Odun işleme atıklarından elde edilen peletler (hidrolitik lignin) ve bunların üretimi için bir yöntem. Benzersiz biyoyakıt Lignin granülleri

Geleneksel olarak, odun yakıtı peletlerinin üretiminde iğne yapraklı ağaç atıkları kullanılmaktadır. Ancak iğne yapraklı ağaç, ağaç işleme endüstrisinde talep gören pahalı bir hammaddedir ve atıkları diğer birçok endüstride kullanılmaktadır. Sonuç olarak, iğne yapraklı ağaç kaynakları sürekli azalmakta ve pelet üretimi için, endüstriyel üretimde iğne yapraklı ağaç kadar yaygın olarak kullanılmayan, düşük değerli ve ucuz sert ağaç kullanılması gerekmektedir.

Pelet üretim teknolojisiyle ilgili olarak, sert ağaç ve iğne yapraklı türler arasındaki temel fark, düşük lignin içeriğidir: %14-25'e karşı %23-28. Odun hammaddelerinin preslenmesindeki yüksek sıcaklık ve basınç, hücrelerinde bulunan lignini aktive ederek plastik hale getirir. Lignin bu süreçte dahili bir bağlayıcı görevi görerek peletlerin sağlamlığını sağlar. Sert ağaçtan yapılan granüller, düşük lignin içeriğinden dolayı daha az dayanıklıdır. Ve gerekli mukavemeti elde etmek için, aşağıda tartışılacak olan çeşitli katkı maddeleri veya hammaddelerin buharla işlenmesi kullanılır.

Ayrıca pelet üretiminde ahşabın sertliği de önemlidir. Daha sert yaprak döken ahşabın peletler halinde preslenmesi iğne yapraklı ahşaba göre daha zordur; ekipman üzerinde, özellikle sarf malzemeleri üzerinde - matris ve baskı silindirleri - yüksek yükler oluşur. Ancak başta kayın ve meşe olmak üzere bazı sert ağaçların yanma ısısı, kozalaklı ağaçların bu parametresine kıyasla daha yüksektir.

Avrupa'da yüksek kaliteli ahşap peletlere yönelik giderek artan talebi karşılamak amacıyla, bunların üretiminde giderek daha fazla sert ağaç kullanılıyor. Soru, bu tür granüllerin ENplus ve DIN+ standartlarına uygun olup olmadığıdır.

Pelet üretimi için sert ağaç hammaddelerinin aktif kullanımı, levha üretiminde ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılan ve şüphesiz pelet üreticileri için çok yüksek rekabet yaratan yumuşak ağaç atığı pazarındaki gerilimi azaltacaktır. Ancak sert ağaç peletlerindeki kül içeriği yumuşak ağaç peletlerinden daha yüksektir ve çoğu durumda ENplus A2 standardına karşılık gelir (kül içeriği %1,5'ten fazla değildir). Bu arada, ENplus A2 standardının yeni versiyonundaki bir değişiklik, kül içeriğinin %1,2'den fazla olmamasını öngörüyor (EN ISO 17225-2). Gelecekte ENplus standartlarına göre izin verilen kül içeriğini daha da azaltmak oldukça mümkündür. Bununla birlikte, premium pelet olarak adlandırılan (veya AB'de yaygın olarak adlandırıldığı şekliyle ev tipi pelet) tüm üreticiler, ekonomik nedenlerden dolayı, ürünlerinin özelliklerini ENplus A1 standardına getirmeye çalışmaktadır (maliyetleri sınıftakilerden daha yüksektir). A2 ve endüstriyel peletler). Avrupa'da ENplus A2 kalite granüllere olan talebin minimum düzeyde olduğunu belirtmekte fayda var, çünkü bu standardın geliştirildiği küçük kazan daireleri veya mini termik santraller için fiyatı daha düşük olan endüstriyel granüller oldukça uygundur, üretim hacimler çok daha yüksektir ve yalnızca kül içeriği (%1,5'e kadar) ve dolaylı olarak renk değeri farklılık gösterir.

Avusturya ve Almanya'da araştırma

Sert ağaçtan yapılmış peletlerin kül içeriğine ilişkin bilgi tabanını genişletmek amacıyla, ENplus peletlerinin üretiminde sert ağaç kullanmanın fizibilitesini değerlendirmek üzere Avusturya'da bir dizi araştırma çalışması gerçekleştirildi. En geniş test serisi için huş ağacı, kayın, meşe ve dişbudak seçildi, çünkü bu türler kozalaklı ağaçlarla birlikte Avusturya ve Almanya'da pelet üretiminde zaten kullanılıyor. Özel bir termogravimetrik analizör olan TGA kullanılarak, Avusturya standardı Önorm EN 14 775'e göre 550°C sıcaklıkta 80'den fazla numune kül içeriği açısından incelendi. Diri odun ve diğer iyi sert ağaç kerestelerindeki kül içeriğinin şu değerleri aşmadığı tespit edildi: %0,7 (bazı durumlarda ve farklı sert ağaçları karıştırırken %1-1,5'e ulaşır) ve ağaç kabuğunda maksimum kül içeriği %10'a kadardır. Ayrıca kavak odunu örnekleri de analiz edildi; kül içerikleri benzerdi.

Alman Pelet Enstitüsü'nün (DEPI) istatistiklerine göre, Almanya'da 2014'ten bu yana, pelet üretiminde sert ağaç kerestesinin kullanımı, toplam hammadde hacminin ortalama% 10'una kadar (yani 90) kaydedildi. % - iğne yapraklı, %10 - yaprak döken). Langenbach'taki (Yukarı Bavyera) Westerwälder Holzpellets GmbH pelet fabrikasının kurucusu ve yöneticisi Markus Mann, üretiminde %10-15 kayın ve huş ağacı ve %85-90 iğne yapraklı ağaç karışımıyla deneyler yaptı. Bu oranla elde edilen peletlerin kül içeriği %0,5'in altındaydı ve ENplus A1 standartlarına tamamen uyuyordu. Peletleme için, iğne yapraklı türler için kullanılan standart 45 mm yerine, 39 mm'lik presleme kanalı uzunluğuna sahip bir matris kullanıldı. Yalnızca kayın talaşını peletlemek için presleme kanalı 10 mm daha kısaltılarak 29 mm'ye kısaltıldı. Deneyler sonucunda kavak odun külünün düşük sinterleme sıcaklığına sahip olduğu, kavak genellikle kumlu ve killi topraklarda yetiştiği, odununun ve özellikle kabuğunun çok sayıda silikat bileşiği içerdiği tespit edildi. Bu arada, bu aynı zamanda diğer birçok yaprak döken ağaç için de tipiktir, özellikle de olumsuz doğal ve antropojenik faktörlerden korunmak için yapay olarak dikilenler için.

