Granulas no kokapstrādes atkritumiem (hidrolītiskais lignīns) un to ražošanas metode. Granulu izejvielas: galvenie veidi un prasības Lignīna un kokskaidu granulu salīdzinājums

Mitrums

Prasības rūpnieciskajām granulu ražotnēm ir no 8 līdz 15%. Citos gadījumos izejvielai nepieciešama žāvēšana vai, gluži pretēji, apstrāde ar tvaiku.

Pelnu saturs

Pelnu saturs granulās ir nedegošu atlieku procentuālais daudzums pēc partijas sadedzināšanas. Premium klases granulām šis rādītājs ir līdz 1% saskaņā ar EN Plus A-2 standartu un līdz 0,5-0,7% saskaņā ar EN Plus A-1 standartu. Augsts pelnu saturs degvielā laika gaitā var izraisīt sadegšanas kameras un skursteņa aizsērēšanu.

Ķīmisko savienojumu saturs izejvielās

Šobrīd Eiropas Savienība pastiprina standartus sadegšanas produktu emisijai atmosfērā. Granulu izejmateriāliem jāsatur minimāls ķīmisko vielu daudzums, piemēram, azors, hlors, sērs.

Frakcijas lielums

Granulēšanai materiāls jāsasmalcina līdz 3 mm garām un līdz 1-2 mm biezām daļiņām.

Materiāla augsta enerģētiskā vērtība

Izejvielu siltumspēja – cik daudz siltuma var iegūt dedzinot – ir galvenā granulu patēriņa vērtība. Augstas kvalitātes izejvielām ir augsts kaloriju saturs. Šo parametru, cita starpā, ietekmē materiāla svaigums. Koksne, kas ir piedzīvojusi sabrukšanu, zaudē daļu no sava enerģijas potenciāla.

Piemērotība granulēšanai

Dažus materiālus var būt vieglāk un grūtāk presēt un sagatavot. Turklāt mazāk izturīgas un blīvas granulas var iegūt no grūti granulējamām izejvielām. Lai palielinātu granulu stiprību, tiek izmantotas dažādas piedevas.

Izejvielu izmaksas

Šādas izmaksas papildina izejvielu izmaksas, kas ietver arī iegādes un transportēšanas izmaksas. Ja izejvielu kopējās izmaksas ir pārāk augstas, ražošana var nebūt ekonomiski izdevīga.

koksnes granulas

Visbiežāk šādas granulas sauc par "zāģskaidu granulām", bet patiesībā tās iegūst no dažāda veida atkritumiem.

Šķeldas, zāģu skaidas ko iegūst neapstrādātu un žāvētu kokmateriālu zāģēšanas un apstrādes laikā

Koksnes skaidas viens no visizplatītākajiem atkritumiem

Plāksne, koksnes līdzsvars- lieli koksnes atkritumi, zāģēti vai cieti stumbri, kas kaut kādu iemeslu dēļ ir atteikti izmantošanai to galvenajam mērķim (ir defekti, neatbilst diametram utt.).

Nestandarta koka izstrādājumi: jauns vai pārstrādājams.

Sausās zāģu skaidas un skaidas tiek uzskatītas par ideālām izejvielām iegūšanai. Tajos parasti nav iekļauti mizas ieslēgumi un augsnes daļiņas, kuras sadedzinot veido izdedžus. Tāpēc tas ir tik populārs.

Koksnes šķeldas kā granulu izejmateriāla kvalitāte ir atkarīga no tā, no kādas koksnes tā iegūta - parastās vai nomizotas, kā arī no tās uzglabāšanas īpašībām. Jo mazāk mizas un svešķermeņu iekļūst granulās, jo mazāks pelnu saturs un līdz ar to arī kvalitāte.

To pašu var teikt par plātņu un līdzsvara apstrādi.

Nestandarta koka izstrādājumiem teorētiski būtu jānodrošina augstas kvalitātes granulas, jo tā ir tīra, nomizota koksne bez piemaisījumiem. Tomēr ir vērts pievērst uzmanību tam, kādi materiāli tiek izmantoti produkta ražošanā. Šāda materiāla videi draudzīgumu var ietekmēt dažādas lakas, apstrādes līdzekļi, līme.

Dažādu veidu koksnes granulēšana

Dažādi koksnes veidi kā granulu izejviela atšķiras ar granulēšanas vieglumu.

Pirmkārt, no koksnes sugām ar lielāku dabiskā lignīna saturu iegūst stiprākas granulas. Skujkoku sugas šajā parametrā ievērojami apsteidz lapu kokus: dažādas skujkoku šķirnes satur 23–38% lignīna, un lapu koku sugas izplatība ir 14–25%. Ja izejvielā ir maz lignīna, tad pēc granulēšanas palielinās sijāšanas apjoms.

Otrkārt, koksnes sugām ir atšķirīga cietība. Cietāka koksne ir grūtāk presējama granulās, rada lielākas slodzes iekārtām, īpaši palīgmateriāliem - matricai, presēšanas rullīšiem. Skujkoki ir mīkstāki un elastīgāki presēšanai, savukārt cietie vienmēr ir cietāki. Taču cietkoksnes granulu siltumspēja ir augstāka, tāpēc kubikmetrs dižskābarža vai ozola granulu svērs vairāk nekā tāda paša tilpuma priedes granulas un izdalīs vairāk siltuma.

Tajā pašā laikā, kā liecina prakse, ir iespējams veiksmīgi sajaukt dažādu šķirņu zāģu skaidas un granulēt. Šāds jaukts materiāls kurināmā granulām nemazina galaprodukta kvalitāti: ja iežus sajauc pareizās proporcijās, var iegūt atbilstošas ​​granulas – piemērotas privātmāju apkurei. Cietkoku, piemēram, dižskābarža un ozola, pievienošana palielina granulu enerģētisko vērtību. Vēl viena lieta ir tāda, ka dažiem cietkoksnēm ir tumša koka nokrāsa, un jauktās granulas no dažādiem koksnes veidiem ir kafijas, pelēkas vai tumšas. Privātajiem granulu patērētājiem dažkārt ir aizspriedumi pret jebkuras krāsas granulām, izņemot gaiši smilškrāsas, tāpēc viņi var noraidīt tumšā ozola granulas vienam no to veidiem, neskatoties uz to, ka tiem ir augstas kvalitātes sertifikāti. Aizspriedumi ir tik spēcīgi, ka daži vācu pētnieki rada degvielu no sugu maisījuma, skujkokiem pievienojot aptuveni 20% ozola vai dižskābarža, bet galaprodukts saglabā pievilcīgu gaišo krāsu.

Sajauc granulas

Saskaņā ar pētījumu kompānijas Future Metrics datiem līdz 2023. gadam tas gandrīz dubultosies: sasniegs 21,5 miljonus tonnu pret pašreizējiem 12 miljoniem tonnu. Koksnes atkritumi kļuvuši arvien pieprasītāki, par tiem sacenšas ne tikai biodegvielas ražotāji, bet arī skaidu plātņu rūpnīcas un daudzas citas nozares. Vēl 2010. gadā Eiropas Savienība pieņēma programmu, lai paplašinātu bioloģisko atkritumu klāstu, kas tiks izmantoti apkurei un energoapgādei.

Definēsim terminoloģiju:

Sajauc granulas ir degviela, kas tiek granulēta no vairāku veidu izejvielām, gan koksnes, gan citas izcelsmes.

Agrogranulas- granulas no dažādiem augu materiāliem, parasti lauksaimniecības. atkritumi.

