Pellety z odpadów drzewnych (lignina hydrolityczna) i sposób ich wytwarzania. Surowce do produkcji pelletu: główne rodzaje i wymagania Porównanie ligniny i pelletu drzewnego

12.03.2020

Wilgotność

Wymagania dla przemysłowych granulatorów wynoszą od 8 do 15%. W innych przypadkach surowiec wymaga suszenia lub odwrotnie, obróbki parą.

Zawartość popiołu

Zawartość popiołu w peletach to procent niepalnych pozostałości po spaleniu wsadu. W przypadku pelletu premium liczba ta wynosi do 1% zgodnie z normą EN Plus A-2 i do 0,5-0,7% zgodnie z normą EN Plus A-1. Wysoka zawartość popiołu w paliwie może z czasem doprowadzić do zatkania komory spalania i komina.

Zawartość związków chemicznych w surowcach

Obecnie Unia Europejska zaostrza normy dotyczące emisji produktów spalania do atmosfery. Surowce do produkcji pelletu powinny zawierać minimalną ilość chemikaliów takich jak azor, chlor, siarka.

Wielkość frakcji

W celu granulacji materiał należy kruszyć do wielkości cząstek do 3 mm długości i do 1-2 mm grubości.

Wysoka wartość energetyczna materiału

Wartość opałowa surowców – ile ciepła można uzyskać poprzez spalanie – jest główną wartością konsumencką pelletu. Wysokiej jakości surowce mają wysoką zawartość kalorii. Na ten parametr wpływa m.in. świeżość materiału. Drewno, które uległo rozkładowi, traci część swojego potencjału energetycznego.

Przydatność do granulacji

Niektóre materiały mogą być łatwiejsze i trudniejsze do prasowania i przygotowania. Ponadto z surowców trudnych do granulacji można uzyskać mniej trwałe i gęste peletki. Aby zwiększyć wytrzymałość granulek, stosuje się różne dodatki.

Koszt surowców

Takie koszty dodają do kosztu surowców, który obejmuje również koszt zakupu i transportu. Jeśli całkowity koszt surowców jest zbyt wysoki, produkcja może nie być ekonomicznie opłacalna.

drewniane palety

Najczęściej takie granulki nazywane są „pelletami z trocin”, ale w rzeczywistości pozyskiwane są z różnego rodzaju odpadów.

Wióry, trociny uzyskane podczas piłowania i przerobu tarcicy surowej i suszonej

Trociny jeden z najczęstszych odpadów

Płyta, bilans drewna- duże odpady drzewne, cięte lub lite pnie, które z jakiegoś powodu są odrzucane do użytku w swoim głównym celu (mają wady, nie pasują do średnicy itp.).

Substandardowe produkty drewniane: nowy lub nadający się do recyklingu.

Suche trociny i wióry są uważane za idealne surowce do uzyskania. Zazwyczaj nie zawierają wtrąceń kory i cząstek gleby, które podczas spalania tworzą żużel. Dlatego jest tak popularny.

Jakość zrębki jako surowca do produkcji pelletu zależy od tego, z jakiego drewna jest ono pozyskiwane – zwykłe czy okorowane, a także od cech jego przechowywania. Im mniej kory i wtrąceń obcych dostaje się do peletów, tym mniejsza jest ich zawartość popiołu, a co za tym idzie wyższa jakość.

To samo można powiedzieć o obróbce płyty i równowagi.

Substandardowe produkty drewniane teoretycznie powinny zapewniać wysoką jakość pelletu, ponieważ jest to czyste, okorowane drewno bez zanieczyszczeń. Warto jednak zwrócić uwagę na materiały użyte do produkcji produktu. Różne lakiery, środki do przetwarzania, klej mogą wpływać na przyjazność dla środowiska takiego materiału.

Granulacja różnych gatunków drewna

Różne gatunki drewna jako surowca na pellet różnią się łatwością granulacji.

Po pierwsze, z gatunków drewna o większej zawartości naturalnej ligniny uzyskuje się mocniejsze pellety. Gatunki iglaste w tym parametrze wyraźnie wyprzedzają liściaste: różne odmiany iglaste zawierają 23–38% ligniny, a rozpiętość w gatunkach liściastych wynosi 14–25%. Jeśli w surowcu jest mało ligniny, wówczas zwiększa się stopień przesiewania po granulacji.

Po drugie, gatunki drewna mają różną twardość. Twarde drewno jest trudniejsze do sprasowania w pelety, powoduje większe obciążenia sprzętu, zwłaszcza materiałów eksploatacyjnych – matrycy, rolek dociskowych. Drewno iglaste jest bardziej miękkie i bardziej podatne na prasowanie, podczas gdy drewno twarde jest zawsze twardsze. Jednak wartość opałowa pelletu z drewna liściastego jest wyższa, więc metr sześcienny pelletu z drewna bukowego lub dębowego będzie ważył więcej niż ta sama objętość pelletu sosnowego i będzie wydzielał więcej ciepła.

Jednocześnie, jak pokazuje praktyka, można z powodzeniem mieszać trociny różnych ras i granulat. Tak wymieszany materiał na pellety paliwowe nie obniża jakości produktu końcowego: mieszając kamienie w odpowiednich proporcjach, można uzyskać pellet pasujący do siebie – odpowiedni do ogrzewania domów prywatnych. Dodatek twardego drewna, takiego jak buk i dąb, podnosi wartość energetyczną peletu. Inną rzeczą jest to, że niektóre gatunki drewna liściastego mają ciemny odcień, a mieszane pellety z różnych gatunków drewna są kawowe, szare lub ciemne. Prywatni konsumenci pelletu czasami mają uprzedzenia do pelletu w innym kolorze niż jasny beż, dlatego mogą odrzucić pellety z ciemnego dębu na jeden ze swoich typów, pomimo posiadania wysokiej jakości certyfikatów. Uprzedzenia są tak silne, że niektórzy niemieccy badacze tworzą paliwo z mieszanki gatunków z dodatkiem około 20% dębu lub buka do drewna iglastego, a finalny produkt zachowuje atrakcyjną jasną barwę.

Wymieszaj granulki

Według firmy badawczej Future Metrics, do 2023 r. prawie się podwoi: wyniesie 21,5 mln ton wobec obecnych 12 mln ton. Odpady drzewne stają się coraz bardziej poszukiwane, konkurują o nie nie tylko producenci biopaliw, ale także zakłady produkujące płyty wiórowe i wiele innych branż. Już w 2010 roku Unia Europejska przyjęła program rozszerzenia asortymentu odpadów biologicznych, które będą wykorzystywane do ogrzewania i zaopatrzenia w energię.

Zdefiniujmy terminologię:

Wymieszaj granulki to paliwo granulowane z kilku rodzajów surowców, zarówno drewna jak i innego pochodzenia.

Agropellet- granulki z różnych materiałów roślinnych, zwykle rolniczych. marnotrawstwo.

Jaki jest alternatywny surowiec do pelletu?

Odpady kompleksu rolno-przemysłowego: strąki strączkowe, kolby kukurydzy, łuski ryżowe, gryka, łuski słonecznika, ogniska lnu, łupiny orzechów, pestki owoców, wywar zbożowy, inne zboża, zboża browarniane.

Rośliny: trzciny, słoma, trzcina cukrowa, a także drzewa i krzewy wycięte w ramach prac wyrębu zieleni i wyrębu sanitarnego.

Inne naturalne substancje palne: torf, lignina.