Bu bağlamda, 2009 yılında Stuttgart'taki uluslararası Interpellets fuarında sıhhi tesisat sonrası elde edilen yaprak döken ağaçtan (dişbudak, akasya, meşe, kayın, akçaağaç) yapılan peletleri sunan Krasnodar Bölgesi'nden Rus CJSC AlT-BioT şirketinden bahsedebiliriz. Pavlovskaya köyü bölgesindeki koruyucu orman bitkilerinin kesilmesi. %0,7'nin altındaki kül içeriğiyle peletlerin yüksek kalorifik değeri vardı - 18 MJ/kg. Şirketin pelet tesisine "Victoria" adı verildi ve işletmeye yapılan yatırımlar 600 milyon ruble olarak gerçekleşti. Yatırımcı Alexander Dyachenko, 2015 yılına kadar güney Rusya'da en az 20 benzer pelet tesisi kurma niyetini açıkladı.

Tesis hiçbir zaman tasarım kapasitesine (günde 10 ton veya yılda 70 bin ton) ulaşmadı, saatte 7 tonluk maksimum üretkenliğe ulaşıldı. Ürünler ağırlıklı olarak Avrupa'ya ihraç edildi. İki komşu bölgede, birçok okulun kazan daireleri pelet kullanımına dönüştürüldü. 2009 yılında işletmeyi ziyaret eden dönemin Başbakan Yardımcısı Viktor Zubkov, bu projeyi ve özellikle Rusya'nın diğer bölgelerinde de tekrarlanma ihtimalini oldukça takdir etti. Makalenin yazarı, Hollandalı bir pelet alıcısının temsilcilerinin de yer aldığı bir heyetin parçası olarak 2010 yılında bu pelet tesisini ziyaret etti. Hollandalılar hem granüllerin hem de üretimin kalitesini çok takdir etti. Ancak ne yazık ki, aynı yıl tesis durduruldu, çalışanlar kovuldu, AlTBioTa projesini finanse eden Rosselkhozbank OJSC'nin Krasnodar Bölgesi'ndeki bölge şubesi başkanı yatırımcının kardeşi Nikolai Dyachenko tutuklandı ve yatırımcı kendisi de kaçmaya başladı. Ama bu tamamen farklı bir hikaye.

Ancak Avusturya ve Almanya'ya dönelim. Avusturya araştırma derneği BioUP'tan uzmanlar, pelet üretimi için sert ağaç kullanmanın ana dezavantajının, iğne yapraklı ağaçla karşılaştırıldığında yüksek kül içeriği olduğunu düşünüyor. Avusturya Federal Ormancılık Araştırma Merkezi uzmanı Andreas Haider, yaprak döken ağaçtan yalnızca ENplus A2 ve endüstriyel sınıf peletlerin değil, aynı zamanda ENplus A1 ve DIN+ standartlarını da tam olarak karşılayan peletlerin üretilmesinin mümkün olduğunu açıkladı. Her şey sert ahşabın hangi kısmının hammadde olarak kullanıldığına bağlıdır. Örneğin, kavak diri odununun kül içeriği, gövdenin çekirdeğindeki kül içeriğinden önemli ölçüde farklıdır. Kül içeriği de kesilme zamanına ve toprağın kalitesine, yani ağacın büyüme bölgesine bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Odundaki kül maddelerinin içeriğine ilişkin pek çok veri vardır, ancak bunlar aynı tür için bile farklılık gösterir. Deneysel olarak, tamamen kuru odunun bir potada kalsine edilmesi durumunda ortalama kül kalıntısının %0,3 ila %1,0 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Üstelik kalıntının %10-25'i suda çözünür, bu soda ve potastır (geçmişte endüstriyel miktarlarda odun külünden elde edilirdi). Odun külünün en önemli çözünmeyen bileşenleri - kireç ve çeşitli magnezyum ve demir tuzları -% 75-90'ı oluşturur. Haider, Avrupa'nın güneyinde, Balkanlar'da, özellikle eski Yugoslavya cumhuriyetlerinde (Hırvatistan, Karadağ, Sırbistan ve Bosna-Hersek) ormanlarda çok sayıda yaprak döken ağaç bulunduğunu fark etti. Ve bugün komşu İtalya, birinci sınıf pelet tüketimi açısından Avrupa Birliği'nde ilk sırada yer alıyor: yılda 3 milyon tondan fazla. Coğrafi konum, peletlerin bu Balkan ülkelerinden İtalya'ya ihracatı için uygun koşullar (lojistik) sağlamaktadır. Referans olarak: Almanya'da, 2018'in başındaki verilere göre, 2017'de peletlerin %98,9'u iğne yapraklı ağaçtan ve yalnızca %1,1'i sert ağaçtan üretildi.

Belarus ve Rusya'da araştırma

2012 yılında, Minsk'teki Belarus Devlet Teknik Üniversitesi Kimyasal Ağaç İşleme Bölümü'nde, Belarus Cumhuriyeti'nin orman oluşturan ana türlerinden huş ağacı, kızılağaç ve çamdan laboratuvar koşullarında peletler yapıldı. Granül numuneleri 110°C presleme sıcaklığında 15 dakika süreyle elde edildi. Çalışma için kullanılan kurutulmuş talaşın nem oranı %8-11 idi. Görev, ortaya çıkan granüllerin fiziksel ve mekanik özelliklerini karşılaştırmaktı: nem içeriği, kül içeriği, yoğunluk, mekanik dayanıklılık ve daha düşük kalorifik değer. Huş ağacı ve kızılağaç odunundan yapılan peletlerin düşük kalorifik değerinin, çam peletlerinin düşük kalorifik değeriyle karşılaştırılabilir olduğu tespit edilmiştir (Tablo 1). Ancak sert ağaç peletlerinin kül içeriği, yumuşak ağaç peletlerinin kül içeriğinden 3,5 kat daha fazladır. Gerçekleştirilen testler, yumuşak ağaçtan pelet üretmenin temel olasılığını doğruladı. Kül içeriği açısından en azından endüstriyel odun peletleri (%1,5'e kadar) ve ENplus A2 sınıfı peletlerin standartlarını karşılamaktadırlar. Ancak kızılağaç ve huş ağacından yapılan peletler, azaltılmış mekanik mukavemet ile karakterize edilir (çam peletlerinin mukavemetinden sırasıyla %11 ve %18 daha düşük). Yumuşak ağaçtan yapılmış peletlerin mekanik mukavemet özelliğini elde etmek için sert ağaç hammaddelerinin doymuş buharla ön işlemine tabi tutulması gerekir.

