniä. Venäjän tiedeakatemian Siperian osaston kemian ja kemian tekniikan instituutissa tutkittiin lisäaineiden vaikutusta lehtipuun rakeistamiseen. Joten sooda, kalkki, kalaöljy, kasviöljyt, kahvinporot parantavat pellettien tai brikettien ominaisuuksia: ne vähentävät putoamisnopeutta, lisäävät murtumiskestävyyttä kuljetuksen ja varaston tai kattilan toimittamisen aikana. Murskattu puuhiili lisää pellettien ja brikettien lämpöarvoa.

Raaka-aineet pellettien valmistukseen

Euroopassa pellettien valmistukseen käytetään yhä enemmän ns. nopeasti kasvavia istutuskasveja, joiden tuhkapitoisuus on usein paljon korkeampi kuin lehtipuun. Asiantuntija ja konsultti DIN CERTCOssa - maailmanlaajuisesti akkreditoidussa saksalaisen organisaatioiden, palvelujen ja tuotteiden sertifiointikeskuksessa, mukaan lukien DIN + -standardien mukaiset; FSC/PEFC, SBP - Erwin Hoeffele selvensi, että jotkin nopeasti kasvavat istutuskasvit, kuten miscanthus ja bambu, eivät sisälly puupellettien valmistukseen soveltuvien raaka-aineiden luetteloon, koska niitä ei luokitella puuksi, mutta ovat luokitellaan ruohoksi. Eli on mahdotonta saada ENplus- ja DIN+-sertifikaatteja miscanthus- ja bambupelleteille.

Yleensä raaka-aineiden tuhkapitoisuuden rajoittaminen on puhtaasti abstrakti ja suhteellinen vaatimus. Esimerkiksi Hollannin, Belgian, Tanskan, Puolan ja muiden maiden voimalaitoksilla poltettiin olki- ja auringonkukankuorista, oliivinkuorista, pähkinänkuorista ja kahvipavuista sekä muusta biomassasta saatuja pellettejä hiilen kanssa, jonka tuhkapitoisuus oli paljon. kertaa korkeampi kuin puupellettien tuhkapitoisuus. Toinen esimerkki: Arkangelin alueen yritys "Bionet" tuottaa pellettejä ligniinistä (katso "LPI" nro 3 (133), 2018). Tämä on ensimmäinen Venäjällä toteutettu hanke hydrolyysin tuotantojätteen - ligniinin - loppusijoituksesta. Ligniinipelleteille on perinteisiin puupelletteihin verrattuna tunnusomaista korkea lämpöarvo (21-22 MJ/kg), mutta myös korkea tuhkapitoisuus - 2,4 %. Tämä ei kuitenkaan estänyt hankkeen edunsaajaa Gazprombankia aloittamasta näiden pellettien myyntiä Tanskaan ja Ranskaan keväällä 2018 Kööpenhaminassa Venäjän federaation Tanskan kauppaedustustossa pidetyssä liiketapaamisessa.

Pienitehoisissa kattiloissa käytettävien pellettien korkea tuhkapitoisuus edellyttää vain toistuvaa tuhkan poistamista tuhka-altaalta, joka yleensä toimii puutarhan lannoitteena.

Ja kun pellettejä poltetaan yhdessä hiilen kanssa suurissa lämpövoimalaitoksissa, suurta lujuutta ei vaadita, koska ne, kuten kivihiili, johdetaan ensin murskaimien läpi ja syötetään kattilan paloalueelle hienojakoisena fraktiona. Joten pellettien korkea lujuus vain lisää sähkön hintaa.

Kuten käytäntö osoittaa, on mahdollista valmistaa korkealaatuisia pellettejä lehtipuusta tai seoksesta havupuun kanssa. Tietyssä suhteessa sekoitetut raaka-aineet mahdollistavat ENplus A1 -standardien mukaisen pellettien laadun. Lisäaineita ja höyryesikäsittelyä voidaan myös käyttää tai jättää pois. Vaikutus riippuu käytettyjen raaka-aineiden laadusta ja tyypistä, tuotannon teknisistä laitteista ja tietysti teknikon ja muiden asiantuntijoiden ammattitaidosta.