Kāda ir alternatīva granulu izejviela?

Agroindustriālā kompleksa atkritumi: pākšaugu pākstis, kukurūzas vālītes, rīsu sēnalas, griķi, saulespuķu sēnalas, linu ugunskuri, riekstu čaumalas, augļu kauliņi, graudu nogulsnes, nelīdzīgi graudi, alus graudi.

Augi: niedres, salmi, cukurniedres, kā arī labiekārtošanas un sanitārās cirtes laikā nocirsti koki un krūmi.

Citas dabīgas degošas vielas: kūdra, lignīns.

Šos materiālus var granulēt, taču, salīdzinot ar koksni, tiem ir virkne trūkumu: nevēlamo ķīmisko savienojumu saturs, augsts pelnu saturs, zema pelnu atlieku kušanas temperatūra, kas izraisa izdedžu veidojumu veidošanos katlos.

Lai atrastu optimālas granulu receptes, Eiropas pētnieki eksperimentē ar dažāda veida izejvielu samaisīšanu granulās. Pamatojoties uz pētījumiem, tika iegūtas dzīvotspējīgas “receptes” maisījumiem-granulām no dažādām izejvielām, kuras rūpīgi apstrādā katli un degot neizdala kaitīgas vielas. Parasti tiek uzskatīts, ka granulā nedrīkst būt minerālu ieslēgumi, taču Austrijas Meža pētniecības institūta zinātnieki ir radījuši granulas no kukurūzas vālītēm, rapša un salmiem, pievienojot kaolīnu, bentonītu un akmeņogļu pelnus. Iegūtās granulas atmosfērā izdala minimālu procentuālo daudzumu nevēlamo vielu, tās sadedzinot krāsnī, neveidojas izdedžu kūkas.

Tāpat koksne granulās tiek kombinēta ar 10-15% skujkoku skujām vai jauktas granulas tiek ražotas no skujkoku un cietkoksnes. Krievijas patents - apvienojot zāģu skaidas un apmēram 20-25% kokogles, veiksmīgai šī maisījuma granulēšanai pievieno 1-3% cietes. Šādu granulu potenciāls ir līdz 20-23 MJ/kg, kas padara tās par alternatīvu mazkaloriju akmeņoglēm un kūdrai. To ražošanai ir piemērotas jebkuras koku sugas, ieskaitot sausu un sadedzinātu koksni, kā arī meža ugunsgrēkos savāktās ogles.

Galvenais šķērslis maisījuma granulu un agrogranulu izplatībai ir sadegšanas produktu emisiju atmosfērā normu pastiprināšana Eiropas Savienībā. Šādi pasākumi var padarīt šādu kurināmo izmantošanu ekonomiski neizdevīgu, jo katlu īpašniekiem būs nepieciešami dārgi filtri un tehnoloģijas, lai nodrošinātu atbilstību visiem noteikumiem.

Maisījumu granulu ražošanā bieži tiek izmantotas dažādas piedevas, lai uzlabotu granulu saķeri. Ja skujkoku kokiem ir pietiekami daudz sava lignīna, tad cieti pievieno cieti, kā arī lauksaimniecības atkritumiem. Šiem nolūkiem varat izmantot arī zivju eļļu, sodu, laimu, parafīnu, augu eļļas, kafijas biezumus. Šādas piedevas uzlabo produkta lietotāja īpašības: mazāks sijāšanas procents, drupināšana, labāka izturība pret lūzumiem transportēšanas laikā un tieša izmantošana katlos.

Nelielos apjomos tiek granulēta augļu koku koksne - ķirši, ābeles u.c. Tos parasti izmanto nevis karsēšanai, bet gan gaļas un zivju kūpināšanai, piešķirot produktam patīkamu aromātu.

Agrogranulas

Viens no populārākajiem lauksaimniecības granulu izejvielu veidiem ir dažādu kultūru (īpaši kviešu un rapšu) salmi. Enerģijas potenciāla ziņā šis materiāls nav daudz zemāks par koksni: līdz 16 MJ/kg pretstatā līdz 18,4 MJ/kg. Salmi ir atjaunojams degvielas avots, salmu dedzināšana nemaina slāpekļa dioksīda līdzsvaru gaisā: audzējot, tie patērē tik daudz CO2, cik degot izdalās. Arī salmu granulas tiek izmantotas ne tikai apkurei, bet arī kā pakaišiem dzīvniekiem lopkopības fermās un staļļos.

Salmiem līdzīgs izejmateriāla veids ir niedres, tās augstākā siltumspēja ir 19 MJ/kg un pelnu saturs ir aptuveni 4%. Šādas izejvielas ir ļoti lētas, tās savāc, izmantojot purvu kombainus-smalcinātājus.

Saulespuķu miziņa ir viens no perspektīvākajiem materiāliem lauksaimniecības granulām. pelnu saturs ir 3%, un tie izdala gandrīz tikpat daudz siltuma kā brūnogles - līdz 21 MJ / kg. Pelni pēc sēnalas sadedzināšanas ir vērtīgs mēslojums. Granulēti tiek arī griķu, prosas sēnalas, rīsu sēnalas.

Citi materiāli

Krievijā ir plašas kūdras atradnes, kas piemērotas granulēšanai. Kūdras granulas un briketes tiek ražotas, izmantojot aptuveni tādu pašu tehnoloģiju kā koksnes briketes. Kūdras siltumspēja ir augsta - līdz 21 MJ / kg, tomēr arī pelnu saturs šādās granulās ir palielināts - līdz 5%. Šāda degviela ir piemērota rūpnieciskām un komunālām katlu mājām. Krievijā kūdras granulēšanai un briketēšanai galvenokārt ir 2 perspektīvas: nodrošināt siltumu un elektroenerģiju negazificētām teritorijām un granulu eksportēt uz Skandināvijas valstīm. Ziemeļeiropā kūdra ir atzīta par daļēji atjaunojamu izejvielu, un tās izmantošana enerģētikā tiek veicināta no augšas.

Makulatūras granulēšana ir diezgan jauna, bet perspektīva nozare, jo šāda veida izejvielām nav vajadzīgas dārgas. Granulas, kas izgatavotas no papīra un kartona (un dažās valstīs ir izveidota veco banknošu granulēšana) rada lielu siltuma daudzumu un tajās ir niecīgs nedegošu atlikumu procents.

Un zirgu mēslu cena ir dārgāka nekā koksnes granulas. Tas ir vērtīgs un barojošs mēslojums augsnēm. Zirgu mēslu granulas tiek pārdotas par aptuveni 1,25 eiro kilogramā. Kūtsmēslu un kūtsmēslu pārstrāde mēslošanas līdzekļos ir ne tikai izdevīga, bet arī nepieciešama darbība, jo šādu atkritumu uzglabāšana rada tiešu kaitējumu videi.

To pašu var teikt par hidrolīzes lignīna apstrādi, kas ir hidrolīzes iekārtu blakusprodukts. Krievijā Arhangeļskas apgabalā ir viena lignīna granulēšanas rūpnīca, un tikmēr tās rezerves valstī sasniedz desmitiem miljonu tonnu. Sadegšanas siltuma (vairāk nekā 21 MJ/kg) un pelnu satura (mazāk par 3%) ziņā lignīns ir lieliska izejviela granulu ražošanai.

Izejvielu bāzes paplašināšana dod iespēju gūt labumu no milzīga daudzuma bioloģisko atkritumu apglabāšanas, kā arī atrisināt ar to uzglabāšanu saistītās vides problēmas. Pārejot no fosilā kurināmā uz tīru degvielu, samazinās kaitīgo vielu emisijas gaisā. Jaunu granulu un brikešu ražošanas nozaru izveide rada jaunas darba vietas lauksaimniecības nozarē un veicina tās vispārējo attīstību.