Granülasyondan önce doymuş buharla işlenmiş sert ağaçtan peletlerin deneysel üretimi Vitebskdrev OJSC tarafından kuruldu. Hammaddelerin bileşimi şu şekildedir: huş ağacı - %35, kızılağaç - %20, titrek kavak - %40, çam - %5. Yaprak döken ahşabın ısıl işlemi iğne yapraklı ahşabın işlenmesinden daha az zaman aldığından (bundan dolayı enerji tüketimi azaldı) etkili presleme kanalı uzunluğu 33 mm olan (normal 45 mm yerine) bir matris kullanıldı. Sonuç olarak, sert ağaç bileşiminden elde edilen peletlerin yoğunluğunun, çam ağacından elde edilen peletlerin yoğunluğu ile karşılaştırılabilir olduğu bulunmuştur (Tablo 2). Burada test raporundan alıntı yapmak yerinde olacaktır: “Doymuş buharın etkisi, ahşap bileşenlerin aktivasyonuna, pelet oluşumu sırasında yapışkan etkileşimlerini artıran yeni fonksiyonel grupların oluşmasına yol açtı. Ahşap parçacıklarında ek nemlenme meydana geldi ve bunun sonucunda pres granülatöründeki sıcaklık 110'dan 120°C'ye yükseldi. Yüksek presleme sıcaklığı, reaksiyonların hızlı bir şekilde oluşmasına ve özellikle yüksek derecede reaktif hemiselülozdan dolayı artan sayıda yüksek moleküler ağırlıklı bileşiğin birikmesine katkıda bulundu. Erimiş ve yumuşamış bileşenler, lifler ile hücre duvarlarının kılcal ve mikro-kapiller sistemleri arasındaki boşlukları doldurdu. Aynı zamanda, uzaysal olanlar da dahil olmak üzere ahşap bileşenlerin molekülleri arasındaki çapraz bağların sayısı arttı ve bu da dayanıklı ürünlerin oluşumunu sağladı."

Sertağaç peletlerinin mukavemetini arttırmak için sıklıkla nişasta ve lignin gibi çeşitli katkı maddeleri kullanılır. Rusya Federasyonu Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Kimya ve Kimyasal Teknoloji Enstitüsü, sert ağacın granülasyonu sırasında katkı maddelerinin etkisini inceledi. Böylece soda, kireç, balık yağı, bitkisel yağlar, kahve telvesi peletlerin veya briketlerin özelliklerini iyileştirir: düşme yüzdesini azaltır, nakliye sırasında kırılmaya karşı direnci arttırır ve bir depoya veya kazana tedarik edilir. Ezilmiş kömür, pelet ve briketlerin kalorifik değerini arttırır.

Pelet üretimi için hammaddeler

Avrupa'da, kül içeriği genellikle yaprak döken odunun kül içeriğinden çok daha yüksek olan pelet üretimi için hızlı büyüyen plantasyon bitkileri giderek daha fazla kullanılmaktadır. DIN+ standartları da dahil olmak üzere kuruluşlar, hizmetler ve ürünler için dünya çapında akredite bir Alman sertifikasyon merkezi olan DIN CERTCO'nun uzmanı ve danışmanı; FSC/PEFC, SBP - Erwin Heffele, Miscanthus ve bambu gibi hızlı büyüyen bazı plantasyon bitkilerinin, odun olarak sınıflandırılmadıkları için odun peletlerinin üretimine uygun hammaddeler kaydına dahil edilmediğini açıkladı. çim olarak sınıflandırılır. Yani miscanthus ve bambudan üretilen peletlerin ENplus ve DIN+ sertifikalarını alması mümkün değildir.

Genel olarak hammaddelerin kül içeriğini sınırlamak tamamen soyut ve göreceli bir gerekliliktir. Örneğin, Hollanda, Belçika, Danimarka, Polonya ve diğer ülkelerdeki enerji santrallerinde saman ve ayçiçeği kabuğundan peletler, zeytin çekirdekleri, fındık ve kahve çekirdeklerinin kabukları ve diğer biyokütlelerin kül içeriği öncekinden birkaç kat daha fazlaydı. Odun peletlerinin kül içeriği, kömürle birlikte yakılmıştır. Başka bir örnek: Arkhangelsk bölgesindeki Bionet şirketi lignin peletleri üretiyor (bkz. LPI No. 3 (133), 2018). Bu, Rusya'da hidroliz üretim atığı olan ligninin bertarafına yönelik uygulanan ilk projedir. Lignin granülleri, klasik ahşap granülleriyle karşılaştırıldığında, yüksek kalorifik değere (21-22 MJ/kg) ve aynı zamanda %2,4 gibi yüksek kül içeriğine sahiptir. Ancak bu durum, projenin yararlanıcısı Gazprombank'ın, 2018 baharında Kopenhag'da Rusya Federasyonu'nun Danimarka'daki Ticaret Temsilciliği'nde yapılan bir iş toplantısında yaptığı sunumun ardından bu peletlerin Danimarka ve Fransa'ya satışına başlamasını engellemedi.

Düşük güçlü kazanlarda kullanılan granüllerin yüksek kül içeriği, kural olarak bahçe için gübre görevi gören kül çukurundan yalnızca sık sık kül çıkarılmasını gerektirir.

Ve büyük termik santrallerde peletler kömürle birlikte yakıldığında, kömür gibi önce kırıcılardan geçirilip ince bir fraksiyon halinde kazanın yanma bölgesine beslendikleri için yüksek mukavemete gerek kalmaz. Yani granüllerin yüksek mukavemeti yalnızca enerji maliyetlerini artıracaktır.

Uygulamada görüldüğü gibi, sert ağaçtan veya iğne yapraklı ağaç karışımından en yüksek kalitede peletler üretmek mümkündür. Hammaddelerin belli oranda karıştırılması, ENplus A1 standartlarını karşılayan pelet kalitesine ulaşmamızı sağlar. Katkı maddeleri ve buhar ön işlemi de kullanılabilir veya kullanılmayabilir. Etki, kullanılan hammaddelerin kalitesine ve türüne, üretimdeki teknolojik donanıma ve elbette teknoloji uzmanının ve diğer uzmanların profesyonelliğine bağlı olacaktır.