Sergei Perederiy, [sähköposti suojattu] eko-pellethandel.de

16.3.2016 - Muuta

Päämateriaali pellettien valmistuksessa on puu. Mutta nyt monet yritykset ovat siirtymässä käyttämään muita raaka-aineita, joten Venäjän ensimmäinen polttoainepellettien tuotantolaitos ligniinistä otettiin käyttöön Arkangelin alueella. Lopputuote on käyttötarkoitukseltaan samanlainen kuin perinteiset puupelletit. Pellettejä käytetään teollisuuden kattiloiden polttoaineena sekä lämmön ja sähkön tuotannossa. Yritys on organisoitu entisen hydrolyysilaitoksen pohjalle ja on yksi Euroopan suurimmista.Ligniini on puunjalostuksen sivutuote sellu- ja paperiteollisuudessa sekä hydrolyysiteollisuudessa. Se on homogeeninen massa, jonka kosteuspitoisuus on 50 - 70%, jonka pääelementti on sahanpuru. Maailman johtavat asiantuntijat ovat pitkään olleet yhtä mieltä siitä, että ligniini on erinomainen raaka-aine biopolttoaineiden valmistukseen. Poltettaessa siitä vapautuu vähän savua, se toimii erinomaisesti hiilen, koksin korvikkeena ja sitä käytetään pelkistimenä rauta- ja ei-rautametallien metallurgiassa.Venäjällä ligniiniä sivutuotteena ei useimmiten käytetty. missä tahansa. Pääosin varastoitu, toimitettu kaatopaikoille. Uuden pellettitehtaan myötä tämä raaka-aine saa toisen mahdollisuuden elämään ja maan bioenergiateollisuus saa uuden kannustimen jatkokehitykseen.Jos etsit lupaavaa liiketoiminta-aluetta, kiinnitä huomiota biopolttoaineiden tuotantosektoriin. Teollisuus kehittyy nopeasti, Venäjän federaation hallitus tukee sitä aktiivisesti, ja sitä pidetään lupaavana talouden alueena. Kaikki pellettien valmistukseen tarvittavat laitteet voidaan ostaa Venäjältä edullisin ehdoin Doza-Granista. Yhtiö on bioenergia-alan asiantuntija ja johtava asema maan markkinoilla.

PUUNJÄSITTELYN KEMIIA JA TEKNOLOGIA

V. S. Boltovsky, teknisten tieteiden tohtori, professori (BSTU)

Kaatopaikoilta peräisin olevan HYDROLYSI-LIGNIININ KOOSTUMUS JSC "BOBRUISK PLANT OF BIOTECHNOLOGIES"

JA SEN KÄYTTÖOHJEET

JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies" kaatopaikoilta peräisin olevan hydrolyysiligniinin koostumusta tutkittiin. Todettiin, että pitkäaikaisen varastoinnin seurauksena polysakkaridien kokonaispitoisuus pieneni ja itse ligniinin hajoaminen väheni merkittävästi. Käsitellään hydrolyyttisen ligniinin käytön pääsuuntia ja annetaan suosituksia sen lupaavimpiin ja järkevimpiin käyttösuuntiin: polttoainebrikettien ja -pellettien, orgaanisten mineraalilannoitteiden, sorbenttien hankintaan.

JSC Bobruisk Plant of Biotechnologiesin kaatopaikoilta peräisin olevan hydrolyyttisen ligniinin koostumusta tutkitaan. On osoitettu, että ligniinin pitkä varastointi johti polysakkaridien kokonaispitoisuuden vähenemiseen todellisen ligniinin huomattavasti pienemmällä hajoamisella. Pohditaan hydrolyyttisen ligniinin pääasiallisia käyttösuuntia ja annetaan suosituksia sen perspektiivisimmistä ja järkevimmistä käyttösuunnista: polttoainebrikettien ja -pellettien, orgaanisten mineraalilannoitteiden ja sorbenttien vastaanottamisesta.

Johdanto. Kasvibiomassan solukudoksen ligniini on suurimolekyylinen aromaattisen rakenteen omaava luonnonpolymeeri, joka hydrolyyttisessä käsittelyssä polykondensaatiomuutosten seurauksena muodostaa kolmiulotteisen verkostorakenteen ja on monimutkainen kompleksi, joka sisältää sekundäärisiä aromaattisia rakenteita (itse ligniiniä, muuttunut merkittävästi hydrolyysin aikana), osa ei-hydrolysoimattomia polysakkarideja ja pesemättömiä monosakkarideja, lignohumisten kompleksin aineita, mineraali- ja orgaanisia happoja, tuhkaelementtejä ja muita aineita.

Hydrolyyttisen ligniinin hyödyntämisongelma on ollut olemassa teollisuuden perustamisesta lähtien, eikä sitä ole radikaalisti ratkaistu tähän mennessä huolimatta lukuisista sen käsittelytavoista, mukaan lukien teollisuudessa käytetyt.