Materiały te mogą być granulowane, jednak w porównaniu z drewnem mają szereg wad: zawartość niepożądanych związków chemicznych, wysoka zawartość popiołu, niska temperatura topnienia pozostałości popiołu, co prowadzi do wzrostu żużla w kotłach.

Aby znaleźć optymalne receptury peletek, europejscy naukowcy eksperymentują z mieszaniem różnych rodzajów surowców w peletki. Na podstawie przeprowadzonych badań uzyskano realne „receptury” na mix-pelety z różnych surowców, które są łagodne dla kotłów i nie wydzielają szkodliwych substancji podczas spalania. Powszechnie uważa się, że pellet nie powinien zawierać wtrąceń mineralnych, jednak naukowcy z Austriackiego Instytutu Badawczego Leśnictwa stworzyli pellet z kolb kukurydzy, rzepaku i słomy z dodatkiem kaolinu, bentonitu i popiołu węglowego. Powstałe granulki emitują do atmosfery minimalny procent niepożądanych substancji, podczas ich spalania w piecu nie tworzą się placki żużla.

Również drewno w peletach łączy się z 10-15% igieł iglastych lub miesza się pelet z drewna iglastego i liściastego. Patent rosyjski - połączenie trocin i około 20-25% węgla drzewnego, 1-3% skrobi jest dodawane w celu udanej granulacji tej mieszanki. Potencjał takiego peletu to aż 20-23 MJ/kg, co czyni go alternatywą dla niskokalorycznego węgla i torfu. Do ich produkcji nadaje się każdy gatunek drzew, w tym drewno posuszowe i palone, a także węgiel zebrany z pożarów lasów.

Główną przeszkodą w upowszechnieniu mix-pelletów i agro-pelletów jest zaostrzenie norm emisji produktów spalania do atmosfery w Unii Europejskiej. Takie środki mogą sprawić, że stosowanie takich paliw stanie się ekonomicznie nieopłacalne, ponieważ właściciele kotłów będą potrzebować drogich filtrów i technologii, aby spełnić wszystkie przepisy.

W produkcji peletów mieszanych często stosuje się różne dodatki poprawiające przyczepność peletów. Jeśli drzewa iglaste mają dość własnej ligniny, dodaje się skrobię na drewno liściaste, a także odpady rolnicze. Do tych celów można również użyć oleju rybnego, sody, wapna, parafiny, olejów roślinnych, fusów z kawy. Takie dodatki poprawiają właściwości użytkowe produktu: mniejszy procent skratek, kruszenie, lepsza odporność na pękanie podczas rozlewania podczas transportu i bezpośredniego stosowania w kotłach.

W małych ilościach drewno drzew owocowych jest granulowane - wiśnie, jabłonie itp. Zwykle używa się ich nie do podgrzewania, ale do wędzenia mięsa i ryb, nadając produktowi przyjemny aromat.

Agropelety

Jednym z najpopularniejszych rodzajów granulatu rolniczego jest słoma z różnych upraw (zwłaszcza pszenicy i rzepaku). Pod względem potencjału energetycznego materiał ten niewiele ustępuje drewnu: do 16 MJ/kg w porównaniu do 18,4 MJ/kg. Słoma jest odnawialnym źródłem paliwa, spalanie słomy nie zmienia bilansu dwutlenku azotu w powietrzu: rosnąc zużywa tyle CO2 ile uwalnia podczas spalania. Pellety ze słomy wykorzystywane są również nie tylko do ogrzewania, ale również jako ściółka dla zwierząt w gospodarstwach hodowlanych i stajniach.

Surowcem zbliżonym do słomy jest trzcina, której wyższa kaloryczność wynosi 19 MJ/kg, a zawartość popiołu ok. 4%. Takie surowce są bardzo tanie, zbierane są za pomocą kombajnów bagiennych.

Łuska słonecznika to jeden z najbardziej obiecujących materiałów na pellety rolnicze. mają zawartość popiołu 3% i oddają prawie tyle samo ciepła co węgiel brunatny - do 21 MJ/kg. Popiół po spaleniu łuski jest cennym nawozem. Gryka, łuski prosa, łuski ryżu są również granulowane.

Inne materiały

W Rosji występują rozległe złoża torfu, który nadaje się do granulacji. Pelety i brykiety torfowe produkowane są w przybliżeniu w tej samej technologii co brykiety drzewne. Wartość opałowa torfu jest wysoka – do 21 MJ/kg, jednak zwiększa się również zawartość popiołu w takich granulach – do 5%. Paliwo takie nadaje się do kotłowni przemysłowych i komunalnych. W Rosji granulacja i brykietowanie torfu ma głównie 2 perspektywy: dostarczanie ciepła i energii elektrycznej do obszarów niezgazyfikowanych oraz eksport granulatu do krajów skandynawskich. W Europie Północnej torf jest uznawany za surowiec częściowo odnawialny i odgórnie zachęca się do jego wykorzystania w sektorze energetycznym.

Granulacja makulatury jest dość nową, ale obiecującą branżą, ponieważ ten rodzaj surowca nie wymaga drogich surowców. Granulki z papieru i tektury (w niektórych krajach wprowadzono granulację starych banknotów) wydzielają dużą ilość ciepła i zawierają znikomy procent niepalnych pozostałości.

A obornik koński jest droższy niż pellet drzewny. Jest wartościowym i odżywczym nawozem doglebowym. Pellet z obornika końskiego kosztuje około 1,25 euro za kilogram. Przetwarzanie obornika i obornika na nawozy jest nie tylko korzystne, ale także niezbędnym krokiem, ponieważ składowanie takich odpadów powoduje bezpośrednie szkody dla środowiska.

To samo można powiedzieć o przetwarzaniu hydrolizy ligniny, produktu ubocznego instalacji hydrolizy. W Rosji w obwodzie archangielskim istnieje jeden zakład granulacji ligniny, a tymczasem jego rezerwy w kraju wynoszą kilkadziesiąt milionów ton. Pod względem ciepła spalania (ponad 21 MJ/kg) i zawartości popiołu (poniżej 3%), lignina jest doskonałym surowcem do produkcji pelletu.

Rozbudowa bazy surowcowej umożliwia skorzystanie z unieszkodliwiania ogromnej ilości odpadów biologicznych, a także rozwiązanie problemów środowiskowych związanych z ich składowaniem. Przejście z paliw kopalnych na paliwa czyste zmniejsza emisje szkodliwych substancji do powietrza. Powstanie nowego przemysłu peletu i brykietu tworzy nowe miejsca pracy w przemyśle rolniczym i wspomaga jego ogólny rozwój.

Tradycyjnie w produkcji pelletu drzewnego – pellet wykorzystuje drewno odpadowe z gatunków iglastych. Jednak drewno iglaste jest drogim surowcem, na który istnieje zapotrzebowanie w przemyśle drzewnym, a jego odpady są wykorzystywane w wielu innych gałęziach przemysłu. W efekcie zasoby drewna iglastego stale się kurczą, a do produkcji peletu niezbędne jest użycie niskowartościowego i taniego drewna liściastego, które nie jest tak szeroko stosowane w produkcji przemysłowej jak drewno iglaste.

Jeśli chodzi o technologię produkcji pelletu, główną różnicą między drewnem liściastym a iglastym jest niska zawartość ligniny: 14-25% w porównaniu do 23-28%. Wysoka temperatura i ciśnienie prasowania surowców drzewnych aktywują zawartą w jego komórkach ligninę i doprowadzają ją do stanu plastycznego. Lignina pełni w tym procesie rolę wewnętrznego spoiwa, które zapewnia wytrzymałość peletów. Pelety z drewna liściastego są mniej trwałe ze względu na niższą zawartość ligniny. Aby osiągnąć wymaganą wytrzymałość, stosuje się różne dodatki lub obróbkę parą surowców, które zostaną omówione poniżej.