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

Ağaç işleme atıklarından elde edilen peletler (hidrolitik lignin) ve bunların üretimi için bir yöntem

Buluş, yenilenebilir enerji kaynaklarına, özellikle biyoyakıt üretimine yönelik biyoenerjiye, ağaç işleme endüstrisi atıklarından elde edilen yakıt peletlerine, hidrolitik lignine ilişkindir ve emisyon eğilimi gösteren geniş bir termik santral yelpazesinde yanma yoluyla termal enerjinin serbest bırakılması için kullanılması amaçlanır. yandığında sıfıra iner.

Düşük tutuşma ve tutuşma sıcaklığına sahip katkı maddeleri ve yabancı maddelerle, yani petrokimya endüstrisinin malzeme veya kimyasal bileşiklerinin bir listesiyle karıştırılarak tüm türlerdeki ligninden yakıt üretmenin önceden bilinen yöntemleri: yağ cürufu, katran, çatlama kalıntısı, termal gaz yağı, ağır katalitik parçalama gaz yağı, asfaltlar ve petrol üretim ekstraktları, piroliz reçinesi veya akaryakıt veya kömürün koklaşabilir ve yarı koklaşabilir hale getirilmesinden elde edilen sıvı veya macun ürünleri, kömür katranı, zift, katran bulamaçları veya organik üretimden kaynaklanan durgun kalıntılar ve atıklar 9:1 ​​ila 1:9, esas olarak 2:1 ila 1:3 kütle oranında. Katran, akaryakıt ve kömür katranı zifti 80-150ºС'ye ısıtılarak sıvılaştırılır (RU2129142 patentine göre, sınıf C10L 9/10, C10L 5/14, C10L 5/44 yayın 04/20/99).

Yukarıdaki lignin kullanma veya kullanma yönteminin dezavantajı, ortaya çıkan yakıtın (kimyasal bileşik) yanma sırasında çevreye olumsuz etkisi ve depolama ve üretim durumlarında olumsuz etkisidir.

Karışımın bileşenlerinin öğütülmesi, kurutulması, karıştırılması ve ardından preslenmesi dahil olmak üzere, bir bitki karışımından yakıt briketleri üretmek için önceden bilinen yöntemler olup, özelliği, teknik hidrolitik lignin ile odun atığının bir karışımının, aşağıdaki oranda bir bitki karışımı olarak kullanılmasıdır: bileşenler, ağırlıkça %: odun atığı - 30 - 60; teknik hidrolitik lignin - geri kalanı (RU2131912 patentine göre, C10L sınıfı 5/44 yayın 06.20.99).

Bu yöntemin dezavantajı, briketlere düşük kaliteli odun atıklarının dahil edilmesinden dolayı artık yanma ürünü olarak kül oluşumunun bir ürünü olan teknik ve çevresel özelliklerin, özellikle de mukavemet ve kül içeriğinin istikrarsızlığıdır.

Hidrolitik lignini granüle etmek için önerilen çözüme en yakın olanı, başlangıç ​​ürününün hamur haline getirilmesi, lignin hamurunun nötrleştirilmesi ve zenginleştirilmesi, hamurun daha fazla susuzlaştırılması, kurutulmuş lignin kütlesinin kurutulması ve ardından briketlenmesi de dahil olmak üzere hidrolitik ligninin briketlenmesine yönelik bir yöntem olarak düşünülebilir. Zenginleştirilmiş lignin hamuru, kalan nem içeriği %45'i aşmayan lignin dilimleri oluşturularak susuzlaştırılır. İkincisi daha sonra bir elektromanyetik alanın ve yüksek frekanslı akımların etkisi altında kurutulur. Parçalanmış ürün, yani hazırlanan lignin kütlesi presleme briketlerine aktarılır (RU2132361 patentine göre, sınıf C10L 5/44 yayın 06.27.99).

Bu yöntemin farkı, hammaddelerin zenginleştirilmesi için ek işlemlere ihtiyaç duyulması ve bunun sonucunda girdi hammaddelerin teknolojik süreçten geçme süresinin uzamasıdır. Ayrıca, elde edilen ve oluşturulan levhalar kuruduktan sonra ezilir, bu da ek ekipman gerektirir, bu da çalışma yüzeylerinin sık sık değiştirilmesi ve düşük verimlilik anlamına gelir. Önemli bir not, elde edilen ürünün yanma sırasında daha fazla kullanılması olabilir; bu, yalnızca özel olarak hazırlanmış kazan ve fırın ekipmanı fırınlarında, genellikle pelet ürünlerle çalışan kazanlar için genel olarak kabul edilen kömür olanlardan farklı olarak besleme aktarımı kullanılarak mümkündür.

Önerilen buluşun olumlu tekno-ekonomik sonucu, hidrolitik ligninden yakıt peletlerinin üretimi, biyoyakıt üretiminin üretilebilirliğinin arttırılması, enerji maliyetlerinin azaltılması, proses ekipmanının seçim kolaylığı, atık olmaması ve düşük emisyon yüzdesinden oluşur. Ortaya çıkan ürünün yüksek kaliteli biyokütle bazlı yakıt olarak daha sonraki kullanımı ve ara depolanması sırasında enerji tasarrufu, alanların ve bölgelerin çevresel gereklilikleri konularında gerekliliklere ve mevzuata tam uyum.

Beyan edilen teknik sonuç, hidrolitik ligninden elde edilen peletlerin yakıt granülleri, sıkıştırılmış lignin formunda yapılmasıyla elde edilir. Yakıt peletlerinin üretiminde hammadde olarak kullanılan lignin, odun atıklarının hidrolizi ile elde edilir ve işlenmeden önce ve preslenmeden önce ince temizlemeye tabi tutulur ve daha sonra mineral elementlerin, yanıcı olmayan kalıntıların ve döküntülerin uzaklaştırılmasıyla fraksiyonlara ayrılır. yakıldığında kül kalıntısı yüzdesindeki artışı ve düşük kaliteli kirletici emisyonları etkiler.

Özel bir durumda, hidrolitik lignin zaten %1-20 (ağırlıkça) miktarında hidroliz üretiminin türev kalıntılarıyla zenginleştirilmiştir. Hidroliz üretim atıkları arasında invertör kalıntısı, sıcak çamur, soğuk çamur, organik endüstriyel atıksu çamuru, organik bileşikler, metoksi grupları, karboksil grupları, karbonil grupları, fenolik hidroksitler ve katı hidrokarbonlar bulunur.

Hidrolitik ligninden pelet üretimi aşağıdaki şekilde gerçekleştirilir.

Kireç katkı maddeleri ve kereste atıklarıyla proseste zayıflatılmış sülfürik asitin zayıf çözeltileri kullanılarak hidroliz yoluyla elde edilen hidrolitik lignin, çöplüklerden ve depolardan mekanik olarak seçilir ve daha sonra işlenmek üzere üretime taşınır.