Hydrolyyttisen ligniinin tärkeimmät prosessointialueet ovat: käyttö luonnollisessa muodossa (rauta- ja ei-rautametallien metallurgiassa, kevyiden tulenkestävien tuotteiden valmistuksessa - palavana lisäaineena, kotimaisen polttoaineen valmistuksessa, adsorbenttina jne.) , lämpökäsittelyn (ligniinin, aktiivihiilen ja rakeistetun hiilen saanti), kemiallisen käsittelyn jälkeen (nitroligniinin ja sen modifikaatioiden, kolaktiviitin, biologisesti aktiivisten aineiden saanti - polykar- ammoniumsuolat) jälkeen

luuhapot ja lignostimuloivat lannoitteet, terapeuttinen ligniini ja "polyphepan", joita käytetään enterosorbenttina eläinten ja ihmisten maha-suolikanavan sairauksien ehkäisyyn ja hoitoon aktiivihiilen sijaan), sekä energiapolttoaineena.

Valko-Venäjän tasavallan alueella suurilla alueilla oleville ja ympäristölle vaarallisille kaatopaikoille on kertynyt huomattava määrä hydrolyyttistä ligniiniä, joka riittää teolliseen käsittelyyn.

Kirjallisuudessa julkaistut tiedot kuvaavat kasvimateriaalien hydrolyyttisen käsittelyn jälkeen saadun hydrolyyttisen ligniinin kemiallista koostumusta ja ominaisuuksia. Pätevän päätöksen tekemiseksi järkevimmistä tavoista käyttää kaatopaikoista peräisin olevaa ligniiniä on tarpeen määrittää sen ominaisuudet ja valita lupaavimmat alueet sen käsittelyyn.

Pääosa. Analyysissä käytettiin hydrolyyttisen ligniinin näytteitä, jotka otettiin TU BY 004791190.005-98 vaatimusten mukaisesti JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies" kaatopaikalta, joka sijaitsee Titovkan kylässä ligniinin kenttäkuivauksen pilottipaikalla.

Hydrolyyttisen ligniinin näytteistä ja siitä valmistettujen brikettien ja pellettien komponenttikemiallisen koostumuksen määritys suoritettiin

puun ja sellun kemian ja hydrolyysin tuotannossa käytetyt analyysimenetelmät.

Männyn, koivun ja hydrolyyttisen ligniinin puunäytteiden termogravimetrinen analyysi suoritettiin TA-4000 METTLER TOLEDO -laitteella (Sveitsi) seuraavissa olosuhteissa: näytteen paino 30 mg, lämpötilan nousunopeus 5°C/min alueella 25-500 °C, ilmanpoisto 200 ml/min.

Tulokset pääaineosien pitoisuuden määrittämisestä kaatopaikalta peräisin olevista hydrolyyttisen ligniinin näytteistä on esitetty taulukossa. 1.

Kaatopaikkojen hydrolyyttisen ligniinin analyysin tulosten vertailu välittömästi puun hydrolyyttisen käsittelyn jälkeen saatuun ligniinin keskimääräiseen koostumukseen (taulukko 2) osoittaa, että pitkäaikaisen varastoinnin seurauksena polysakkaridien kokonaispitoisuus laski merkittävästi varsinaisen ligniinin vähäisempi hajoaminen.

Samanaikaisesti hydrolyyttisessä ligniinissä on samat pääkomponentit kuin puussa (taulukko 3), mutta pienempi määrä polysakkarideja ja suurempi määrä itse ligniiniä, joka ei hydrolysoidu hydrolyyttisen käsittelyn aikana, eli se on puuta hydrolyysikäsittelyn jälkeen (laitos). biomassa).

Puun ja hydrolyyttisen ligniinin termogravimetrisen analyysin tulokset (painohäviö ja painohäviön nopeutta kuvaava differentiaalinen termogravimetria) osoittivat, että lämpöhajoaminen

mänty- ja koivupuu ja hydrolyysiligniini esiintyvät samalla tavalla:

Lämpötila-alueella 25-100°C vapaa kosteus poistuu (mänty- ja koivupuun painohäviö on 6,26,4 %, hydrolyyttinen ligniini 3,8-4,2 %);

Yli 100 ja 300 °C:n lämpötiloissa tapahtuu sitoutuneen veden desorptio puun painohäviön ollessa 4,2-4,3 % ja hydrolyyttisen ligniinin 4,1-5,5 %;

Puun suurin painohäviö, johon liittyy sen aktiivinen lämpöhajoaminen ja painohäviö, havaitaan lämpötilassa 300 ° C, hydrolyyttisessä ligniinissä -280 ° C, eli alkuperäisen puun ja puun pääkomponenteissa hydrolyysikäsittelyn jälkeen ( hydrolyyttinen ligniini) palaa lähes samalla lämpötila-alueella;

Lämpötilan edelleen noustessa tapahtuu syvempää tuhoa, painon menetystä ja hiiltymistä, jolloin muodostuu hiilipitoista jäännöstä 2,3-5,5% poltettaessa puuta ja 3,9-5,9% - hydrolyyttistä ligniiniä.