Również przy produkcji pelletu ważna jest twardość drewna. Twarde drewno twarde jest trudniejsze do sprasowania w pelet niż drewno iglaste, a na sprzęt, zwłaszcza na części eksploatacyjne – matrycę i rolki dociskowe, nakładane są duże obciążenia. Jednak wartość opałowa niektórych gatunków drewna liściastego, przede wszystkim buka i dębu, jest wyższa w porównaniu z tym parametrem drzew iglastych.

Aby sprostać stale rosnącemu zapotrzebowaniu w Europie na wysokiej jakości pellet drzewny, do ich produkcji coraz częściej wykorzystuje się drewno liściaste. Pytanie, czy taki pellet jest zgodny z normami ENplus i DIN+.

Aktywne wykorzystanie surowców z drewna liściastego do produkcji pelletu zmniejszyłoby napięcie na rynku odpadów z drewna iglastego, które jest szeroko stosowane w produkcji płyt i innych gałęziach przemysłu, co niewątpliwie stwarza bardzo dużą konkurencję dla producentów pelletu. Jednak zawartość popiołu w pelecie z drewna liściastego jest wyższa niż w pelecie z drewna iglastego iw większości przypadków spełnia normę ENplus A2 (zawartość popiołu poniżej 1,5%). Nawiasem mówiąc, zmiana w nowej wersji normy ENplus A2 przewiduje zawartość popiołu nie większą niż 1,2% (EN ISO 17225-2). Dalsze redukcje dopuszczalnej zawartości popiołu według ENplus są całkiem możliwe w przyszłości. Niemniej jednak wszyscy producenci tzw. pelletu premium (lub pelletu domowego, jak go powszechnie nazywa się w UE), ze względów ekonomicznych, starają się zbliżyć cechy swoich produktów do normy ENplus A1 (ich koszt jest wyższy niż klasa A2 i pellety przemysłowe). Warto zauważyć, że prośby o pelety jakości ENplus A2 w Europie są minimalne, ponieważ w przypadku małych kotłowni lub mini-CHP, dla których opracowano ten standard, pelety przemysłowe są całkiem odpowiednie, których cena jest niższa, wielkość produkcji jest duża wyższe i różnią się jedynie zawartością popiołu (do 1,5%) oraz pośrednio barwą.

Badania w Austrii i Niemczech

Aby rozszerzyć bazę danych o zawartości popiołu w peletach z drewna liściastego, w Austrii przeprowadzono szereg badań w celu oceny wykonalności wykorzystania drewna twardego do produkcji peletów ENplus. Do największej serii testów wybrano brzozę, buk, dąb i jesion, ponieważ te gatunki wraz z drzewami iglastymi są już zaangażowane w produkcję pelletu w Austrii i Niemczech. Za pomocą specjalnego analizatora termograwimetrycznego TGA przeanalizowano ponad 80 próbek na zawartość popiołu w temperaturze 550°C zgodnie z austriacką normą Önorm EN 14 775. Przypadki i mieszanie różnych gatunków drewna liściastego sięga 1-1,5%) oraz w korze - maksymalna zawartość popiołu do 10%. Dodatkowo przeanalizowano próbki drewna topoli o zbliżonej zawartości popiołu.

Według statystyk Niemieckiego Instytutu Pelletu (DEPI), w Niemczech od 2014 roku do produkcji pelletu odnotowuje się wykorzystanie drewna liściastego średnio do 10% całkowitego surowca (czyli 90% drewna iglastego, 10% twardego drewna). Markus Mann, założyciel i dyrektor zakładu produkującego pellet Westerwälder Holzpellets GmbH w Langenbach (Górna Bawaria), eksperymentował w swojej produkcji z mieszaniem 10-15% drewna bukowego i brzozowego oraz 85-90% drewna iglastego. Przy takim stosunku uzyskany na wyjściu pelet miał zawartość popiołu poniżej 0,5% i był w pełni zgodny z normą ENplus A1. Do peletyzacji zastosowano matrycę z kanałem prasy o długości 39 mm, zamiast standardowej 45 mm stosowanej do drewna iglastego. W przypadku peletyzacji tylko trocin bukowych kanał prasujący został skrócony o kolejne 10 mm do 29 mm. W wyniku eksperymentów stwierdzono, że jesion z drewna topoli ma niską temperaturę spiekania, gdyż topola rośnie zwykle na glebach piaszczystych i gliniastych, a jej drewno, a tym bardziej kora, zawiera dużo związków krzemianowych. Nawiasem mówiąc, jest to typowe dla wielu innych gatunków drewna liściastego, w szczególności sztucznie nasadzonych w celu ochrony przed niekorzystnymi czynnikami naturalnymi i antropogenicznymi.

W tym względzie możemy również wspomnieć rosyjską firmę CJSC „AlT-BioT” z Krasnodaru, która w 2009 roku na międzynarodowej wystawie Interpellets w Stuttgarcie zaprezentowała pelety z twardego drewna (jesion, akacja, dąb, buk, klon), uzyskane po wyrębie sanitarnym ochronnych plantacji leśnych na terenie wsi Pavlovskaya. Pellety o zawartości popiołu poniżej 0,7% charakteryzowały się wysoką kalorycznością 18 MJ/kg. Zakład produkujący pellet firmy został nazwany „Victoria”, inwestycje w przedsiębiorstwo wyniosły 600 milionów rubli. Inwestor Aleksander Dyachenko zapowiedział, że do 2015 r. zamierza wybudować co najmniej 20 takich fabryk pelletu na południu Rosji.

Zakład nie osiągnął wydajności projektowej (10 ton dziennie lub 70 tys. ton rocznie), osiągnięto maksymalną wydajność 7 ton na godzinę. Produkty były eksportowane głównie do Europy. W dwóch sąsiednich dzielnicach kotłownie kilku szkół zostały przebudowane na pelety. Odwiedzając przedsiębiorstwo w 2009 roku ówczesny wicepremier Wiktor Zubkow wysoko ocenił ten projekt, a zwłaszcza perspektywę jego powielenia w innych regionach Rosji. Autor artykułu w ramach delegacji, w skład której weszli przedstawiciele kupującego pellet z Holandii, odwiedził tę fabrykę pelletu w 2010 roku. Holendrzy wysoko ocenili zarówno jakość pelletu, jak i samą produkcję. Ale, niestety, w tym samym roku zakład został zatrzymany, pracownicy zostali zwolnieni, brat inwestora Nikołaja Dyachenko, szef regionalnego oddziału Rosselkhozbank OJSC na terytorium Krasnodaru, który sfinansował projekt AltBioT, został aresztowany i sam inwestor uciekł. Ale to zupełnie inna historia.