İşleme süreci hazırlanmadan önce birkaç aşamadan geçer.

İşleme için hazırlık ve sınıflandırma (metal nesnelerin, inşaat kalıntılarının ve kalıntıların, ayrıca hidrolize edilmemiş ahşapların çıkarılması).

Kurutma için hidrolitik ligninin hazırlanması. Bu aşamada kuruma aşamasını geçmiş kuru hidrolitik ligninin bir kısmı ile depolama sırasında elde edilen %65 nem içeriğiyle üretime giren hidrolitik ligninin bir karışımı oluşur. Karıştırma sırasında hidrolitik ligninin nem içeriğinin ortalaması alınır ve% 49 - 54'e eşit olması gereken gerekli teknolojik göstergeye eşitlenir. Girdi hammaddelerinin nem içeriği, nem içeriği %14'ten az olan ve karıştırmadan önce hammaddelerin müteakip nem dengesini eşitlemek için gerekli olan biyokütleye bağlı olmalıdır.

Hidrolitik ligninin kurutulması, işleme dahil olan buharın doğrudan etkileşimi olmadan tambur tipi kurutma ünitelerinde gerçekleştirilir ve hammaddelerin açık ateş veya yüksek sıcaklık kaynakları veya üniteler ve jeneratörlerle etkileşimi tamamen ortadan kaldırılır.

Ölü buharın temini, kullanılan kurutma ünitesinin karakteristik bir dolgusu olan boru demetleri içerisinde gerçekleştirilir. Kurutma, kurutma tamburunun tüpler arası sinüslerinde, takılı bıçaklar ve sökücüler kullanılarak metodik, zorla karıştırma ile gerçekleşir. Hidrolitik ligninin kurutulması, nem içeriği% 8-14'e ulaşana kadar gerçekleştirilir.

Hidrolitik ligninin ince saflaştırılması. Kurutulmuş hidrolitik lignin (hammadde) ince saflaştırma aşamasına beslenir, ardından taşıma ve hareket için mekanik uyarım ve yönlendirilmiş basınçlı hava akımları kullanılarak piramidal elek setleri kullanılarak fraksiyonlara ayrılır. İşlem, hidrolitik lignin bileşiminin organik kısmından mineral kalıntılarının ve bileşenlerinin çıkarılmasını sağlar. Daha sonra elenen malzemenin fraksiyonel bileşimi, daha sonraki presleme (granülasyon) için bir depolama tankına aktarılmak üzere bitmiş karışımın bir fraksiyonuna eşitlenir. Hammaddelerin ince bir şekilde saflaştırılması yoluyla fraksiyonel bileşenlere ayırma işlemi, daha sonra ürün silindirinin oluşumu sırasındaki bağlanmayı, fiziksel özellikleri ve kimyasal bileşimi etkiler.

Peletler halinde presleme. Hazırlanan homojen kütlenin biriken hacmi daha sonra preslemeye hazırlık aşamasına geçer. Hazırlık süresi kısa sürelidir ve %10-16 aralığındaki kendi nemi ile sağlanan hidrolitik ligninin, 4 – 10°С aralığındaki bir sıcaklıkta ek bir hazırlık yapılmadan musluk suyuyla nemlendirilmesinden oluşur. Hazırlanan kütlenin, pres granülatörüne, yani baskı silindirleri ile çalışma, ağır hizmet yüzeyinin yarıçapı olan delikli matris arasındaki teknolojik hareketli boşluğa beslenmesi yoluyla sıkıştırılması olarak presleme. Sağlanan kurutulmuş ve saflaştırılmış malzeme olan ligninin, teorik olarak kabul edilen çapı yaklaşık 8 mm ve derinliği yaklaşık 8 mm olan açık deliklere itilmesi ve elde edilen silindirin bir dış bıçakla kesilmesi, bitmiş ürünü, lignin granüllerini, yakıt topaklarını verir.

Daha sonra ortaya çıkan ürün bir soğutma sisteminden ve özel olarak tasarlanmış bir soğutucudan geçer. Soğutma, fanın sağladığı hava akışıyla gerçekleştirilir. Soğutucunun ardından peletler eleme aşamasından geçerek elde edilen ince fraksiyon ve standart altı ürün ayrılır. Elde edilen elekler granülasyon aşamasına geri döndürülür ve tekrar preslenir.

Elenen bitmiş ürünler depolama silolarına taşınır. İşlem tamamlandı.

Uygulama - yanma. Lignin peletleri yandığında koku yaymaz; yanma, ızgara üzerinde düzgün, hareketli veya statik bir halı üzerinde sakin, kontrollü bir şekilde gerçekleşir. Hidrolitik lignin peletlerinin yakılması sırasında ortaya çıkan duman pratik olarak renksizdir, alev sürüklenmesi, katı yakıtlı ve katı yakıtlı kazan ünitelerinin kullanımı ve uygulaması ile ilgili bölümün termik enerji mühendisliği normları ve düzenlemeleri sınırları dahilindedir. Lignin yakıt peletlerinin yanması, saf odun ve kömürden yapılan yakıt peletlerinin yanma koşullarıyla da karşılaştırılabilir. Hidroliz peletlerindeki kükürt içeriğinin düşük yüzdesi nedeniyle, atmosfere kükürt dioksit emisyonları düşüktür ve sıfıra yakındır. Lignin peletlerinin yanması, hem termal enerjinin salınımı açısından hem de klasik odun yakıt peletlerinin yanmasından niteliksel olarak farklıdır. Ayrıca çevresel ve ekonomik olarak lignin granülleri kömür ve sıvı yakıtlara göre daha avantajlıdır. Lignin peletlerinin kullanılması, yükleme işlemini otomatikleştirmenize, yanma cihazına beslemenize ve yanma sürecini düzenlemenize olanak tanır. Lignin peletlerinin kullanımı, 20-21,5 MJ/kg'a eşit yüksek kalorifik değeri nedeniyle, bir ağaç ürününden daha yüksek ve 5100 Kcal/kg'lık yüksek kaliteli kömüre eşdeğer kalorifik değere sahiptir. Boyut (kesirli), presleme sonrası yüksek yoğunluk, elde edilen ürünün mukavemeti ile karakterize edilir ve% 98-99,5 arasında değişir. Kütle yoğunluğu 750 kg/m3, lignin yakıt peletlerinin yanma (kullanım) yerine taşınması sırasında taşıma kaplarının miktarının azaltılmasına yardımcı olur. Peletler, tasarımda, ön modernizasyonda ve mevcut modellerin ve kazan ekipmanı çeşitlerinin yeniden inşasında önemli değişiklikler olmaksızın, hem evsel hem de endüstriyel otomatik kazan daireleri için yakıt olarak yaygın şekilde kullanılabilir. Hidrolitik lignin peletleri, fizikokimyasal özelliklerine bağlı olarak, mevcut atmosferik koşullar altında, yılın zamanını, yağışları, türlerini ve miktarlarını hesaba katmadan, kalorifik değerlerini değiştirmeden, çeşitli erişilebilir depolama koşullarında erişilebilir depolama için benzersiz yetenek ve yeteneklere sahiptir. değeri ve geometrik şeklinin korunması. Bir başka benzersiz yetenek de kusursuz hidrofobiklikleridir, bu nedenle ortaya çıkan silindirin tüm gövdesinin derinliğine kadar nemi emmezler, ancak onu iterler. Ancak başka bir benzersiz özellik, nemli bir ortama maruz kaldıktan sonra orijinal nemin geri kazanılmasıdır. Teknik spesifikasyonların öngördüğü başlangıç ​​özellikleri, peletlerin ortam nemindeki değişikliklere maruz bırakılması veya hava kütle akışlarına zorla maruz bırakılması yoluyla elde edilir. Tek kelimeyle kuruma meydana gelir.