Termogravimetrisen analyysin tulokset vahvistavat puun ja hydrolyyttisen ligniinin kemiallisen koostumuksen määrittämisen perusteella tehdyt tulokset ja johtopäätökset, että hydrolyyttinen ligniini on puuta hydrolyysikäsittelyn jälkeen ja on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin puun polton aikana.

pöytä 1

% absoluuttisen kuiva-aineen painosta

Komponentin nimi Keskiarvot syvyydessä otetuissa näytteissä, m

Polysakkaridien kokonaismäärä, mukaan lukien: 21,51 19,61 17,67

Helposti hydrolysoituva 1,63 1,65 1,80

Vaikeasti hydrolysoituva 19,88 17,96 15,87

Selluloosa 18,86 17,04 19,95

Ligniini 47,94 52,71 49,32

Tuhka 9,56 5,65 10,61

Happamuus (H2SO4:na ilmaistuna) 0,1 0,1 0,1

taulukko 2

Polysakkaridit 12,6-31,9 19,9

Varsinainen ligniini 48,3-72,0 57,1

Happamuus (H2SO4:na) 0,4-2,4 -

Tuhkapitoisuus 0,7-9,6 -

Huomautus. Artikkelissa esitetään tietoja Bobruiskin hydrolyysilaitoksen hydrolyysiligniinin määrityksestä; polysakkarideina - vain selluloosapitoisuus.

Eri lajien puun kemiallinen koostumus

Taulukko 3

Aineosan nimi Pitoisuus, % absoluuttisen kuiva-aineen massasta

Kuusi mänty koivu haapa

Polysakkaridien kokonaismäärä, mukaan lukien: 65,3 65,5 65,9 64,3

Helposti hydrolysoituva 17,3 17,8 26,5 20,3

Vaikeasti hydrolysoituva 48,0 47,7 39,4 44,0

Selluloosa 46,1 (44,2) 44,1 (43,3) 35,4 (41,0) 41,8 (43,6)

Ligniini 28,1 (29,0) 24,7 (27,5) 19,7 (21,0) 21,8 (20,1)

Tuhka 0,3 0,2 0,1 0,3

* Suluissa selluloosan pitoisuus ilman hemiselluloosia ja ligniini lähteen mukaan.

Hydrolyyttisen ligniinin käyttötarkoitukset vaihtelevat. Teolliseen tuotantoon lupaavia ovat esimerkiksi tuotteet, jotka perustuvat sen korkeaan sorptio-ominaisuuksiin (sorbentit, mukaan lukien enterosorbentit lääketieteellisiin tarkoituksiin - terapeuttinen ligniini ja polyfepaani), aktiivihiilet, pitkävaikutteiset lannoitteet ja muut tuotteet) ja sen lämpöarvoon (polttoaineen laadussa) ). Hydrolyyttisen ligniinin lämpöarvo 60 % kosteudessa on 7750 kJ/kg, 65 % - 6150 kJ/kg ja 68 % - 5650 kJ/kg. Täysin kuivan ligniinin keskimääräinen lämpöarvo on 24 870 kJ/kg.

Tällä hetkellä OJSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies" alainen yritys on hallinnut polttoainebrikettien (TU BY700068910.019-2008) ja pellettien valmistuksen hydrolyyttisestä ligniinistä.

Hydrolyyttisesta ligniinistä valmistettujen brikettien ja pellettien pääkomponenttien pitoisuuden määritystulokset on esitetty taulukossa. 4.

Kuten taulukosta näkyy. 4 tulokset, pääkomponenttien sisällöltään briketit ja pelletit eivät käytännössä eroa hydrolyyttisestä ligniinistä, josta ne on valmistettu, ja puusta, mutta niissä on vähemmän polysakkarideja ja enemmän ligniiniä.