Wróćmy jednak do Austrii i Niemiec. Eksperci z austriackiego stowarzyszenia badawczego BioUP uważają, że główną wadą wykorzystania drewna twardego do produkcji pelletu jest wysoka zawartość popiołu w porównaniu z drewnem iglastym. Andreas Haider, specjalista z austriackiego Centrum Badań nad Lasami Federalnymi, wyjaśnił, że drewno liściaste może być wykorzystywane do produkcji nie tylko pelletu klasy ENplus A2 i przemysłowej, ale także pelletu w pełni zgodnego z normami ENplus A1 i DIN+. Wszystko zależy od tego, jaka część twardego drewna zostanie wykorzystana jako surowiec. Na przykład zawartość popiołu w bielu topoli znacznie różni się od zawartości popiołu w rdzeniu pnia. Zawartość popiołu jest również bardzo zróżnicowana w zależności od czasu wycinki i jakości gleby, czyli strefy, w której rośnie drzewo. Istnieje wiele danych dotyczących zawartości substancji popiołu w drewnie, ale różnią się one nawet dla jednego gatunku. Zostało eksperymentalnie ustalone, że gdy całkowicie suche drewno jest kalcynowane w tyglu, średnia pozostałość popiołu wynosi od 0,3 do 1,0%. Ponadto 10-25% pozostałości rozpuszcza się w wodzie, jest to soda i potaż (w przeszłości pozyskiwany w ilościach przemysłowych z popiołu drzewnego). Najważniejsze nierozpuszczalne składniki popiołu drzewnego - wapno i różne sole magnezu i żelaza - stanowią 75-90%. Haider zwrócił uwagę, że na południu Europy, na Bałkanach, zwłaszcza w republikach byłej Jugosławii – Chorwacji, Czarnogórze, Serbii oraz Bośni i Hercegowinie – w lasach występuje wiele gatunków liściastych. A sąsiednie Włochy zajmują dziś pierwsze miejsce w Unii Europejskiej pod względem zużycia pelletu premium: ponad 3 miliony ton rocznie. Położenie geograficzne zapewnia dogodne warunki (logistykę) dla eksportu pelletu z tych krajów bałkańskich do Włoch. Dla porównania: w Niemczech na początek 2018 r. w 2017 r. 98,9% peletu wyprodukowano z drewna iglastego, a tylko 1,1% z drewna liściastego.

R&D na Białorusi i w Rosji

W 2012 roku na Wydziale Chemicznej Obróbki Drewna Białoruskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego w Mińsku wyprodukowano w warunkach laboratoryjnych pelet z głównych gatunków lasotwórczych Republiki Białorusi: brzozy, olchy i sosny. Próbki granulatu otrzymano w temperaturze prasowania 110°C przez 15 minut. Wilgotność suszonych trocin użytych do badań wynosiła 8–11%. Zadanie polegało na porównaniu właściwości fizycznych i mechanicznych otrzymanych granulek: wilgotności, popiołu, gęstości, wytrzymałości mechanicznej i niższej wartości opałowej. Stwierdzono, że niższa wartość opałowa peletu brzozowego i olchowego jest porównywalna z niższą wartością opałowa peletu sosnowego (tab. 1). Ale zawartość popiołu w pelecie z drewna liściastego jest 3,5 razy wyższa niż w pelecie z drewna iglastego. Przeprowadzone testy potwierdziły fundamentalną możliwość produkcji pelletu z drewna iglastego. Pod względem zawartości popiołu spełniają co najmniej normy dla przemysłowego pelletu drzewnego (do 1,5%) oraz pelletu klasy ENplus A2. Natomiast pelet pozyskiwany z drewna olchowego i brzozowego charakteryzuje się zmniejszoną wytrzymałością mechaniczną (niższą od wytrzymałości peletu sosnowego odpowiednio o 11 i 18%). Aby osiągnąć wytrzymałość mechaniczną charakterystyczną dla peletu z drewna iglastego, konieczne jest wstępne poddanie surowca drzewnego obróbce parą nasyconą.

Eksperymentalna produkcja peletów z twardego drewna poddanego obróbce parą nasyconą przed granulacją została założona przez OJSC Vitebskdrev. Skład surowca jest następujący: brzoza – 35%, olcha – 20%, osika – 40%, sosna – 5%. Zastosowano matrycę o efektywnej długości kanału prasującego 33 mm (zamiast typowych 45 mm), ponieważ obróbka cieplna drewna twardego zajmuje mniej czasu niż drewna iglastego (dzięki temu zmniejszyło się zużycie energii). W rezultacie stwierdzono, że gęstość peletów z drewna liściastego jest porównywalna z gęstością peletów z drewna sosnowego (tab. 2). W tym miejscu warto zacytować raport z badań: „Działanie pary nasyconej doprowadziło do aktywacji składników drewna, powstania nowych grup funkcyjnych, które wzmacniają interakcje adhezyjne w procesie formowania granulek. Cząsteczki drewna zostały dodatkowo nawilżone, dzięki czemu temperatura w prasie wzrosła ze 110 do 120°C. Wysoka temperatura prasowania przyczyniła się do szybkiego zachodzenia reakcji i akumulacji coraz większej ilości związków wielkocząsteczkowych, głównie dzięki wysoce reaktywnej hemicelulozie. Stopione i zmiękczone składniki wypełniały puste przestrzenie między włóknami a układem kapilarnym i submikrokapilarnym ścian komórkowych. Jednocześnie wzrosła liczba usieciowań między cząsteczkami składników drewna, w tym przestrzennych, co zapewniło powstawanie trwałych produktów.

W celu zwiększenia wytrzymałości pelletu z drewna liściastego często stosuje się różne dodatki, takie jak skrobia, lignina. W Instytucie Chemii i Technologii Chemicznej Oddziału Syberyjskiego Rosyjskiej Akademii Nauk badano wpływ dodatków na granulację drewna liściastego. Tak więc soda, wapno, olej rybny, oleje roślinne, fusy z kawy poprawiają właściwości peletu lub brykietu: zmniejszają szybkość wypadania, zwiększają odporność na pękanie podczas transportu i dostarczania do magazynu lub kotła. Kruszony węgiel drzewny zwiększa kaloryczność peletów i brykietów.

Surowce do produkcji pelletu

W Europie do produkcji peletu coraz częściej wykorzystuje się tzw. szybko rosnące plantacje, których zawartość popiołu jest często znacznie wyższa niż w przypadku drewna liściastego. Ekspert i konsultant DIN CERTCO - akredytowanego na całym świecie niemieckiego centrum certyfikacji organizacji, usług, produktów, w tym zgodnych z normami DIN+; FSC/PEFC, SBP – Erwin Hoeffele wyjaśnił, że niektóre szybko rosnące rośliny plantacyjne, takie jak miskant i bambus, nie są ujęte w wykazie surowców odpowiednich do produkcji peletu drzewnego, ponieważ nie są klasyfikowane jako drewno, ale są sklasyfikowany jako trawa. Czyli niemożliwe jest uzyskanie certyfikatów ENplus i DIN+ dla pelletu pozyskiwanego z miskanta i bambusa.

Generalnie ograniczenie zawartości popiołu w surowcach jest wymogiem czysto abstrakcyjnym i względnym. Na przykład w elektrowniach w Holandii, Belgii, Danii, Polsce i innych krajach wraz z węglem, którego zawartość popiołu była duża, spalano pellet ze słomy i łuski słonecznika, pestki oliwek, łupiny orzechów i ziaren kawy oraz inną biomasę. razy wyższa niż zawartość popiołu w peletach drzewnych. Inny przykład: firma „Bionet” z regionu Archangielska produkuje pellety z ligniny (patrz „LPI” nr 3 (133), 2018). Jest to pierwszy realizowany w Rosji projekt unieszkodliwiania odpadów poprodukcyjnych hydrolizy – ligniny. Pelety z ligniną w porównaniu do klasycznych pelletów drzewnych charakteryzują się wysoką kalorycznością (21-22 MJ/kg), ale również wysoką zawartością popiołu – 2,4%. Nie przeszkodziło to jednak Gazprombankowi, beneficjentowi projektu, po prezentacji w Kopenhadze na spotkaniu biznesowym w Przedstawicielstwie Handlowym Federacji Rosyjskiej w Danii wiosną 2018 roku, rozpocząć sprzedaż tych pelet do Danii i Francji.