Doğru şekil, küçük boyut ve tekdüze tutarlılık nedeniyle granüller, vakumlu yükleyicilerin manşonlarından veya manşonlardan mekanik hareket olmadan ve gövdelerin serbest düşüşünün hızlanma kuvveti kullanılarak kanalın önceden ayarlanmış eğimi boyunca dökülebilir. spesifik fiziksel ağırlığın etkisi. Bu, yalnızca yükleme ve boşaltma işlemlerini otomatikleştirmekle kalmaz, aynı zamanda yanma sırasında yakıtın eşit dozajını sağlamanın yanı sıra hareket halindeyken enerji tasarrufu sağlar.

Günümüzde peletlerin ısı maliyeti kömürle karşılaştırılabilir düzeydedir, ancak ikincisinin otomasyon süreçlerinde ve temel işlemlerde uygulanması zordur - cürufun yüklenmesi/çıkarılması, kazan ekipmanının türüne bağlı olarak kül seçme ekipmanı kullanılarak veya manuel olarak gerçekleştirilmelidir. Önemli bir husus, kül kalıntısının olmaması ve bunun sonucunda da bertaraf maliyetlerinin olmamasıdır. Pelet kullanıldığında cüruf oluşumu, yanmış lignin granülü kütlesinin %3'üne eşit ve minimum düzeyde daha azdır.

Granülasyon ve presleme yöntemiyle üretilen diğer yakıt türlerinden farklı olarak üretim sürecinde üçüncü taraf katkı maddeleri ve katkı maddeleri, kimyasallar bulunmaz ve bu nedenle insanlarda alerjik reaksiyona neden olmaz.

Kalori değeri, kullanım kolaylığı, depolama, taşıma, hem endüstriyel hem de evsel mevcut ısıtma ekipmanlarında kullanım ve çevresel nitelikleri açısından peletler, kömür ve gaz yakıtı arasında bir ara bağlantıdır, ancak daha mobil ve güvenlidir.

1. Hidrolitik lignin peletleri, odun atıklarının sülfürik asit çözeltileri ile hidrolize edilmesiyle elde edilen hidrolitik ligninden preslenen yakıt granülleri formunda yapılır; özelliği, hidrolitik ligninin işlenmeden önce, hidroliz üretiminden elde edilen türev atıklarla zenginleştirilmesi ve preslenmeden önce ince bir temizliğe tabi tutulur ve fraksiyonlara ayrılır, ardından mineral elementler çıkarılır ve kül içeriği azalır.

2. Temizleme, karıştırma, kurutma ve preslemeyi içeren, hidrolitik ligninden pelet üretmeye yönelik, istem 1'e göre bir yöntem olup özelliği, hidrolitik ligninin, işlenmeden önce, hidroliz üretiminden elde edilen türev atıklarla zenginleştirilmesi ve preslenmeden önce, ayırma ile ince temizlemeye tabi tutulmasıdır. fraksiyonlara ayrılması, ardından mineral elementlerin çıkarılması ve kül içeriğinin azaltılması gelir.

3. İstem 2'ye uygun yöntem olup özelliği, hidroliz lignininin, hidroliz üretiminden elde edilen türev atıklarla ağırlıkça %1-20 miktarında zenginleştirilmesidir.

Benzer patentler:

Buluş, nem, sıcaklık, hammadde tüketiminin ölçülmesi ve ölçülen verilerin mikrokontrolörde ayarlanan değerlerle daha sonra karşılaştırılması dahil olmak üzere turba yakıtı presleme işleminin otomatik kontrolüne yönelik bir yöntemi açıklar ve ayrıca otomatik ölçümü içerir. ve matris (presleme) kanalında presleme basıncının, hareket hızının ve malzemeyi tutma süresinin düzenlenmesi.

Buluş, hacmi 0,5 litreden fazla ve ağırlığı 500 g'dan fazla olan, parafin, stearin, balmumu veya bunların karışımlarını, odun unu, kıyılmış saman, artık kağıt içermeyen monolitik bir ürün olan uzun yanan bir kütüğü açıklamaktadır. çapı 1 mm'den fazla veya bunların karışımları, çapı 4 mm'ye kadar olan ve nem içeriği %8'den fazla olmayan, % kütle oranıyla birlikte odun peletleri: parafin, stearin, balmumu 30-40 odun unu, kıyılmış saman, kağıt 20-60 odun peletleri 10-40 Talep edilen buluşun teknik sonucu, kütüğün yanma süresinin yanı sıra kesin olarak tanımlanmasının arttırılmasıdır.

Buluş, işlenerek yoğunlaştırılmış biyokütle üretmek için aşağıdaki adımları içeren sürekli bir prosesi açıklamaktadır: (a) yoğunlaştırılmış biyokütle malzemesi tedarikinin sağlanması, (b) yoğunlaştırılmış biyokütle malzemesinin yanıcı bir sıvıya batırılması, (c) yoğunlaştırılmış biyokütle malzemesinin bir alev alma sıvısında ısıtılması. İşlenmiş yoğunlaştırılmış biyokütleyi oluşturmak için en az 10 dakika ila yaklaşık 120 dakikalık bir süre boyunca yaklaşık 270°C ila yaklaşık 320°C sıcaklık aralığında veya bu aralıktaki yanıcı bir sıvı, (d) işkenceye tabi tutulmuş yoğunlaştırılmış biyokütleyi yanıcı sıvının su banyosuna doldurulması ve (e) soğutulmuş, işkenceye tabi tutulmuş sıkıştırılmış biyokütlenin bir su banyosundan geri kazanılması, burada (e) adımında geri kazanılan kavrulmuş sıkıştırılmış biyokütlenin ağırlık/ağırlık olarak yaklaşık %20'den fazlasını içermemesi.