Hydrolyyttisen ligniinin laajamittainen käyttö maataloudessa on lupaavaa orgaanisena lannoitteena (luonnollisessa muodossaan), orgaanisena mineraalilannoitteena

lannoite (sekoitettuna mineraalikomponenttien tai mikrobiologisen teollisuuden jätteen kanssa - mikro-organismien käymisen jälkeen käytetty viljelyneste tai sekoitettu erilaisten mineraalien kanssa kompostoitumisen jälkeen - biohumus), nivelsiteitä stimuloiva lannoite (muunnoksen jälkeen oksidatiivisella hajoamisella eri tavoin ja samanaikaisesti typellä rikastettuna ja mikroelementit).

Hydrolyyttiseen ligniiniin perustuvien lannoitteiden käyttö tarjoaa:

Maaperän fysikaalisten ominaisuuksien ja saprofyyttisten sienien kehittymisen edellytysten parantaminen;

Irtonaisen pintakerroksen luominen, joka varmistaa normaalin veden ja ilman vaihdon;

Nitrifikaatioprosessien aktivointi maaperässä;

Pitkäaikainen vaikutus, joka luo olosuhteet ravinteiden säilyttämiselle (ligniinin suuren adsorptiokapasiteetin vuoksi) ja niiden asteittaiselle kulutukselle kasvien juuristossa ja estää niiden nopean huuhtoutumisen sateen ja maaveden vaikutuksesta;

Viljelykasvien kasvun kiihtyminen ja sadon nousu (esim. ammoniakin tai urean kanssa sekoitettu ligniinin lisääminen lisää talvirukiin satoa 1617 %, lignostimuloiva lannoite 0,4 t/ha lisää perunan sato 15-30 %).

Taulukko 4

Komponentin nimi Briquettes Pellets

Polysakkaridien kokonaismäärä, mukaan lukien 19,25 19,67

Helposti hydrolysoituva 2,13 2,17

Vaikeasti hydrolysoituva 17.12 17.50

Selluloosa 15,90 16,81

Ligniini 46,41 44,73

Tuhka 8,97 9,30

Happamuus (H2SO4:na) 0,1 0,1

Ligniinin hydrolyysin perusteella saaduilla sorbenteilla on seuraavat edut:

Niillä on korkea sorptiokyky. Alkuperäisen, 15,2 % selluloosaa sisältävän hydrolyyttisen ligniinin ominaispinta-ala on 10,14 mg/g ja sen perusteella asianmukaisen käsittelyn jälkeen saadun lääketieteellisen enterosorbentin (terapeuttisen ligniinin) ominaispinta-ala on 16,3 mg/g, alkuperäisen huokostilavuus. ligniini on 0,651 cm3/g, terapeuttinen ligniini -0,816 cm3/g. Polyphe-pannun kokonaishuokostilavuus on 0,8-1,3 cm3/g. Cesiumin ja strontiumin jakautumiskertoimet niiden malliliuosten ja enterosorbentin välillä saavuttavat 400900 ja mikro-organismien sorptio elatusaineista - 108 solua/g lääkettä;

Niillä on alhaiset kustannukset, koska ne ovat jäämiä kasvien biomassan hydrolyyttisen käsittelyn jälkeen;

Ne ovat luonnollista kasvibiomassaa;

Niissä on alhainen tuhkapitoisuus poltettaessa.

Mahdolliset sovellukset:

Teknogeenisten ratkaisujen, teollisuuden ja myrskyjätevesien puhdistus;

Käyttö lääketieteellisiin tarkoituksiin enterosorbenttina;

Nestemäisen matala- ja keskiaktiivisen radioaktiivisen jätteen sorptio;

Käyttö kaasujen puhdistuksessa radionuklideista ja raskasmetalleista;

Käyttö vedenpuhdistuslaitteistoissa yksilölliseen ja yhteiseen käyttöön;

Harvinaisten maametallien, jalometallien ja ei-rautametallien eristäminen;

Muut käyttöalueet, luonnollisina fytosorbentteina.

Järkevintä hydrolyyttisen ligniinin laajamittaisen käsittelyn kannalta Valko-Venäjän tasavallassa, polttoaineena käytettävien brikettien ja pellettien tuotannon lisäksi, on sorbenttien tuotanto, mukaan lukien teollisuuden jäteveden käsittelyyn, ja orgaaniset tai orgaaniset mineraalilannoitteet.

Kirjallisuus

1. Kholkin Yu. I. Hydrolyysin tuotantotekniikka. M.: Lesnaya prom-st, 1989. 496 s.

2. Jätteetön tuotanto hydrolyysiteollisuudessa / A. Z. Evilevich [et al.]. M.: Lesnaya prom-st, 1982. 184 s.

3. Epshtein Ya. V., Akhmina E. I., Raskin M. N. Hydrolyyttisen ligniinin käytön järkeviä ohjeita // Chemistry of wood, 1977. No. 6. S. 24-44.