Wysoka zawartość popiołu w peletach stosowanych w kotłach małej mocy powoduje jedynie częste odciąganie popiołu z popielnika, który z reguły służy jako nawóz do ogrodu.

A przy współspalaniu peletów z węglem w dużych elektrociepłowniach nie jest wymagana duża wytrzymałość, ponieważ podobnie jak węgiel przechodzą najpierw przez kruszarki i wprowadzane są do strefy spalania kotła w postaci drobnej frakcji. Tak więc wysoka wytrzymałość peletów tylko zwiększy koszt energii elektrycznej.

Jak pokazuje praktyka, możliwe jest wyprodukowanie najwyższej jakości pelletu z drewna twardego lub mieszanki z drewnem iglastym. Surowce zmieszane w odpowiedniej proporcji pozwalają na uzyskanie jakości peletu zgodnej z normami ENplus A1. Można również stosować lub pominąć dodatki i wstępną obróbkę parą. Efekt będzie zależał od jakości i rodzaju użytych surowców, wyposażenia technologicznego w produkcji oraz oczywiście od profesjonalizmu technologa i innych specjalistów.

Siergiej Perederij, [e-mail chroniony] eko-pellethandel.de

16.03.2016 - Różne

Głównym materiałem do produkcji pelletu jest drewno. Ale teraz wiele przedsiębiorstw przechodzi na stosowanie innych rodzajów surowców, dlatego w obwodzie archangielskim uruchomiono pierwszy w Rosji zakład do produkcji peletów paliwowych z ligniny. Produkt finalny pod względem przeznaczenia zbliżony jest do tradycyjnego pelletu drzewnego. Pellet będzie wykorzystywany jako paliwo do kotłów przemysłowych, wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. Przedsiębiorstwo zorganizowane jest na bazie byłego zakładu hydrolizy i jest jednym z największych w Europie Lignina jest produktem ubocznym przerobu drewna w przemyśle celulozowo-papierniczym i hydrolizy. Jest to jednorodna masa o wilgotności 50 - 70%, której głównym składnikiem są trociny. Czołowi światowi eksperci od dawna są zgodni, że lignina jest doskonałym surowcem do produkcji biopaliw. Po spaleniu wydziela mało dymu, służy jako doskonały zamiennik węgla drzewnego, koksu i jest stosowany jako środek redukujący w metalurgii żelaza i metali nieżelaznych.W Rosji w większości przypadków lignina jako produkt uboczny po prostu nie była używana gdziekolwiek. W większości składowane, wysyłane na składowiska. Wraz z nową fabryką pelletu ten surowiec zyska drugą szansę na życie, a krajowa branża bioenergetyczna otrzyma kolejną zachętę do dalszego rozwoju.Jeśli szukasz perspektywicznego obszaru biznesowego, zwróć uwagę na sektor produkcji biopaliw. Branża rozwija się szybko, jest aktywnie wspierana przez rząd Federacji Rosyjskiej i jest uważana za obiecującą dziedzinę gospodarki. Cały niezbędny sprzęt do produkcji pelletu można kupić w Rosji na korzystnych warunkach w Doza-Gran. Firma jest ekspertem w branży bioenergetycznej i zajmuje wiodącą pozycję na rynku krajowym.

CHEMIA I TECHNOLOGIA OBRÓBKI DREWNA

V. S. Boltovsky, doktor nauk technicznych, profesor (BSTU)

SKŁAD LIGINY HYDROLIZY ZE ZŁOMÓW ZAKŁADU BIOTECHNOLOGII UAB „BOBRUISK”

I RACJONALNE KIERUNKI JEGO WYKORZYSTANIA

Zbadano skład hydrolizy ligniny ze zwałowisk JSC "Bobrujsk Plant of Biotechnologies". Wykazano, że w wyniku długotrwałego przechowywania zmniejszyła się całkowita zawartość polisacharydów przy znacznie mniejszej degradacji samej ligniny. Rozważono główne kierunki wykorzystania hydrolitycznej ligniny i podano zalecenia dotyczące najbardziej obiecujących i racjonalnych kierunków jej wykorzystania: otrzymywanie brykietów i peletów paliwowych, nawozów organiczno-mineralnych, sorbentów.

Badany jest skład hydrolitycznej ligniny ze składowisk JSC Bobruisk Plant of Biotechnologies. Wykazano, że długie przechowywanie ligniny skutkowało zmniejszeniem całkowitej zawartości polisacharydów przy znacznie mniejszej degradacji ligniny właściwej. Rozważono główne kierunki wykorzystania hydrolitycznej ligniny i sformułowano zalecenia dotyczące najbardziej perspektywicznych i racjonalnych kierunków jej wykorzystania: odbiór brykietów i peletów paliwowych, nawozów organiczno-mineralnych i sorbentów.

Wstęp. Lignina tkanki komórkowej biomasy roślinnej jest wysokocząsteczkowym naturalnym polimerem o strukturze aromatycznej, który po hydrolitycznym przetworzeniu w wyniku przemian polikondensacyjnych tworzy trójwymiarową strukturę sieciową i jest złożonym kompleksem obejmującym drugorzędowe struktury aromatyczne (lignina sama, znacznie zmieniona podczas hydrolizy), część niezhydrolizowanych polisacharydów i niemytych cukrów prostych, substancje kompleksu lignohumusowego, kwasy mineralne i organiczne, pierwiastki popiołowe i inne substancje.

Problem utylizacji hydrolitycznej ligniny istnieje od powstania przemysłu i nie został do tej pory zasadniczo rozwiązany, pomimo wielu sposobów jej przetwarzania, w tym stosowanych w przemyśle.

Główne obszary przetwarzania hydrolitycznej ligniny to: zastosowanie w postaci naturalnej (w hutnictwie żelaza i metali nieżelaznych, przy produkcji lekkich wyrobów ogniotrwałych - jako dodatek palny, przy produkcji paliw domowych, jako adsorbent itp.) , po obróbce termicznej (otrzymywanie ligniny, węgli aktywnych i granulowanych), po obróbce chemicznej (otrzymywanie nitroligniny i jej modyfikacji, kolaktywitu, substancji biologicznie czynnych - soli amonowych polikarbonu).

kwasy bonowe i nawozy lignostymulujące, lignina lecznicza i „polifepan” stosowane jako enterosorbent w profilaktyce i leczeniu chorób przewodu pokarmowego zwierząt i ludzi zamiast węgla aktywnego), a także jako paliwo energetyczne.

Na terenie Republiki Białoruś w składowiskach zajmujących duże powierzchnie i stwarzających zagrożenie dla środowiska zgromadziła się znaczna ilość hydrolitycznej ligniny, wystarczająca do przetwórstwa przemysłowego.

Publikowane w literaturze informacje charakteryzują skład chemiczny i właściwości hydrolitycznej ligniny otrzymanej po hydrolitycznej obróbce materiałów roślinnych. Dla kwalifikowanej decyzji o najbardziej racjonalnych sposobach wykorzystania ligniny z hałd konieczne jest określenie jej właściwości i wybranie najbardziej obiecujących obszarów jej przetwarzania.

Głównym elementem. Do analizy wykorzystano próbki hydrolitycznej ligniny, pobrane zgodnie z wymaganiami TU BY 004791190.005-98 ze składowiska JSC "Bobrujsk Plant of Biotechnologies", znajdującego się we wsi Titovka w pilotażowym miejscu suszenia ligniny w terenie.