Tradicionāli koksnes kurināmā granulu ražošanā - granulās izmanto skujkoku sugu koksnes atkritumus. Taču skujkoku koksne ir dārga izejviela, kas ir pieprasīta kokapstrādes nozarē, un tās atkritumi tiek izmantoti virknē citu nozaru. Līdz ar to skujkoku koksnes resursi nepārtraukti sarūk, un granulu ražošanai nepieciešams izmantot mazvērtīgu un lētu lapu koku, kas rūpnieciskajā ražošanā netiek izmantota tik plaši kā skujkoku.

Attiecībā uz granulu ražošanas tehnoloģiju galvenā atšķirība starp lapkoku un skujkoku 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, kas nodrošina granulu izturību. Cietkoksnes granulas ir mazāk izturīgas, jo tajā ir mazāks lignīna saturs. Un, lai sasniegtu nepieciešamo stiprību, tiek izmantotas dažādas piedevas vai izejvielu apstrāde ar tvaiku, kas tiks apspriests tālāk.

Tāpat granulu ražošanā svarīga ir koksnes cietība. Cietāku cietkoksni ir grūtāk presēt granulās nekā skujkoku, un iekārtai tiek noslogota liela slodze, īpaši uz patērējamām daļām - matricu un presēšanas rullīšiem. Bet dažu lapu koku, galvenokārt dižskābarža un ozola, siltumspēja ir augstāka, salīdzinot ar šo skujkoku parametru.

Lai apmierinātu Eiropā arvien pieaugošo pieprasījumu pēc augstas kvalitātes kokskaidu granulām, to ražošanai arvien vairāk tiek izmantotas cietkoksnes. 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 augstu konkurenci granulu ražotājiem. Taču pelnu saturs cietkoksnes granulās ir lielāks nekā skujkoku granulās un vairumā gadījumu atbilst ENplus A2 standartam (pelnu saturs mazāks par 1,5%). Starp citu, izmaiņas ENplus A2 standarta jaunajā versijā nosaka pelnu saturu ne vairāk kā 1,2% (EN ISO 17225-2). Nākotnē ir pilnīgi iespējama turpmāka atļautā pelnu satura samazināšana saskaņā ar ENplus. Neskatoties uz to, visi tā saukto premium granulu (vai mājsaimniecības granulu, kā tās parasti sauc ES) ražotāji ekonomisku apsvērumu dēļ cenšas panākt, lai savu produktu īpašības atbilstu ENplus A1 standartam (to izmaksas ir augstākas par klasi). A2 un rūpnieciskās granulas). Ir vērts atzīmēt, ka pieprasījums pēc ENplus A2 kvalitātes granulām Eiropā ir minimāls, jo mazām katlu mājām vai mini koģenerācijas stacijām, kurām šis standarts tika izstrādāts, ir diezgan piemērotas rūpnieciskās granulas, kuru cena ir zemāka, ražošanas apjomi ir daudz. augstāki, un tie atšķiras tikai ar pelnu saturu (līdz 1,5%) un netieši no krāsas.

Pētījumi Austrijā un Vācijā

Lai paplašinātu datubāzi par pelnu saturu cietkoksnes granulās, Austrijā tika veikta virkne pētījumu, lai novērtētu cietkoksnes izmantošanas iespējamību ENplus granulu ražošanā. Bērzs, dižskābardis, ozols un osis tika izvēlēti lielākajai testu sērijai, jo šīs sugas kopā ar skujkokiem jau ir iesaistītas granulu ražošanā Austrijā un Vācijā. Izmantojot speciālu termogravimetrisko analizatoru TGA, vairāk nekā 80 paraugos tika analizēts pelnu saturs 550°C temperatūrā pēc Austrijas normas Önorm EN 14 775. gadījumos un, sajaucot dažādas cietkoksnes sasniedz 1-1,5%), un mizā. - maksimālais pelnu saturs ir līdz 10%. Papildus tika analizēti papeļu koksnes paraugi, pelnu saturs bija līdzīgs.

Saskaņā ar Vācijas Granulu institūta (DEPI) statistiku Vācijā kopš 2014. gada granulu ražošanā tiek izmantota cietkoksne, vidēji līdz 10% no kopējām izejvielām (tas ir, 90% skujkoku, 10% cietkoksnes). Markuss Manns, granulu rūpnīcas Westerwälder Holzpellets GmbH dibinātājs un direktors Langenbahā (Augšbavārijā), eksperimentēja savā ražošanā, sajaucot 10-15% dižskābarža un bērza koksnes un 85-90% skujkoku. Ar šo attiecību izejā iegūtajās granulās pelnu saturs bija mazāks par 0,5%, un tās pilnībā atbilst ENplus A1 standartiem. Granulēšanai tika izmantota veidne ar presēšanas kanāla garumu 39 mm, nevis standarta 45 mm, ko izmanto skujkoku koksnei. Granulējot tikai dižskābarža zāģu skaidas, presēšanas kanāls tika saīsināts vēl par 10 mm līdz 29 mm. Eksperimentu rezultātā tika konstatēts, ka papeles koksnes pelniem ir zema saķepināšanas temperatūra, jo papele parasti aug smilšainās un mālainās augsnēs, to koksne un vēl jo vairāk miza satur daudz silikātu savienojumu. Tas, starp citu, ir raksturīgi arī virknei citu lapu koku, jo īpaši mākslīgi iestādītiem, lai aizsargātu pret nelabvēlīgiem dabas un antropogēniem faktoriem.

Šajā sakarā var minēt arī Krievijas uzņēmumu - CJSC "AlT-BioT" no Krasnodaras apgabala, kas 2009. gadā starptautiskajā izstādē Interpellets Štutgartē prezentēja granulas, kas izgatavotas no cietkoksnes (osis, akācija, ozola, dižskābarža, kļavas), iegūts pēc sanitārās cirtes aizsargmeža plantācijās 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 līdz 2015. gadam Krievijas dienvidos uzbūvēt vismaz 20 šādas granulu ražotnes.

Rūpnīca nesasniedza projektēto jaudu (10 tonnas dienā jeb 70 tūkst.t gadā), tika sasniegta maksimālā ražība 7 tonnas stundā. Produkcija tika eksportēta galvenokārt uz Eiropu. Divos kaimiņrajonos 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 no Nīderlandes pārstāvji, šo granulu ražotni apmeklēja 2010. gadā. Holandieši augstu novērtēja gan granulu kvalitāti, gan ražošanu. Bet diemžēl tajā pašā gadā rūpnīca tika apturēta, darbinieki tika atlaisti, tika arestēts investora Nikolaja Djačenko brālis, Rosselkhozbank OJSC reģionālās filiāles vadītājs Krasnodaras apgabalā, kas finansēja projektu AlTBioT, un pats investors devās bēgļu gaitās. 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. Austrijas Federālā meža izpētes centra speciālists Andreass Haiders skaidroja, ka no cietkoksnes var ražot ne tikai ENplus A2 un rūpnieciskās kvalitātes 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 daļā. 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 sugai. Eksperimentāli noskaidrots, ka tīģelī kalcinējot absolūti sausu koksni, pelnu atlikums vidēji ir no 0,3 līdz 1,0%. Turklāt 10-25% no atlikuma izšķīst ūdenī, tas ir soda un potašs (agrāk to rūpnieciskos daudzumos ieguva no koksnes pelniem). Koksnes pelnu svarīgākās nešķīstošās sastāvdaļas - kaļķi un dažādi magnija un dzelzs sāļi - veido 75-90%. Haiders vērsa uzmanību uz to, ka Eiropas dienvidos, Balkānos, īpaši bijušās Dienvidslāvijas republikās - Horvātijā, Melnkalnē, Serbijā un Bosnijā un Hercegovinā - mežos ir ļoti daudz lapu koku sugu. Un kaimiņvalsts Itālija šodien ieņem pirmo vietu Eiropas Savienībā augstākās kvalitātes granulu patēriņa ziņā: vairāk nekā 3 miljoni tonnu gadā. Ģeogrāfiskais stāvoklis nodrošina labvēlīgus apstākļus (loģistiku) granulu eksportam no šīm Balkānu valstīm uz Itāliju. Uzziņai: Vācijā uz 2018. gada sākumu 2017. gadā 98,9% granulu tika ražotas no skujkoku koksnes un tikai 1,1% no cietkoksnes.