4. Obolenskaya A. V., Elnitskaya Z. P., Leonovich A. A. Puun ja selluloosan kemian laboratoriotyöt. M.: Ecology, 1991. 320 s.

5. Emelyanova I. Z. Hydrolyysin tuotannon kemiallinen ja tekninen valvonta. M.: Lesnaya prom-st, 1976. 328 s.

6. B. D. Bogomolov, Chemistry of Wood and Fundamentals of Chemistry of High Molecular Compounds. M.: Lesnaya prom-st, 1973. 400 s.

ligniinin hydrolyysi - erinomainen korkealämpöinen polttoaine ja helposti saatavilla oleva uusiutuva raaka-aine polttoainepellettien ja -brikettien valmistukseen.

Tällä hetkellä vaihtoehtoisten energialähteiden tuotannon merkitys kasvaa jatkuvasti. Tähän on useita syitä.

1. Perinteisiä energialähteitä - kaasua, hiiltä, ​​öljyä - on vuosi vuodelta vaikeampi ottaa talteen, mikä johtaa niiden kustannusten jatkuvaan nousuun. Kuten tiedätte, Ukrainan kannalta erityisen tärkeä kysymys on tuontikaasun kustannuksista.

2. Perinteisten energiankantajien varastot tyhjenevät nopeasti, mikä tekee vaihtoehtoisten energialähteiden tuotannosta erittäin lupaavan toimialan.

3. Kaikkien kehittyneiden maiden, myös Ukrainan, hallitukset kannustavat vaihtoehtoisten energialähteiden tuotantoa.

Ligniini Polttava ligniinivarasto

Ligniinipelletti Pini&Key ligniinibriketti

uusi laki" Biologisten polttoaineiden tuotannon ja käytön edistämisestä "Biopolttoaineen tuottajat, mukaan lukien polttoainepelletit ja -briketit, ovat vapautettuja voittoverosta tammikuuhun 2020 asti. On myös useita taloudellisia, ympäristöllisiä ja sosiaalisia edellytyksiä, jotka edistävät biopolttoainemarkkinoiden laajenemista yleensä ja polttoainepellettien ja -brikettien osalta erityisesti Mutta monet liikemiehet, jotka suuntasivat ponnistelunsa ja pääomansa tälle lupaavalle talouden segmentille, kohtasivat odottamattomia ongelmia.

Pääkilpailija tällä alalla ei ole myyntialueella.- siinä ei vain ole ongelmia, ja periaatteessa kaikki tuotteet kuljetetaan vientiin EU-maihin - ja raaka-aineiden toimittamiseen. Tosiasia on, että monet biomassan briketointi- tai rakeistuslaitteita asentaneet yritykset eivät tällä hetkellä toimi täydellä kapasiteetilla ja ovat usein käyttämättömänä raaka-aineiden puutteen vuoksi. Tämä johtuu ensisijaisesti tietyntyyppisten raaka-aineiden (auringonkukan kuoret, olki, viljajätteet, maissin käsittelyjätteet, muun tyyppiset maatalouden raaka-aineet) saatavuuden kausiluonteisuudesta, laitteiden väärästä asennuspaikan valinnasta (esim. mahdolliset raaka-ainelähteet), korkeat logistiikkakustannukset raaka-aineiden toimituksesta, jolla on yleensä erittäin pieni irtotiheys (esimerkiksi auringonkukan kuorien irtotiheys on 100 kg / m3).

Tällaisessa tilanteessa ligniini on hyvä vaihtoehto maatalousjätteelle raaka-aineena, sillä sen varastoja on saatavilla melko paljon, käsittelykaudesta riippumatta, ligniini soveltuu erinomaisesti rakeistamiseen ja briketointiin erinomaisten sitomisominaisuuksiensa ansiosta, on melko suuri irtotiheys (jopa 700 kg/m3) , mikä tekee sen kuljettamisesta pitkiä matkoja kustannustehokkaasti, jopa ei rakeisessa muodossa, sillä on hyvä lämpöarvo, verrattavissa hiileen, paljon alhaisempi tuhkapitoisuus , ja raaka-aineen ligniinin hinta on suhteellisen alhainen. Ligniinin erityisominaisuuksista johtuen sen jatkokäyttöä varten valmistustekniikassa kiinnitetään erityistä huomiota ligniinin kuivaamiseen.