Przeprowadzono oznaczenie składu chemicznego składników próbek hydrolitycznej ligniny oraz wykonanych z niej brykietów i peletów

metody analizy stosowane w chemii drewna i masy celulozowej oraz produkcji hydrolizy.

Analizę termograwimetryczną próbek drewna sosny, brzozy i hydrolitycznej ligniny przeprowadzono na urządzeniu TA-4000 METTLER TOLEDO (Szwajcaria) w następujących warunkach: masa próbki 30 mg, szybkość wzrostu temperatury 5°C/min w zakresie 25-500 °C, przedmuch 200 ml/min.

Wyniki oznaczeń zawartości głównych składników w próbkach hydrolitycznej ligniny ze składowiska podano w tabeli. jeden.

Porównanie wyników analizy hydrolitycznej ligniny z hałd ze średnim składem ligniny uzyskanym bezpośrednio po hydrolitycznej obróbce drewna (tab. 2) pokazuje, że w wyniku długotrwałego przechowywania ogólna zawartość polisacharydów zmniejszyła się przy mniejsza degradacja samej ligniny.

Jednocześnie lignina hydrolityczna zawiera te same główne składniki co drewno (tab. 3), ale mniejszą ilość polisacharydów i większą ilość samej ligniny, która nie ulega hydrolizie podczas hydrolizy, czyli jest to drewno po hydrolizie (roślina). biomasa).

Wyniki analizy termograwimetrycznej drewna i ligniny hydrolitycznej (ubytek masy oraz termograwimetria różnicowa charakteryzująca tempo ubytku masy) wykazały, że rozkład termiczny

Podobnie występuje drewno sosnowe i brzozowe oraz hydroliza ligniny:

W zakresie temperatur 25-100°C usuwana jest wolna wilgoć (ubytek masy drewna sosnowego i brzozowego odpowiednio 6,26,4%, hydrolityczna lignina -3,8-4,2%);

W temperaturach powyżej 100 i do 300°C następuje desorpcja związanej wody z utratą masy drewna 4,2-4,3% i hydrolitycznej ligniny 4,1-5,5%;

Maksymalne tempo ubytku masy drewna wraz z jego aktywnym rozkładem termicznym i ubytkiem masy obserwowane jest w temperaturze 300 °C, hydrolityczna lignina -280 °C, czyli główne składniki drewna pierwotnego i drewna po obróbce hydrolitycznej (hydrolitycznej lignina) wypalają się w prawie tym samym zakresie temperatur;

Wraz z dalszym wzrostem temperatury następuje głębsze zniszczenie, utrata masy i karbonizacja z utworzeniem pozostałości węglowej w ilości 2,3-5,5% podczas spalania drewna i 3,9-5,9% - lignina hydrolityczna.

Wyniki analizy termograwimetrycznej potwierdzają wyniki i wnioski wyciągnięte na podstawie określenia składu chemicznego drewna i hydrolitycznej ligniny, że hydrolityczna lignina jest drewnem po obróbce hydrolizy i ma podobne właściwości do drewna podczas spalania.

Tabela 1

% wagowo absolutnie suchej masy

Nazwa komponentu Wartości średnie w próbkach pobranych na głębokości, m

Polisacharydy ogółem, w tym: 21,51 19,61 17,67

Łatwo hydrolizujący 1,63 1,65 1,80

Trudno hydrolizujący 19,88 17,96 15,87

Celuloza 18,86 17,04 19,95

Lignina 47,94 52,71 49,32

Jesion 9,56 5,65 10,61

Kwasowość (w przeliczeniu na H2SO4) 0,1 0,1 0,1

Tabela 2

Polisacharydy 12,6-31,9 19,9

Lignina właściwa 48,3-72,0 57,1

Kwasowość (w przeliczeniu na H2SO4) 0,4-2,4 -

Zawartość popiołu 0,7-9,6 -

Notatka. W pracy przedstawiono dane dotyczące oznaczania hydrolizy ligniny z instalacji hydrolizy Bobrujsk; jako polisacharydy - zawartość tylko celulozy.

Skład chemiczny drewna różnych gatunków

Tabela 3

Nazwa składnika Zawartość, % masy absolutnie suchej masy

Świerk Sosna Brzoza Osika

Polisacharydy ogółem, w tym: 65,3 65,5 65,9 64,3

Łatwo hydrolizuje 17,3 17,8 26,5 20,3

Trudno hydrolizujący 48,0 47,7 39,4 44,0

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

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

Popiół 0,3 0,2 0,1 0,3

* W nawiasach podano zawartość celulozy bez hemicelulozy i ligniny według źródła.

Zastosowania hydrolitycznej ligniny są zróżnicowane. Obiecujące dla produkcji przemysłowej są np. produkty oparte na wysokich właściwościach sorpcyjnych (sorbenty, w tym enterosorbenty do celów medycznych – lignina lecznicza i polifepan), węgle aktywne, nawozy o długotrwałym działaniu i inne produkty) oraz kaloryczność (w jakości paliw). ). Wartość opałowa hydrolitycznej ligniny przy wilgotności 60% wynosi 7750 kJ/kg, przy 65% - 6150 kJ/kg i przy 68% - 5650 kJ/kg. Średnia wartość opałowa ligniny absolutnie suchej wynosi 24 870 kJ/kg.

Obecnie przedsiębiorstwo podległe OJSC „Bobruisk Plant of Biotechnologies” opanowało produkcję brykietów paliwowych (TU BY700068910.019-2008) i peletów z hydrolitycznej ligniny.

Wyniki oznaczeń zawartości głównych składników brykietów i peletów wytworzonych z hydrolitycznej ligniny podano w tabeli. 4.

Jak widać z tabeli. 4 wyniki, pod względem zawartości głównych składników, brykiety i pelety praktycznie nie różnią się od hydrolitycznej ligniny, z której są wykonane, oraz od drewna, ale mają mniejszą zawartość polisacharydów i większą ligniny.

Zastosowanie hydrolitycznej ligniny na dużą skalę w rolnictwie jest obiecujące jako nawóz organiczny (w postaci naturalnej), nawóz organiczno-mineralny

nawóz (zmieszany ze składnikami mineralnymi lub odpadami z przemysłu mikrobiologicznego - zużyty płyn hodowlany po fermentacji mikroorganizmów lub zmieszany z różnymi minerałami po kompostowaniu - vermikompost), nawóz lignostymulujący (po modyfikacji poprzez degradację oksydacyjną różnymi sposobami z jednoczesnym wzbogaceniem w azot i mikroelementy ).

Stosowanie nawozów na bazie hydrolitycznej ligniny zapewnia:

Poprawa właściwości fizycznych gleby i warunków rozwoju grzybów saprofitycznych;

Tworzenie luźnej warstwy powierzchniowej zapewniającej normalną wymianę wody z powietrzem;

Aktywacja procesów nitryfikacji w glebie;

Długotrwałe działanie, stwarzające warunki do retencji składników pokarmowych (ze względu na dużą zdolność adsorpcji ligniny) i ich stopniowego zużywania przez system korzeniowy roślin oraz zapobiegające ich szybkiemu wypłukiwaniu przez opady atmosferyczne i wodę glebową;

Przyspieszenie wzrostu i wzrost plonu roślin rolniczych (np. wprowadzenie ligniny zmieszanej z amoniakiem lub mocznikiem zwiększa plon żyta ozimego o 1617%, nawóz lignostymulujący w ilości 0,4 t/ha prowadzi do wzrostu plon ziemniaków o 15-30% ).