R&D 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 mitruma saturs bija 8–11%. Uzdevums bija 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 kokskaidu granulu (līdz 1,5%) un ENplus A2 klases granulu standartiem. Bet no alkšņa un bērza koksnes iegūtajām granulām ir raksturīga samazināta mehāniskā izturība (attiecīgi par 11 un 18% zemāka par priedes granulu izturību). Lai sasniegtu skujkoku granulām raksturīgo mehānisko stiprību, ir nepieciešama cietkoksnes izejmateriāla iepriekšēja apstrāde ar piesātinātu tvaiku.

Eksperimentālo granulu ražošanu no cietkoksnes, kas pirms granulēšanas apstrādāta ar piesātinātu tvaiku, izveidoja OJSC Vitebskdrev. Izejvielas 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 cietkoksnes termiskā apstrāde aizņem mazāk laika nekā skujkoku koksnes (līdz ar to ir samazinājies enerģijas patēriņš). Rezultātā tika konstatēts, ka cietkoksnes granulu blīvums ir salīdzināms ar priedes koksnes granulu blīvumu (2. tabula). Šeit der citāts no testa ziņojuma: “Piesātināta tvaika darbība izraisīja koksnes komponentu aktivizēšanos, jaunu funkcionālo grupu izveidi, kas uzlabo adhezīvu mijiedarbību granulu veidošanās procesā. Koksnes daļiņas tika papildus samitrinātas, kā rezultātā granulu presē temperatūra paaugstinājās no 110 līdz 120°C. Augstā presēšanas temperatūra veicināja strauju reakciju rašanos un pieaugoša makromolekulāro savienojumu daudzuma uzkrāšanos, galvenokārt ļoti reaģējošas hemicelulozes dēļ. Izkusušie un mīkstinātie komponenti aizpildīja tukšumus starp šķiedrām un šūnu sienu kapilārajām un submikrokapilārajām sistēmām. Tajā pašā laikā palielinājās šķērssaišu skaits starp koksnes komponentu molekulām, tostarp telpiskajām, kas nodrošināja izturīgu izstrādājumu veidošanos.

Lai palielinātu cietkoksnes granulu izturību, bieži tiek izmantotas dažādas piedevas, piemēram, ciete, lignīns. Krievijas Zinātņu akadēmijas Sibīrijas filiāles Ķīmijas un ķīmiskās tehnoloģijas institūtā tika pētīta piedevu ietekme cietkoksnes granulēšanā. Tātad soda, kaļķi, zivju eļļa, augu eļļas, kafijas biezumi uzlabo granulu vai brikešu īpašības: samazina atbirumu, palielina izturību pret lūzumiem transportēšanas un piegādes laikā noliktavā vai katlā. Sasmalcinātas ogles 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 cietkoksnē. DIN CERTCO eksperts un konsultants - visā pasaulē akreditēts Vācijas sertifikācijas centrs organizācijām, pakalpojumiem, produktiem, arī tiem, kas atbilst DIN + standartiem; FSC/PEFC, SBP - Erwin Hoeffele precizēja, ka daži strauji augoši plantāciju augi, piemēram, miskants un bambuss, nav iekļauti koksnes granulu ražošanai piemēroto izejvielu sarakstā, jo tie nav klasificēti kā koksne, bet ir klasificēta kā zāle. Tas ir, nav iespējams iegūt ENplus un DIN + sertifikātus granulām, kas iegūtas no miskanta un bambusa.

Kopumā pelnu satura ierobežošana izejmateriālos ir tīri abstrakta un relatīva prasība. Piemēram, Nīderlandes, Beļģijas, Dānijas, Polijas un citu valstu elektrostacijās kopā ar akmeņoglēm tika dedzinātas granulas no salmiem un saulespuķu sēnalām, olīvu kauliņiem, riekstu čaumalām un kafijas pupiņām un cita biomasa, kuras pelnu saturs bija daudz. reizes lielāks nekā koksnes granulu pelnu saturs. Vēl viens piemērs: uzņēmums "Bionet" no Arhangeļskas apgabala ražo granulas no lignīna (sk. "LPI" Nr. 3 (133), 2018). Šis ir pirmais Krievijā realizētais projekts hidrolīzes ražošanas atkritumu - lignīna - apglabāšanai. Salīdzinot ar klasiskajām kokskaidu granulām, lignīna granulām ir raksturīga augsta siltumspēja (21-22 MJ/kg), bet arī augsts pelnu saturs - 2,4%. Taču tas netraucēja projekta finansējuma saņēmējam Gazprombank pēc prezentācijas Kopenhāgenā biznesa sanāksmē Krievijas Federācijas Tirdzniecības pārstāvniecībā Dānijā 2018. gada pavasarī sākt šo granulu pārdošanu Dānijai un Francijai.

Lielais pelnu saturs granulās, ko izmanto mazjaudas katlos, nozīmē tikai biežu pelnu ekstrakciju no pelnu pannas, kas, kā likums, kalpo kā mēslojums dārzam.

Un, kad granulas sadedzina kopā ar oglēm lielās termoelektrostacijās, 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 elektroenerģijas izmaksas.

Kā liecina prakse, ir iespējams ražot augstākās kvalitātes granulas no cietkoksnes vai maisījuma ar skujkoku. Noteiktā proporcijā sajauktas izejvielas ļauj sasniegt ENplus A1 standartiem atbilstošu granulu kvalitāti. Piedevas un priekšapstrādi ar tvaiku var arī izmantot vai izlaist. Efekts būs atkarīgs no izmantoto izejvielu kvalitātes un veida, tehnoloģiskajām iekārtām ražošanā un, protams, no tehnologa un citu speciālistu profesionalitātes.