Jos tarkastella ligniiniä fysikaalis-kemiallisesta näkökulmasta, sitten alkuperäisessä muodossaan tämä aine on monimutkainen sahanpurumainen massa, jonka kosteus saavuttaa seitsemänkymmentä prosenttia. Itse asiassa ligniini on ainutlaatuinen ainekompleksi, joka koostuu polysakkarideista, erityisestä aineryhmästä, joka kuuluu ns. lignohumistiseen kompleksiin, monosakkarideista, erilaisista mineraali- ja orgaanisista hapoista, joilla on hyvin erilainen kylläisyys, sekä tietystä osasta tuhkaa. . Hydrolyyttinen ligniini on sahanpurumainen massa, jonka kosteuspitoisuus on noin 55-70 %. Koostumuksessaan tämä on aineiden kompleksi, joka sisältää itse kasvisolun ligniinin, osan polysakkarideista, ryhmän lignohumisen kompleksin aineista, mineraali- ja orgaanisia happoja, joita ei pestä monosakkaridien hydrolyysin jälkeen, tuhkaa ja muut aineet. Itse ligniinin pitoisuus ligniinissä vaihtelee välillä 40-88 %, polysakkaridien pitoisuus 13-45 % hartsimaista ja lignohumisen kompleksin aineiden pitoisuus 5-19 % ja tuhka-alkuaineiden pitoisuus 0,5-10 %. Hydrolyysiligniinin tuhka on pääasiassa tulvaa. Hydrolyyttiselle ligniinille on tunnusomaista suuri huokostilavuus, joka lähestyy hiilen huokoisuutta, korkea reaktiivisuus verrattuna perinteisiin hiilipitoisiin pelkistimiin ja kaksinkertainen kiinteän hiilen pitoisuus puuhun verrattuna, saavuttaen 30 % eli lähes puolet hiilen hiilestä.

Hydrolyyttiselle ligniinille on tunnusomaista kyky siirtyä viskoplastiseen tilaan, kun siihen kohdistetaan noin 100 MPa painetta. Tämä seikka määräsi ennalta yhden lupaavista suunnista hydrolyyttisen ligniinin käytölle brikettimateriaalin muodossa. On todettu, että lignobriketit ovat korkeakalorinen, vähäsavuinen kotitalouspolttoaine, korkealaatuinen pelkistysaine rauta- ja ei-rautametallien metallurgiassa, joka korvaa koksin, puolikoksin ja puuhiilen, ja sitä voidaan käyttää myös mm. kivihiili, kuten puu ja hiilisorbentit. Useiden organisaatioiden tutkimukset ja pilottityöt ovat osoittaneet tämän noin briketoitu hydrolyyttinen ligniini voi olla arvokas raaka-aine maan kansantalouden metallurgialle, energialle ja kemian aloille sekä korkealaatuisena yhdyskuntapolttoaineena.

Toteuttamiseen voidaan suositella teknistä kehitystä, joka mahdollistaa seuraavien briketoitujen lignotuotteiden valmistamisen:
- lignobriketit korvaamaan perinteiset hiilimetallurgiset pelkistysaineet ja kokkareinen panos kiteisen piin ja ferroseosten tuotannossa;
- vähäsavuiset lignobriketit;
- briketoitu ligniinihiili puuhiilen sijaan kemianteollisuudessa;
- lignobrikettien hiilipitoiset sorbentit teollisuusjätteiden puhdistamiseen ja raskas- ja jalometallien sorptioon;
- energiabriketit seoksesta, jossa on seulontahiilen valmistusta.

Ligniinipolttoainebriketit ovat korkealaatuista polttoainetta, jonka lämpöarvo on jopa 5500 kcal/kg ja vähäinen tuhkapitoisuus. Poltettaessa ligniinibriketit palavat värittömällä liekillä, ilman savuista savupilua. Ligniinin tiheys on 1,25 - 1,4 g/cm3. Taitekerroin on 1,6.