Tabela 4

Nazwa komponentu Brykiety Pellets

Polisacharydy ogółem, w tym 19,25 19,67

Łatwo hydrolizuje 2,13 2,17

Trudne do hydrolizy 17,12 17,50

Celuloza 15,90 16,81

Lignina 46,41 44,73

Jesion 8,97 9,30

Kwasowość (w przeliczeniu na H2SO4) 0,1 0,1

Sorbenty otrzymane na bazie hydrolizy ligniny mają następujące zalety:

Posiadają wysoką zdolność sorpcyjną. Powierzchnia właściwa początkowej hydrolitycznej ligniny zawierającej 15,2% celulozy wynosi 10,14 mg/g, a otrzymanego na jej bazie enterosorbentu medycznego (ligniny terapeutycznej) po odpowiedniej obróbce wynosi 16,3 mg/g, objętość porów początkowej lignina wynosi 0,651 cm3/g, lignina lecznicza -0,816 cm3/g. Całkowita objętość porów Polyphe-pan wynosi 0,8-1,3 cm3/g. Współczynniki dystrybucji cezu i strontu pomiędzy ich roztwory modelowe i enterosorbent sięgają 400900, a sorpcja mikroorganizmów z pożywek hodowlanych – 108 komórek/g leku;

Mają niski koszt, ponieważ są pozostałością po hydrolitycznej obróbce biomasy roślinnej;

Są naturalną biomasą roślinną;

Po spaleniu mają niską zawartość popiołu.

Możliwe zastosowania:

Oczyszczanie roztworów technogenicznych, ścieków przemysłowych i burzowych;

Używać do celów medycznych jako enterosorbent;

Sorpcja ciekłych odpadów promieniotwórczych nisko- i średnioaktywnych;

Zastosowanie do oczyszczania gazów z radionuklidów i metali ciężkich;

Zastosowanie w instalacjach do indywidualnego i zbiorowego użytku do uzdatniania wody;

Izolacja metali ziem rzadkich, szlachetnych i nieżelaznych;

Inne obszary zastosowań, jako naturalne fitosorbenty.

Najbardziej racjonalnym z punktu widzenia wielkoskalowego przerobu hydrolitycznej ligniny w Republice Białoruś, obok produkcji brykietów i peletów na paliwo, jest produkcja sorbentów, w tym do oczyszczania ścieków przemysłowych, oraz nawozy organiczne lub organiczno-mineralne.

Literatura

1. Kholkin Yu I. Technologia produkcji hydrolizy. M.: bal Lesnaya, 1989. 496 s.

2. Produkcja bezodpadowa w przemyśle hydrolizy / A. Z. Evilevich [i in.]. M.: bal Lesnaya 1982. 184 s.

3. Epshtein Ya V, Akhmina E. I., Raskin M. N. Racjonalne wskazówki dotyczące stosowania hydrolitycznej ligniny // Chemia drewna, 1977. Nr 6. P. 24-44.

4. Obolenskaya A. V., Elnitskaya Z. P., Leonovich A. A. Prace laboratoryjne nad chemią drewna i celulozy. M.: Ekologia, 1991. 320 s.

5. Emelyanova I. Z. Chemiczna i techniczna kontrola produkcji hydrolizy. M.: bal Lesnaya, 1976. 328 s.

6. B.D. Bogomolov, Chemia drewna i podstawy chemii związków wysokocząsteczkowych. M.: bal Lesnaya, 1973. 400 s.

hydroliza lignina - doskonałe wysokokaloryczne paliwo i łatwo dostępny surowiec odnawialny do produkcji peletów i brykietów paliwowych.

Obecnie znaczenie kwestii produkcji alternatywnych źródeł energii stale rośnie. Istnieje wiele przyczyn takiego stanu rzeczy.

1. Tradycyjne źródła energii – gaz, węgiel, ropa – z roku na rok są coraz trudniejsze do wydobycia, a to prowadzi do stałego wzrostu ich kosztów. Jak wiadomo, szczególnie ważna dla Ukrainy jest kwestia kosztów importowanego gazu.

2. Zapasy tradycyjnych nośników energii szybko się wyczerpują, co sprawia, że produkcja alternatywnych nośników energii jest bardzo obiecującą gałęzią biznesu.

3. Produkcja alternatywnych źródeł energii jest stymulowana przez rządy wszystkich krajów rozwiniętych, w tym Ukrainy.

Lignina Przechowywanie ligniny podczas spalania

Pellet z ligniny Pini&Key Brykiet z ligniny

nowe prawo" W sprawie promowania produkcji i stosowania paliw biologicznych „Producenci biopaliw, w tym pelety i brykiety paliwowe, są zwolnieni z podatku od zysków do stycznia 2020 r. Istnieje również szereg przesłanek ekonomicznych, środowiskowych i społecznych, które przyczyniają się do rozszerzenia rynku biopaliw w ogóle, a pelletów i brykietów paliwowych w szczególności Jednak wielu biznesmenów, którzy skierowali swoje wysiłki i kapitał na ten obiecujący segment gospodarki, stanęło w obliczu nieoczekiwanych problemów.

Główna konkurencja w tej branży nie znajduje się w obszarze sprzedaży.- po prostu nie ma z tym problemów i w zasadzie wszystkie produkty są wysyłane na eksport do krajów UE - i to w zakresie zaopatrzenia w surowce. Faktem jest, że wiele przedsiębiorstw, które zainstalowały urządzenia do brykietowania lub granulacji biomasy, nie działa obecnie z pełną wydajnością i często jest bezczynne z powodu braku surowców. Wynika to przede wszystkim z sezonowości dostępności niektórych rodzajów surowców (łuski słonecznika, słoma, odpady z upraw zbóż, odpady z przetwórstwa kukurydzy, inne rodzaje surowców rolnych), niewłaściwy wybór miejsca instalacji sprzętu (np. oddalenie od potencjalne źródła surowców), wysokie koszty logistyczne dostawy surowców, które z reguły mają bardzo niską gęstość nasypową (np. gęstość nasypowa łusek słonecznika wynosi 100 kg/m3).

W takiej sytuacji lignina jako surowiec jest dobrą alternatywą dla odpadów rolniczych, gdyż jej zapasy są dostępne w dość dużej ilości niezależnie od sezonu przerobu, lignina dobrze nadaje się do granulacji i brykietowania ze względu na doskonałe właściwości wiążące, ma dość dużą gęstość nasypową (do 700 kg/m3), co sprawia, że opłaca się go transportować na duże odległości, nawet w postaci granulatu, ma dobrą kaloryczność, współmierną do węgla, o znacznie niższej zawartości popiołu, cena surowca ligniny jest stosunkowo niska. Ze względu na szczególne właściwości ligniny, w technologii jej przygotowania do dalszego wykorzystania, szczególną wagę przywiązuje się do kwestii suszenia ligniny.