Sergejs Peredērijs, [aizsargāts ar e-pastu] eko-pellethandel.de

16.03.2016. - Dažādi

Galvenais materiāls granulu ražošanai ir koks. Taču šobrīd daudzi uzņēmumi pāriet uz cita veida izejvielu izmantošanu, tāpēc Arhangeļskas apgabalā tika nodota ekspluatācijā pirmā rūpnīca Krievijā degvielas granulu ražošanai no lignīna. Mērķa ziņā galaprodukts ir līdzīgs tradicionālajām kokskaidu granulām. Granulas tiks izmantotas kā kurināmais rūpnieciskajiem katliem, siltuma un elektroenerģijas ražošanai. Uzņēmums ir izveidots uz bijušās hidrolīzes rūpnīcas bāzes un ir viens no lielākajiem Eiropā.Lignīns ir koksnes pārstrādes blakusprodukts celulozes un papīra un hidrolīzes rūpniecībā. Tā ir viendabīga masa ar mitruma saturu 50 - 70%, kuras galvenais elements ir zāģu skaidas. Vadošie pasaules eksperti jau sen ir vienojušies, ka lignīns ir lieliska izejviela biodegvielas ražošanai. Dedzinot tas izdala maz dūmu, lieliski aizvieto kokogles, koksu, kā arī tiek izmantots kā reducētājs melnajā un krāsainajā metalurģijā.Krievijā vairumā gadījumu lignīns kā blakusprodukts vienkārši netika izmantots. jebkur. Pārsvarā uzkrājas, nosūta uz poligoniem. Līdz ar jauno granulu ražotni šī izejviela iegūs otru dzīves iespēju, un valsts bioenerģijas nozare saņems vēl vienu stimulu tālākai attīstībai.Ja meklējat perspektīvu biznesa jomu, pievērsiet uzmanību biodegvielas ražošanas nozarei. Nozare strauji attīstās, to aktīvi atbalsta Krievijas Federācijas valdība, un tā tiek uzskatīta par daudzsološu ekonomikas jomu. Visas granulu ražošanai nepieciešamās iekārtas ar izdevīgiem nosacījumiem var iegādāties Krievijā Doza-Gran. Uzņēmums ir eksperts bioenerģijas nozarē un ieņem vadošo pozīciju valsts tirgū.

KOKSNES APSTRĀDES ĶĪMIJA UN TEHNOLOĢIJA

V. S. Boltovskis, tehnisko zinātņu doktors, profesors (BSTU)

Izgāztuvju HIDROLĪZES LIGNĪNA SASTĀVS AS "BOBRUISK BIOTEHNOLOĢIJU AUGTA"

UN RACIONĀLIE TĀ IZMANTOŠANAS VIRZIENI

Izpētīts hidrolīzes lignīna sastāvs no a/s "Bobruiskas biotehnoloģiju rūpnīcas" izgāztuvēm. Tika pierādīts, ka ilgstošas ​​uzglabāšanas rezultātā kopējais polisaharīdu saturs samazinājās ar ievērojami mazāku paša lignīna noārdīšanos. Apskatīti galvenie hidrolītiskā lignīna izmantošanas virzieni un sniegti ieteikumi perspektīvākajiem un racionālākajiem tā izmantošanas virzieniem: degvielas brikešu un granulu, organisko minerālmēslu, sorbentu iegūšana.

Tiek pētīts a/s Bobruiskas biotehnoloģiju rūpnīcas izgāztuvēs iegūtā hidrolītiskā lignīna sastāvs. Ir pierādīts, ka ilgstošas ​​lignīna uzglabāšanas rezultātā tika samazināts kopējais polisaharīdu saturs ar ievērojami mazāku faktiskā lignīna noārdīšanos. Apskatīti galvenie hidrolītiskā lignīna izmantošanas virzieni un sniegti ieteikumi par perspektīvākajiem un racionālākajiem tā izmantošanas virzieniem: degvielas brikešu un granulu, organisko minerālmēslu un sorbentu saņemšana.

Ievads. Augu biomasas šūnu audu lignīns ir dabisks aromātiskas struktūras lielmolekulārs polimērs, kas, hidrolītiski apstrādājot polikondensācijas transformāciju rezultātā, veido trīsdimensiju tīkla struktūru un ir komplekss komplekss, kas ietver sekundārās aromātiskās struktūras (lignīnu). pati, kas būtiski izmainīta hidrolīzes laikā), daļa no nehidrolizētiem polisaharīdiem un nemazgātiem monosaharīdiem, lignohumiskā kompleksa vielām, minerālskābēm un organiskām skābēm, pelnu elementiem un citām vielām.

Hidrolītiskā lignīna izmantošanas problēma pastāv kopš nozares izveides un līdz šim nav fundamentāli atrisināta, neskatoties uz daudzajiem tā pārstrādes veidiem, tostarp rūpniecībā ieviestajiem.

Galvenās hidrolītiskā lignīna pārstrādes jomas ir: izmantošana dabiskā veidā (melnajā un krāsainajā metalurģijā, vieglo ugunsizturīgo izstrādājumu ražošanā - kā degoša piedeva, sadzīves kurināmā ražošanā, kā adsorbents utt.) , pēc termiskās apstrādes (lignīna iegūšana, aktīvās un granulētās ogles), pēc ķīmiskās apstrādes (iegūstot nitrolignīnu un tā modifikācijas, kolaktivītu, bioloģiski aktīvās vielas - polikar- amonija sāļus

kaulu skābes un lignostimulējošie mēslošanas līdzekļi, terapeitiskais lignīns un "polifepāns", ko izmanto kā enterosorbentu dzīvnieku un cilvēku kuņģa-zarnu trakta slimību profilaksei un ārstēšanai aktīvās ogles vietā), kā arī kā enerģijas degvielu.

Baltkrievijas Republikas teritorijā izgāztuvēs, kas aizņem lielas platības un rada bīstamību videi, ir uzkrājies ievērojams daudzums hidrolītiskā lignīna, kas ir pietiekams rūpnieciskai pārstrādei.

Literatūrā publicētā informācija raksturo pēc augu materiālu hidrolītiskās apstrādes iegūtā hidrolītiskā lignīna ķīmisko sastāvu un īpašības. Lai pieņemtu kvalificētu lēmumu par racionālākajiem lignīna izmantošanas veidiem no izgāztuvēm, ir jānosaka tā īpašības un jāizvēlas perspektīvākās jomas tā apstrādei.

Galvenā daļa. Analīzei tika izmantoti hidrolītiskā lignīna paraugi, kas ņemti saskaņā ar TU BY 004791190.005-98 prasībām no AS "Bobruiskas biotehnoloģiju rūpnīcas" izgāztuves, kas atrodas Titovkas ciemā lignīna lauka žāvēšanas izmēģinājuma vietā.

Veikta hidrolītiskā lignīna paraugu komponentķīmiskā sastāva noteikšana un no tā izgatavotās briketes un granulas.

koksnes un celulozes ķīmijā un hidrolīzes ražošanā izmantotās analīzes metodes.

Priedes, bērza un hidrolītiskā lignīna koksnes paraugu termogravimetriskā analīze tika veikta ar ierīci TA-4000 METTLER TOLEDO (Šveice) šādos apstākļos: parauga svars 30 mg, temperatūras paaugstināšanās ātrums 5°C/min diapazonā 25-500 °C, gaisa attīrīšana 200 ml/min.

Galveno komponentu satura noteikšanas rezultāti izgāztuves hidrolītiskā lignīna paraugos ir doti tabulā. viens.

Salīdzinot izgāztuvju hidrolītiskā lignīna analīzes rezultātus ar vidējo lignīna sastāvu, kas iegūts uzreiz pēc koksnes hidrolītiskās apstrādes (2. tabula), redzams, ka ilgstošas ​​uzglabāšanas rezultātā kopējais polisaharīdu saturs ir ievērojami samazinājies. zemāka lignīna sadalīšanās.

Tajā pašā laikā hidrolītiskais lignīns satur tās pašas galvenās sastāvdaļas kā koksne (3. tabula), bet mazāks daudzums polisaharīdu un lielāks daudzums paša lignīna, kas hidrolītiskās apstrādes laikā netiek hidrolizēts, t.i., tā ir koksne pēc hidrolīzes apstrādes (augs). biomasa).