Hydrolyyttisellä ligniinillä on lämpöarvo, joka absoluuttisen kuivalla ligniinillä on 5500-6500 kcal/kg tuotteella, jonka kosteus on 18-25 %, 4400-4800 kcal/kg ligniinillä, jonka kosteus on 65 %, 1500-1650 kcal/kg ligniinillä. jonka kosteuspitoisuus on yli 65 %. Fysikaalis-kemiallisten ominaisuuksiensa mukaan ligniini on kolmifaasinen polydispersiosysteemi, jonka hiukkaskoot ovat useista millimetreistä mikroneihin tai vähemmän. Eri kasveilla saatujen ligniinien tutkimukset osoittivat, että niiden koostumukselle on ominaista keskimäärin seuraava fraktiopitoisuus: yli 250 mikronia kooltaan - 54-80%, alle 250 mikronia - 17-46% ja alle 1 mikronia kooltaan - 0,2-4,3%. Rakenteeltaan hydrolyyttisen ligniinin hiukkanen ei ole tiheä kappale, vaan edustaa kehittynyttä mikro- ja makrohuokosten järjestelmää, jonka sisäpinnan koon määrää kosteus (märällä ligniinillä se on 760-790 m2/g, ja kuivalle ligniinille vain 6 m2/g).

Kuten useiden tutkimus-, koulutus- ja teollisuusyritysten useiden vuosien tutkimukset ja teolliset testit osoittavat, hydrolyyttisestä ligniinistä voidaan saada arvokkaita teollisuustuotteita. Voimateollisuudelle on mahdollista valmistaa briketoitua yhdyskunta- ja takkapolttoainetta alkuperäisestä hydrolyyttisestä ligniinistä ja briketoitua energiapolttoainetta ligniinin seoksesta kivihiilen erotusseuloilla.

Ligniinin polttoprosessissa prosessiuuneissa ilman suoraa lämmönsiirtoa on merkittäviä eroja höyrykattilauuneihin verrattuna. Niissä ei ole säteitä vastaanottavaa pintaa, ja siksi tuhkan kuonan välttämiseksi on tarpeen laskea huolellisesti prosessin aerodynaamiset tilat. Liekin sisälämpötila suoran lämmönsiirron puutteen vuoksi on korkeampi ja keskittynyt pienempään tilavuuteen kuin höyrykattiloiden uuneissa. Ligniinin polttamiseen on tarkoituksenmukaisinta käyttää Shershnev-soihdutusuunia, joka tarjoaa riittävän korkean hyötysuhteen polttoaineille, joilla on korkea dispersioaste.

Ligniiniä voidaan käyttää tehokkaasti polttopolttoaineena sahanpurun tai muun biomassan kuivaamiseen tarkoitetun kuivauskompleksin lämmönkehittimessä polttoainepellettien ja polttoainebrikettien tuotantolinjoissa. Huolellisesti valmistettu jauhettu polttoaine on palamisnopeuden ja palamisen täydellisyyden suhteen lähellä nestemäistä polttoainetta. Täydellinen palaminen soihdussa varmistetaan pienemmällä ylimääräisellä ilmasuhteella ja siten korkeammalla lämpötilalla. Kun polttoprosessi suoritetaan pienellä ilmaylimäärällä, kuivauskompleksille tarjotaan räjähdyssuojatut käyttöolosuhteet, mikä erottaa positiivisesti savukaasujen suoralla käytöllä tapahtuvan kuivauksen lämmitetyllä ilmalla tapahtuvasta kuivausmenetelmästä.

Näin ollen ligniini on erinomainen, kaloripitoinen polttoaine ja helposti saatavilla oleva uusiutuva raaka-aine polttoainepellettien ja -brikettien valmistukseen.

Jauhemaisen ligniinin käyttö.

Jauhemainen ligniini soveltuu aktiiviseksi lisäaineeksi tieasfalttibetonissa sekä polttoöljyn lisäaineeksi, kun sitä käytetään energiatekniikassa ja metallurgiassa. Kivennäisjauheena käytetty hydrolyyttinen ligniini mahdollistaa:
1. Parantaa asfalttibetonin laatua (lujuus - 25 %, vedenkestävyys - 12 %, halkeamankestävyys (hauraus) -14°C - -25°C) öljybitumin lisämuokkauksen ansiosta.
2. Säästä tienrakennusmateriaaleja: a) öljybitumia 15-20 %; b) 100 % kalkkimineraalijauhe.
3. Parantaa merkittävästi jätevarastoalueen ympäristötilannetta.
4. Palauta tällä hetkellä kaatopaikoilla olevat hedelmälliset maat.

Siten tehdyt tutkimukset teknologisen hydrolyyttisen ligniinin (THL) käytöstä asfalttibetonin valmistuksessa osoittavat, että nykyaikaisten teiden (tasavallan, seudun ja kaupunkien) rakentamiseen tarvittavien materiaalien raaka-ainepohjaa on mahdollista laajentaa merkittävästi. , parantaen samalla niiden pinnoitteen laatua öljybitumin modifioinnin hydrolyyttisellä ligniinillä ja kalliiden mineraalijauheiden täydellisen korvaamisen ansiosta.