Jeśli rozważ ligninę z fizykochemicznego punktu widzenia, wtedy w swojej pierwotnej postaci substancja ta jest złożoną masą przypominającą trociny, której wilgotność sięga siedemdziesięciu procent. W rzeczywistości lignina jest unikalnym kompleksem substancji składającym się z polisacharydów, specjalnej grupy substancji należących do tzw. kompleksu lignohumusowego, cukrów prostych, różnych kwasów mineralnych i organicznych o bardzo różnym nasyceniu, a także pewnej części popiołu . Lignina hydrolityczna to masa trocinowata o wilgotności ok. 55-70%. W swoim składzie jest to kompleks substancji, w skład którego wchodzi sama lignina komórek roślinnych, część polisacharydów, grupa substancji kompleksu lignohumusowego, kwasy mineralne i organiczne, które nie są myte po hydrolizie cukrów prostych, popiołu i innych Substancje. Zawartość samej ligniny w ligniny waha się od 40-88%, polisacharydów od 13 do 45% żywicznych, a substancji kompleksu lignohumusowego od 5 do 19% i pierwiastków popiołowych od 0,5 do 10%. Popiół hydrolizy ligniny jest głównie aluwialny. Hydrolityczna lignina charakteryzuje się dużą objętością porów zbliżoną do porowatości węgla drzewnego, wysoką reaktywnością w porównaniu z tradycyjnymi węglowymi reduktorami oraz dwukrotną zawartością węgla stałego w porównaniu do drewna, sięgającą 30%, czyli prawie połowę węgla drzewnego.

Hydrolityczna lignina wyróżnia się zdolnością do przejścia w stan lepkoplastyczny pod wpływem ciśnienia około 100 MPa. Ta okoliczność z góry wyznaczyła jeden z obiecujących kierunków wykorzystania hydrolitycznej ligniny w postaci brykietu. Ustalono, że brykiety są wysokokalorycznym, niskodymnym paliwem domowym, wysokiej jakości reduktorem w hutnictwie metali żelaznych i nieżelaznych, zastępującym koks, półkoks i węgiel drzewny, a także mogą być stosowane do produkcji m.in. węgiel, taki jak drewno i sorbenty węglowe. Badania i prace pilotażowe wielu organizacji wykazały, że o brykietowanej hydrolitycznej ligninie może być cennym surowcem dla przemysłu metalurgicznego, energetycznego i chemicznego gospodarki narodowej kraju, a także wysokogatunkowym paliwem komunalnym.

Do wdrożenia można zalecić rozwój technologiczny, pozwalający na otrzymanie następujących brykietowanych wyrobów lignolicznych:
- brykiety lignobrykietowe zastępujące tradycyjne metalurgiczne reduktory węglowe i ładunek kawałkowy w produkcji krzemu krystalicznego i żelazostopów;
- brykietów opałowych niskodymnych;
- brykietowany węgiel ligninowy zamiast węgla drzewnego w przemyśle chemicznym;
- sorbenty węglowe z brykietów do oczyszczania ścieków przemysłowych i sorpcji metali ciężkich i szlachetnych;
- brykiety energetyczne z mieszanki z przesiewami z przeróbki węglowej.

Brykiety paliwowe z ligniny to wysokiej jakości paliwo o kaloryczności do 5500 kcal/kg i niskiej zawartości popiołu. Po spaleniu brykiety ligniny palą się bezbarwnym płomieniem, nie wydzielając przy tym smugi dymu. Gęstość ligniny wynosi 1,25 – 1,4 g/cm3. Współczynnik załamania światła wynosi 1,6.

Lignina hydrolityczna ma wartość opałową, która dla ligniny absolutnie suchej wynosi 5500-6500 kcal/kg dla produktu o wilgotności 18-25%, 4400-4800 kcal/kg dla ligniny o wilgotności 65%, 1500-1650 kcal/kg dla ligniny o wilgotności powyżej 65%. Zgodnie z charakterystyką fizykochemiczną lignina jest trójfazowym układem polidyspersyjnym o wielkości cząstek od kilku milimetrów do mikronów i mniej. Badania lignin pozyskiwanych w różnych roślinach wykazały, że ich skład charakteryzuje się przeciętnie następującą zawartością frakcji: powyżej 250 mikronów - 54-80%, poniżej 250 mikronów - 17-46% i poniżej 1 wielkość mikrona - 0,2-4,3%. Cząstka hydrolitycznej ligniny nie jest strukturalnie ciałem gęstym, lecz rozbudowanym układem mikro- i makroporów, wielkość jej wewnętrznej powierzchni determinuje wilgotność (dla ligniny mokrej jest to 760-790 m2/g, a dla suchej ligniny tylko 6 m2/g).

Jak wykazały wieloletnie badania i testy przemysłowe prowadzone przez szereg przedsiębiorstw badawczych, edukacyjnych i przemysłowych, z hydrolitycznej ligniny można uzyskać wartościowe rodzaje produktów przemysłowych. Dla energetyki możliwe jest wytwarzanie brykietowanego paliwa komunalnego i kominkowego z początkowej hydrolitycznej ligniny, a brykietowane paliwo energetyczne z mieszanki ligniny z separacją węgla.

Proces spalania ligniny w piecach procesowych bez bezpośredniego przenoszenia ciepła różni się znacząco w porównaniu z piecami z kotłem parowym. Nie mają powierzchni przyjmującej promienie, dlatego, aby uniknąć żużlowania popiołu, konieczne jest dokładne obliczenie reżimów aerodynamicznych procesu. Temperatura rdzenia płomienia ze względu na brak bezpośredniego przekazywania ciepła jest wyższa i skoncentrowana w mniejszej objętości niż w piecach kotłów parowych. Do spalania ligniny najbardziej celowe jest zastosowanie pieca pochodniowego Szerszniewa, który zapewnia wystarczająco wysoką wydajność dla paliw o wysokim stopniu dyspersji.

Lignina może być z powodzeniem wykorzystana jako paliwo do spalania w wytwornicy ciepła kompleksu suszarniczego do suszenia trocin lub innej biomasy w liniach do produkcji peletów i brykietów paliwowych. Starannie przygotowane paliwo pyłowe jest zbliżone do paliwa płynnego pod względem szybkości wypalania i kompletności spalania. Całkowite spalanie w pochodni zapewnione jest przy niższym współczynniku nadmiaru powietrza, a co za tym idzie wyższej temperaturze. Przy prowadzeniu procesu spalania z niewielkim nadmiarem powietrza zapewnione są przeciwwybuchowe warunki pracy kompleksu suszącego, co pozytywnie odróżnia suszenie z bezpośrednim wykorzystaniem spalin od metody suszenia gorącym powietrzem.

Tym samym lignina jest doskonałym, wysokokalorycznym paliwem i łatwo dostępnym surowcem odnawialnym do produkcji peletów i brykietów paliwowych.

Zastosowanie sproszkowanej ligniny.

Sproszkowana lignina jest odpowiednia jako aktywny dodatek do asfaltobetonów drogowych, a także dodatek do oleju opałowego w energetyce i hutnictwie. Hydrolityczna lignina stosowana jako proszek mineralny pozwala na:
1. Do poprawy jakości betonu asfaltowego (wytrzymałość - o 25%, wodoodporność - o 12%, odporność na pękanie (kruchość) - od -14°C do -25°C) dzięki dodatkowej modyfikacji asfaltu naftowego.
2. Oszczędność materiałów do budowy dróg: a) bitum olejny o 15-20%; b) 100% proszek mineralny wapienny.
3. Znacząca poprawa sytuacji środowiskowej w rejonie składowania odpadów.
4. Zwróć żyzne ziemie obecnie zajmowane przez wysypiska.

Tym samym przeprowadzone badania nad wykorzystaniem technologicznej ligniny hydrolitycznej (THL) w produkcji betonu asfaltowego wskazują, że istnieją możliwości znacznego poszerzenia bazy surowcowej materiałów do budowy nowoczesnych dróg (republikańskich, regionalnych i miejskich). , przy jednoczesnej poprawie jakości ich powłoki dzięki modyfikacji asfaltów naftowych hydrolityczną ligniną i całkowitym zastąpieniu drogich proszków mineralnych.