Koksnes un hidrolītiskā lignīna termogravimetriskās analīzes rezultāti (svara zudums un diferenciālā termogravimetrija, kas raksturo svara zuduma ātrumu) parādīja, ka termiskā sadalīšanās

priedes un bērza koksne un hidrolīzes lignīns notiek līdzīgi:

Temperatūras diapazonā 25-100°C tiek izvadīts brīvais mitrums (priedes un bērza koksnes svara zudums attiecīgi 6,26,4%, hidrolītiskais lignīns ir 3,8-4,2%);

Temperatūrā virs 100 un līdz 300°C notiek saistītā ūdens desorbcija ar koksnes masas zudumu 4,2-4,3% un hidrolītiskā lignīna 4,1-5,5%;

Maksimālais koksnes masas zuduma ātrums, ko papildina tās aktīvā termiskā sadalīšanās un svara zudums, tiek novērots 300 ° C temperatūrā, hidrolītiskais lignīns -280 ° C, t.i., sākotnējās koksnes un koksnes galvenās sastāvdaļas pēc hidrolīzes apstrādes (hidrolīzes). lignīns) izdeg gandrīz tādā pašā temperatūras diapazonā;

Ar turpmāku temperatūras paaugstināšanos notiek dziļāka iznīcināšana, svara zudums un karbonizācija, veidojot oglekli saturošu atlikumu 2,3-5,5% apjomā, sadedzinot koksni un 3,9-5,9% - hidrolītisko lignīnu.

Termogravimetriskās analīzes rezultāti apstiprina koksnes un hidrolītiskā lignīna ķīmiskā sastāva noteikšanā iegūtos rezultātus un secinājumus, ka hidrolītiskais lignīns ir koksne pēc hidrolīzes apstrādes un pēc īpašībām ir līdzīgs koksnei degšanas laikā.

1. tabula

% pēc svara absolūti sausnas

Sastāvdaļas nosaukums Vidējās vērtības dziļumā ņemtajos paraugos, m

Kopējie polisaharīdi, tai skaitā: 21,51 19,61 17,67

Viegli hidrolizējams 1,63 1,65 1,80

Grūti hidrolizējams 19,88 17,96 15,87

Celuloze 18,86 17,04 19,95

Lignīns 47,94 52,71 49,32

Pelni 9,56 5,65 10,61

Skābums (izsakot H2SO4) 0,1 0,1 0,1

2. tabula

Polisaharīdi 12,6-31,9 19,9

Lignīns 48,3-72,0 57,1

Skābums (izsakot H2SO4) 0,4-2,4 -

Pelnu saturs 0,7-9,6 -

Piezīme. Darbā sniegti dati par hidrolīzes lignīna noteikšanu no Bobruiskas hidrolīzes rūpnīcas; kā polisaharīdi - tikai celulozes saturs.

Dažādu sugu koksnes ķīmiskais sastāvs

3. tabula

Sastāvdaļas nosaukums Saturs, % no absolūti sausnas masas

Egle Priede Bērzs Apse

Kopējie polisaharīdi, tostarp: 65,3 65,5 65,9 64,3

Viegli hidrolizējams 17,3 17,8 26,5 20,3

Grūti hidrolizējams 48,0 47,7 39,4 44,0

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

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

Pelni 0,3 0,2 0,1 0,3

* Iekavās norādīts celulozes saturs bez hemicelulozēm un lignīna atbilstoši avotam.

Hidrolītiskā lignīna izmantošanas veidi ir dažādi. Daudzsološi rūpnieciskai ražošanai ir, piemēram, produkti, kuru pamatā ir tās augstās sorbcijas īpašības (sorbenti, tajā skaitā enterosorbenti medicīniskiem nolūkiem - ārstnieciskais lignīns un polifepāns), aktīvās ogles, ilgstošas ​​darbības mēslošanas līdzekļi un citi produkti) un siltumietilpība (kurināmā kvalitātē). ). Hidrolītiskā lignīna siltumspēja pie 60% mitruma ir 7750 kJ/kg, pie 65% - 6150 kJ/kg un pie 68% - 5650 kJ/kg. Absolūti sausa lignīna vidējā siltumspēja ir 24 870 kJ/kg.

Šobrīd AAS "Bobruiskas Biotehnoloģiju rūpnīca" pakļautībā esošais uzņēmums ir apguvis degvielas brikešu (TU BY700068910.019-2008) un granulu ražošanu no hidrolītiskā lignīna.

No hidrolītiskā lignīna izgatavoto brikešu un granulu galveno sastāvdaļu satura noteikšanas rezultāti sniegti tabulā. 4.

Kā redzams no tabulas. 4 rezultāti, pēc galveno komponentu satura briketes un granulas praktiski neatšķiras no hidrolītiskā lignīna, no kura tās izgatavotas, un no koksnes, taču tajās ir mazāks polisaharīdu saturs un vairāk lignīna.

Plaša mēroga hidrolītiskā lignīna izmantošana lauksaimniecībā ir daudzsološa kā organiskais mēslojums (tā dabiskajā formā), organiskais minerālmēsls.

mēslojums (jaukts ar minerālu komponentiem vai mikrobioloģiskās rūpniecības atkritumiem - izlietots kultūras šķidrums pēc mikroorganismu fermentācijas vai sajaukts ar dažādām minerālvielām pēc kompostēšanas - vermikomposts), lignostimulējošais mēslojums (pēc modifikācijas ar oksidatīvo noārdīšanos dažādos veidos ar vienlaicīgu bagātināšanu ar slāpekli un mikroelementiem ).

Mēslošanas līdzekļu, kuru pamatā ir hidrolītiskais lignīns, izmantošana nodrošina:

Augsnes fizikālo īpašību un saprofītu sēņu attīstības apstākļu uzlabošana;

Irdena virsmas slāņa izveidošana, kas nodrošina normālu ūdens-gaisa apmaiņu;

Nitrifikācijas procesu aktivizēšana augsnē;

Ilgstoša iedarbība, radot apstākļus barības vielu saglabāšanai (sakarā ar augsto lignīna adsorbcijas spēju) un to pakāpeniskai iztērēšanai augu sakņu sistēmā un novēršot to ātru izskalošanos ar nokrišņiem un augsnes ūdeni;

Lauksaimniecības augu augšanas paātrināšanās un ražas palielināšanās (piemēram, ievadot lignīnu, kas sajaukts ar amonjaku vai urīnvielu, ziemas rudzu raža palielinās par 1617%, lignostimulējošais mēslojums 0,4 t/ha apjomā palielina kartupeļu raža par 15-30%)).

4. tabula

Komponenta nosaukums Briketes Granulas

Kopējie polisaharīdi, tai skaitā 19,25 19,67

Viegli hidrolizējams 2,13 2,17

Grūti hidrolizējams 17.12 17.50

Celuloze 15,90 16,81

Lignīns 46,41 44,73

Pelni 8,97 9,30

Skābums (izsakot H2SO4) 0,1 0,1

Sorbentiem, kas iegūti uz lignīna hidrolīzes bāzes, ir šādas priekšrocības:

Viņiem ir augsta sorbcijas spēja. Sākotnējā hidrolītiskā lignīna, kas satur 15,2% celulozes, īpatnējais virsmas laukums ir 10,14 mg/g, bet uz tā bāzes iegūtā medicīniskā enterosorbenta (ārstnieciskā lignīna) pēc atbilstošas ​​apstrādes ir 16,3 mg/g, sākotnējā poru tilpums. lignīns ir 0,651 cm3/g, terapeitiskais lignīns -0,816 cm3/g. Polifē-pannas kopējais poru tilpums ir 0,8-1,3 cm3/g. Cēzija un stroncija sadalījuma koeficienti starp to paraugšķīdumiem un enterosorbentu sasniedz 400900, bet mikroorganismu sorbcija no barotnēm - 108 šūnas/g preparāta;

Tiem ir zemas izmaksas, jo tie ir atlikumi pēc augu biomasas hidrolītiskās apstrādes;

Tās ir dabiska augu biomasa;

Dedzinot tiem ir zems pelnu saturs.