Buluş, karbonla zenginleştirilmiş biyokütle malzemesinin üretilmesine yönelik bir yöntem, bu şekilde elde edilen malzeme ve bunun kullanımına ilişkindir. Karbonla zenginleştirilmiş biyokütle materyali üretmeye yönelik bir yöntem, aşağıdaki adımları içerir: (i) bir hammadde olarak lignoselülozik materyalin sağlanması, (ii) söz konusu besleme stoğunun stokiyometrik bir miktarın varlığında 120°C ila 320°C arasındaki sıcaklıklarda işleme tabi tutulması Lignoselülozik malzemenin tam yanmasının kapalı bir reaksiyon kabında stokiyometrik miktarda oksijen gerektirmesi koşuluyla, 0.15-0.45 mol/kg kurutulmuş lignoselülozik malzeme aralığında O2 veya eşdeğeri O2 konsantrasyonunda oksijen; (iii) sözü edileni açın reaksiyon kabı ve (iv) katı ürünün reaksiyon kabı karışımlarından geri kazanılması.

Buluş, karışımın 170-200 MPa'lık bir basınçta ve %10-12'lik bir nemde 80-100°C'ye ısıtılmasıyla öğütülmesi, karıştırılması ve preslenmesini içeren kömür yakıt briketlerinin üretilmesine yönelik bir yöntemi açıklamaktadır; özelliği; Karışımı hazırlarken ağırlıkça %5-10 oranında talaş.

Buluş, biyokütlenin 150 ila 300°C sıcaklık aralığında ısıl işleme tabi tutulduğu, biyokütleden yakıt üretmeye yönelik bir yöntemi, basıncın serbest bırakıldığı, basıncı arttırılmış buhar ve havayı içeren bir reaktör (11) açıklamaktadır. İşlemin tamamlanması üzerine, tahliye basıncından artan buhar ve diğer gazların hacmi, uyarlanabilir hacme sahip bir kapta (14) geçici olarak biriktirilir ve buhar ve diğer gazlar, en az bir kapta (14) ısı alışverişine tabi tutulur. yoğunlaşabilen gazların yoğunlaşmasını ve en az bir ısı eşanjöründe (13) yoğunlaşma ısısını serbest bırakmasını sağlayacak şekilde bir ısı eşanjörü (13).

Buluş, odun atıklarının yüklenmesi, preslenmesi ve kurutulması dahil olmak üzere odun atıklarından yakıt briketleri üretmek için bir yöntemi açıklamaktadır ve odun atıklarının yüklenmesinden sonra bunlar ek olarak ultrasonla sıkıştırılır, ardından odun atıklarının yüksek bir basınçla eş zamanlı preslenmesi ve işlenmesi takip eder. frekanslı elektrik alanı.

Buluş, odun kökenli iki bileşenli bir karışımdan elde edilen yakıt briketlerini açıklamaktadır: birinci bileşen, odun hasadı ve/veya ağaç işleme tesislerinden elde edilen ezilmiş odun atığıdır ve ikinci bileşen, odun kömürüdür; iki bileşenli karışım ise şu şekilde sunulur: Ezilmiş odun atığı matrisinin birleştirilmesi ve dağılmış odun kömürü parçacıklarının güçlendirilmesiyle elde edilen homojenleştirilmiş bir kompozit malzemenin iki aşamada gerçekleştirilir: ilk aşama - aşağıdaki eşzamanlı olarak meydana gelen süreçlerin birleştirilmesiyle: ahşap atıkların orijinal doğal nem ile kurutulması, dağılması orijinal kömürün miktarı ve dağılmış kömürün matris tarafından adsorpsiyonu; ve ikinci aşama - kompozit malzemenin tercihen ekstrüzyon yoluyla briketlenmesi sürecinde ve kurutma, dispersiyon ve adsorpsiyon kombinasyonu, baca gazları ile odun atıklarından çıkan nem buharı karışımının dinamik döngülü bir ısı akışında gerçekleştirilir. Hammaddedeki kömür içeriği ağırlıkça %5-30 aralığında tutulurken kurutma prosesi sağlanır.

Buluş, öğütme, %12-16 nem içeriğine kadar kurutma, teknik hidroliz lignini de dahil olmak üzere karışımın bileşenlerinin karıştırılması dahil olmak üzere odun atıklarından yakıt briketleri üretmek için bir yöntemi açıklar ve bağlayıcı yükünün hazırlanması şu şekilde gerçekleştirilir: %5-10'luk teknik hidroliz ligninine %70-80 sodyum karbonat eklenir ve daha sonra mekanik aktivasyon yapılır, ardından 90°C'ye ısıtılan %15-20 tall tall zift eklenir, elde edilen karışım %10-15 miktarında elde edilir. odun atığı ile karıştırılarak %85-90 oranında 1-5 mm'ye kadar kırılır ve karışımın briketlenmesi 90±2°C sıcaklık ve 45-50 MPa basınçta gerçekleştirilir.

Buluş, biyolojik atık su arıtma tesislerinde üretilen aktif çamurun susuzlaştırma katkı maddesiyle dozajlanması ve karıştırılması, elde edilen karışımın suyunun alınması ve karışımın daha sonra %97-99 su içeriğine sahip aktif çamur kullanılarak kalıplanması dahil olmak üzere yakıt granülleri üretimine yönelik bir yöntemi açıklamaktadır. ağırlıkça, Susuzlaştırma katkı maddesi olarak, nem içeriği %3'ten fazla olmayan bir termik santralin (TPP) kimyasal su arıtımından elde edilen çamur kullanılır, aktif çamurun TPP'den gelen kimyasal su arıtma çamuru ile dozajlanması ve karıştırılması gerçekleştirilir. (7-10): ağırlıkça %(1-2) oranında elde edilen karışımın suyu iki aşamada alınır, ilk aşamada ise nem içeriği %1-2 olana kadar 1-3 dakika süreyle santrifüjleme yapılır. %69-74 elde edilir ve ikinci aşamada, %40-45 nem oranına sahip bir karışım elde edilene kadar 105-115°C sıcaklıkta bantlı kurutucuda 20-40 dakika kurutma yapılır, ardından kurutulmuş karışım granülasyonla oluşturulur ve daha sonra granüller bir organik katkı maddesi ile kaplanır, yakıt granülleri ise ağırlıkça % olarak şunları içerir: aktif çamur - 65-75, termik santral kimyasal su arıtma çamuru - 6-10, organik katkı - geri kalanı.