Iespējamie pielietojumi:

Tehnogēno risinājumu, rūpniecisko un lietus notekūdeņu attīrīšana;

Izmantot medicīniskiem nolūkiem kā enterosorbentu;

Šķidru zemas un vidējas radioaktivitātes līmeņa radioaktīvo atkritumu sorbcija;

Izmanto gāzu attīrīšanai no radionuklīdiem un smagajiem metāliem;

Izmantošana iekārtās individuālai un kolektīvai lietošanai ūdens attīrīšanai;

Retzemju, dārgmetālu un krāsaino metālu izolācija;

Citas pielietošanas jomas kā dabiskie fitosorbenti.

No hidrolītiskā lignīna lielapjoma pārstrādes viedokļa racionālākais Baltkrievijas Republikā papildus brikešu un granulu ražošanai, ko izmanto kā degvielu, ir sorbentu ražošana, tostarp rūpniecisko notekūdeņu attīrīšanai, un organiskie vai organiskie minerālmēsli.

Literatūra

1. Kholkin Yu. I. Hidrolīzes ražošanas tehnoloģija. M.: Lesnaya prom-st, 1989. 496 lpp.

2. Bezatkritumu ražošana hidrolīzes nozarē / A. Z. Evilevich [u.c.]. M.: Lesnaya prom-st, 1982. 184 lpp.

3. Epshtein Ya. V., Akhmina E. I., Raskin M. N. Hidrolītiskā lignīna izmantošanas racionālie norādījumi // Koksnes ķīmija, 1977. Nr. 6. P. 24-44.

4. Obolenskaya A. V., Elnitskaya Z. P., Leonovich A. A. Laboratorijas darbi par koksnes un celulozes ķīmiju. M.: Ekoloģija, 1991. 320 lpp.

5. Emelyanova I. Z. Hidrolīzes ražošanas ķīmiskā un tehniskā kontrole. M.: Lesnaya prom-st, 1976. 328 lpp.

6. B. D. Bogomolovs, Koksnes ķīmija un augstmolekulāro savienojumu ķīmijas pamati. M.: Lesnaya prom-st, 1973. 400 lpp.

lignīna hidrolīze - izcila augstas kaloritātes degviela un viegli pieejama atjaunojama izejviela degvielas granulu un brikešu ražošanai.

Pašlaik alternatīvo enerģijas avotu ražošanas jautājuma aktualitāte pastāvīgi pieaug. Tam ir vairāki iemesli.

1. Tradicionālie enerģijas avoti – gāze, ogles, nafta – ar katru gadu kļūst arvien grūtāk iegūstami, un tas noved pie pastāvīgas to izmaksu pieauguma. Kā zināms, Ukrainai īpaši aktuāls ir jautājums par importētās gāzes izmaksām.

2. Tradicionālo enerģijas nesēju krājumi strauji izsīkst, kas padara alternatīvo enerģijas nesēju ražošanu par ļoti perspektīvu biznesa virzienu.

3. Alternatīvo enerģijas avotu ražošanu stimulē visu attīstīto valstu, tostarp Ukrainas, valdības.

Lignīns Dedzinoša lignīna uzglabāšana

Lignīna granulu Pini&Key lignīna brikete

jauns likums" Par bioloģiskās degvielas ražošanas un izmantošanas veicināšanu "Biodegvielas ražotāji, tostarp degvielas granulas un briketes, ir atbrīvoti no peļņas nodokļa līdz 2020. gada janvārim. Ir arī vairāki ekonomiski, vides un sociāli priekšnoteikumi, kas veicina biodegvielas tirgus paplašināšanos kopumā un jo īpaši degvielas granulas un briketes. Taču daudzi uzņēmēji, kuri savus pūliņus un kapitālu novirzīja uz šo daudzsološo ekonomikas segmentu, saskārās ar negaidītām problēmām.

Galvenā konkurence šajā nozarē nav tirdzniecības zonā.- ar to vienkārši nav problēmu, un būtībā visa produkcija tiek sūtīta eksportam uz ES valstīm - un izejvielu nodrošināšanas jomā. Fakts ir tāds, ka daudzi uzņēmumi, kas ir uzstādījuši biomasas briketēšanas vai granulēšanas iekārtas, šobrīd nedarbojas ar pilnu jaudu un bieži vien ir dīkstāvē izejvielu trūkuma dēļ. Tas galvenokārt ir saistīts ar noteiktu izejvielu veidu (saulespuķu sēnalu, salmu, labības kultūru atkritumi, kukurūzas apstrādes atkritumi, cita veida lauksaimniecības izejvielu) pieejamības sezonalitāte, nepareiza aprīkojuma uzstādīšanas vietas izvēle (piemēram, attālums no potenciālie izejvielu avoti), augstas loģistikas izmaksas izejvielu piegādei, kurām parasti ir ļoti zems tilpuma blīvums (piemēram, saulespuķu sēnalu tilpuma blīvums ir 100 kg / m3).

Šādā situācijā lignīns ir laba alternatīva lauksaimniecības atkritumiem kā izejviela, jo tā rezerves ir pieejamas diezgan lielā apjomā neatkarīgi no pārstrādes sezonas, lignīns labi der granulēšanai un briketēšanai, pateicoties tā lieliskām saistīšanas īpašībām, ir diezgan liels tilpuma blīvums (līdz 700 kg/m3), kas padara to izdevīgi pārvadāt lielos attālumos, pat ne granulu veidā, ir laba siltumspēja, proporcionāla akmeņoglēm, ar daudz mazāku pelnu saturu un izejvielas lignīna cena ir salīdzinoši zema. Pateicoties lignīna īpašajām īpašībām, tā sagatavošanas tālākai izmantošanai tehnoloģijā īpaša nozīme tiek pievērsta jautājumam par lignīna žāvēšanu.

Ja aplūkot lignīnu no fizikāli ķīmiskā viedokļa, tad sākotnējā formā šī viela ir sarežģīta zāģu skaidām līdzīga masa, kuras mitrums sasniedz septiņdesmit procentus. Faktiski lignīns ir unikāls vielu komplekss, kas sastāv no polisaharīdiem, īpašas vielu grupas, kas pieder pie tā sauktā lignohumiskā kompleksa, monosaharīdiem, dažādām minerālskābēm un organiskām skābēm ar ļoti atšķirīgu piesātinājumu, kā arī no noteiktas pelnu daļas. . Hidrolītiskais lignīns ir zāģu skaidām līdzīga masa, kuras mitruma saturs ir aptuveni 55-70%. Savā sastāvā tas ir vielu komplekss, kurā ietilpst pats augu šūnas lignīns, daļa no polisaharīdu, lignohumiskā kompleksa vielu grupa, minerālskābes un organiskās skābes, kas netiek mazgātas pēc monosaharīdu hidrolīzes, pelni un citi. vielas. Pati lignīna saturs lignīnā svārstās no 40-88%, polisaharīdiem no 13 līdz 45% sveķainiem un lignohumiskā kompleksa vielām no 5 līdz 19% un pelnu elementiem no 0,5 līdz 10%. Hidrolīzes lignīna pelni galvenokārt ir aluviāli. Hidrolītiskajam lignīnam raksturīgs liels poru tilpums, kas tuvojas kokogles porainībai, augsta reaktivitāte salīdzinājumā ar tradicionālajiem oglekli saturošiem reducētājiem un divreiz lielāks cietā oglekļa saturs salīdzinājumā ar koksni, sasniedzot 30%, tas ir, gandrīz pusi no kokogles oglekļa satura.

Hidrolītiskais lignīns izceļas ar spēju pāriet viskoplastiskā stāvoklī, kad tiek pielietots aptuveni 100 MPa spiediens. Šis apstāklis ​​iepriekš noteica vienu no daudzsološajiem hidrolītiskā lignīna izmantošanas virzieniem briketēta materiāla veidā. Konstatēts, ka lignobriketes ir augstas kaloritātes, mazdūmu saturoša sadzīves degviela, kvalitatīvs reducētājs melnajā un krāsainajā metalurģijā, kas aizstāj koksu, puskoksu un kokogli, un to var izmantot arī degvielu ražošanā. ogles, piemēram, koksne un oglekļa sorbenti. To ir pierādījuši vairāku organizāciju pētījumi un izmēģinājuma darbi par briketētu hidrolītisko lignīnu var būt vērtīga valsts tautsaimniecības metalurģijas, enerģētikas un ķīmiskās rūpniecības izejviela, kā arī augstas kvalitātes sadzīves degviela.

Ieviešanai var ieteikt tehnoloģiju attīstību, kas ļauj iegūt šādus briketētus lignoproduktus:
- lignobriketes, lai aizstātu tradicionālos oglekļa metalurģiskos reducētājus un gabalos lādiņu kristāliskā silīcija un ferosakausējumu ražošanā;
- mazdūmu degvielas lignobriketes;
- ķīmiskajā rūpniecībā koksnes ogļu vietā briketētas lignīna ogles;
- oglekli saturoši sorbenti no lignobriketēm rūpniecisko atkritumu attīrīšanai un smago un dārgmetālu sorbcijai;
- enerģijas briketes no maisījuma ar ogļu sagatavošanas sietiem.

Lignīna degvielas briketes ir augstas kvalitātes degviela ar siltumspēju līdz 5500 kcal/kg un zemu pelnu saturu. Dedzinot lignīna briketes deg ar bezkrāsainu liesmu, neizdalot dūmakainu dūmu strūklu. Lignīna blīvums ir 1,25 - 1,4 g/cm3. Refrakcijas indekss ir 1,6.

Hidrolītiskajam lignīnam ir siltumspēja, kas absolūti sausam lignīnam ir 5500-6500 kcal/kg produktam ar 18-25% mitruma, 4400-4800 kcal/kg lignīnam ar 65% mitrumu, 1500-1650 kcal/kg lignīnam. ar mitruma saturu vairāk nekā 65%. Saskaņā ar fizikāli ķīmiskajām īpašībām lignīns ir trīsfāzu polidispersa sistēma ar daļiņu izmēriem no vairākiem milimetriem līdz mikroniem un mazāk. Dažādos augos iegūto lignīnu pētījumi parādīja, ka to sastāvu vidēji raksturo šāds frakciju saturs: vairāk nekā 250 mikronu lielumā - 54-80%, mazāk par 250 mikroniem - 17-46% un mazāk nekā 1 mikronu izmērā - 0,2- 4,3%. Hidrolītiskā lignīna daļiņa pēc struktūras nav blīvs ķermenis, bet pārstāv attīstītu mikro- un makroporu sistēmu, tās iekšējās virsmas lielumu nosaka mitrums (slapjam lignīnam tas ir 760-790 m2/g, un sausajam lignīnam tikai 6 m2/g).

Kā liecina daudzu gadu pētījumi un rūpnieciskie testi, ko veikuši vairāki pētniecības, izglītības un rūpniecības uzņēmumi, no hidrolītiskā lignīna var iegūt vērtīgus rūpniecisko produktu veidus. Enerģētikas nozarei ir iespējams ražot briketētu komunālo un kamīnu kurināmo no sākotnējā hidrolītiskā lignīna, un briketētu enerģijas degvielu var ražot no lignīna maisījuma ar ogļu atdalīšanas sietiem.

Lignīna sadegšanas procesam procesa krāsnīs bez tiešas siltuma pārneses ir būtiskas atšķirības salīdzinājumā ar tvaika katlu krāsnīm. Tiem nav starus uztverošas virsmas, un tāpēc, lai izvairītos no pelnu izsārņu veidošanās, rūpīgi jāaprēķina procesa aerodinamiskie režīmi. Liesmas iekšējā temperatūra tiešās siltuma pārneses trūkuma dēļ ir augstāka un koncentrēta mazākā tilpumā nekā tvaika katlu krāsnīs. Lignīna sadedzināšanai vislietderīgāk ir izmantot Shershnev flare krāsni, kas nodrošina pietiekami augstu efektivitāti kurināmajam ar augstu dispersijas pakāpi.

Lignīnu var efektīvi izmantot kā degvielu sadedzināšanai zāģu skaidas vai citas biomasas žāvēšanas kompleksa siltuma ģeneratorā degvielas granulu un degvielas brikešu ražošanas līnijās. Rūpīgi sagatavota pulverveida degviela izdegšanas ātruma un sadegšanas pilnības ziņā ir tuva šķidrajai degvielai. Pilnīga sadegšana lāpā tiek nodrošināta ar mazāku liekā gaisa attiecību un līdz ar to ar augstāku temperatūru. Veicot sadegšanas procesu ar nelielu gaisa pārpalikumu, tiek nodrošināti sprādziendroši žāvēšanas kompleksa darbības apstākļi, kas pozitīvi atšķir žāvēšanu ar tiešu dūmgāzu izmantošanu no žāvēšanas metodes ar sakarsētu gaisu.

Tādējādi lignīns ir lieliska, augstas kaloritātes degviela un viegli pieejama atjaunojama izejviela degvielas granulu un brikešu ražošanai.

Pulverveida lignīna uzklāšana.

Pulverveida lignīns ir piemērots kā aktīvā piedeva ceļu asfaltbetonam, kā arī kā piedeva mazutam, ja to izmanto enerģētikā un metalurģijā. Hidrolītiskais lignīns, ko izmanto kā minerālu pulveri, ļauj:
1. Uzlabot asfaltbetona kvalitāti (stiprība - par 25%, ūdensizturība - par 12%, plaisu izturība (trauslums) - no -14°С līdz -25°С), pateicoties naftas bitumena papildu modifikācijai.
2. Ietaupiet ceļu būves materiālus: a) eļļas bitumenu par 15-20%; b) 100% kaļķu minerālu pulveris.
3. Būtiski uzlabot vides situāciju atkritumu uzglabāšanas laukumā.
4. Atgriezt auglīgās zemes, kuras pašlaik aizņem izgāztuves.

Tādējādi veiktie pētījumi par tehnoloģiskā hidrolītiskā lignīna (THL) izmantošanu asfaltbetona ražošanā liecina, ka pastāv iespējas būtiski paplašināt materiālu izejvielu bāzi modernu ceļu (republikas, reģionālo un pilsētu) būvniecībai. , vienlaikus uzlabojot to pārklājuma kvalitāti, pateicoties naftas bitumenu pārveidošanai ar hidrolītisko lignīnu un dārgo minerālpulveru pilnīgai nomaiņai.