Buluş, alt yüzeyi içbükey mercek şeklinde olan, silindirik bir gövde ve destek elemanları içeren, destek elemanlarının dışta kemerli-eğrisel konfigürasyona sahip hava geçişleri-difüzörler ile ayrıldığı kömürden yapılmış bir ürünü anlatmaktadır. ve içeriye doğru genişleyin.

Buluş, yakıt briketlerinin ve granüllerinin üretimi için, öğütme, kurutma, dozajlama, besleme, karıştırma, briketleme, granülasyon ve soğutma dahil olmak üzere bir yöntemi açıklamaktadır; özelliği, briketlerin ve granüllerin, kesilmiş saman ve granüllerin bir karışımı temelinde üretilmesidir. %20-30'a kadar Kudüs enginarı veya ayçiçeği sapları ve sepetleri veya %30-40'a kadar kurutulmuş kırılmış orman veya bahçe atığı veya %20'ye kadar talaş eklenmesi.

Buluş, kurutulmuş bir yanıcı malzeme üretmek için aşağıdakileri içeren bir yöntemi açıklamaktadır: nem içeren yanıcı bir malzemeden yapılmış çok sayıda parçacığın ve sentetik reçine içeren bir emülsiyondan yapılmış bir dehidrasyon sıvısının, yüzeylerin bir karışım oluşturmak üzere karıştırıldığı bir karıştırma adımı. parçacıkların dehidrasyon sıvısıyla temas etmesi; ve parçacıkların yüzeyleri üzerinde kurutulan bir dehidrasyon sıvısından yapılmış bir sentetik reçine kaplama oluşturmak için bir kurutma aşaması; parçacıklardan nemi buharlaştırarak azaltılmış bir nem içeriği yüzdesine sahip parçacıklar dahil olmak üzere kaplanmış parçacıklar oluşturmak ve bunları kaplayan bir sentetik reçine kaplaması içerir. burada hidrojen giderme sıvısında bulunan sentetik reçine bir akrilik reçine, bir üretan reçinesi veya bir polivinil asetat reçinesidir, böylece kaplanmış parçacıklardan oluşturulan kurutulmuş bir yanıcı malzeme elde edilir.

Mevcut buluş, yüksek su içeriğine sahip organik atık kullanılarak katı yakıt üretmek için çevre dostu ve oldukça verimli bir yöntemle ilgilidir; bu yöntem şunları içerir: (a) yüksek su içeriğine sahip organik atıkların ve belediye katı atıklarının, bir atık toplama tesisine beslendiği bir atık karıştırma adımı. Fe bazlı reaktör ve karışım; (b) karışımı hidrolize etmek için Fe bazlı reaktöre yüksek sıcaklıkta buharın sağlandığı bir hidroliz adımı; (c) reaktörden gelen buharın serbest bırakıldığı ve reaktör içindeki basıncın, (b) adımından sonra düşük moleküler ağırlıklı organik atık sağlayacak veya spesifik yüzey alanını arttıracak şekilde hızla artırıldığı bir basınç azaltma adımı. (b) adımından sonra belediye atığı; (d) suyu uzaklaştırmak için bir vakum veya diferansiyel basınç adımı; ve (e) aşama (d)'deki reaksiyon ürününün doğal olarak kurutulduğu ve %10 ila %20 su içeriğine sahip bir katı yakıt üretmek üzere sıkıştırıldığı bir katı yakıt üretim aşaması. // 2569369

Katı veya macun benzeri enerji hammaddelerinden kurutma yoluyla ince taneli yakıt üretmeye yönelik, rotor ve darbe elemanlarına sahip bir darbe reaktörü içeren, söz konusu darbe reaktörünün 350°C'ye kadar ısıya dayanıklı olduğu, sıcak besleme sağlayan bir cihaz. Darbeli reaktörün alt kısmında kurutma gazı, reaktörün tepesinde katı veya macun benzeri enerji besleme stoğu sağlamak için bir cihaz, ezilmiş, kurutulmuş enerji besleme stoğu parçacıkları içeren bir gaz akışını serbest bırakmak için en az bir cihaz ve bir cihaz Darbeli reaktörden boşaltılan gaz akışından enerji besleme stoğunun ezilmiş, kurutulmuş parçacıklarının ayrılması ve boşaltılması için; burada kurutma gazı, labirent contanın yakınındaki darbe reaktörüne ve/veya darbenin rotor şaftının yakınında bulunan labirent conta aracılığıyla verilir. reaktör.

Buluş, toz haline getirilmiş düşük dereceli kömür ve yağın karıştırılmasıyla bir süspansiyonun hazırlandığı aşamaları içeren, katı yakıt üretmeye yönelik bir yöntemi açıklamaktadır; süspansiyonda bulunan nemi ısı kullanarak buharlaştırın ve buharlaştırma adımından sonra elde edilen süspansiyonu katı bir malzeme ve bir sıvı halinde ayırın; burada buharlaştırma adımı, süspansiyonun birinci sirkülasyon yolunda ısıtılması ve ısıtılmış süspansiyonun ikinci sirkülasyon yolunda ısıtılması aşamalarını içerir. birinci sirkülasyon yolundan farklı olan sirkülasyon yolu; burada buharlaştırma adımında üretilen işlem buharı, ön ısıtma aşaması ve ısıtma adımının herhangi biri için bir ısı transfer akışkanı olarak kullanılır ve dışarıdan verilen buhar, bir ısı transferi olarak kullanılır. diğer aşama için sıvı.

Buluş, odun atıklarının sülfürik asit çözeltileri ile hidrolize edilmesiyle elde edilen hidrolitik ligninden preslenen, yakıt granülleri formunda yapılan hidrolitik ligninden peletleri açıklamaktadır; özelliği, hidrolitik ligninin, işlenmeden önce hidroliz üretiminden elde edilen türev atıklarla zenginleştirilmesidir ve Preslemeden önce, fraksiyonlara ayrılarak ince bir temizliğe tabi tutulur, ardından mineral elementler çıkarılır ve kül içeriği azaltılır. Hidrolitik ligninden pelet üretmeye yönelik bir yöntem de açıklanmaktadır. Teknik sonuç, optimum özelliklere sahip peletlerin elde edilmesinden oluşur: yüksek kalorifik değere, yüksek mekanik dayanıma sahiptirler ve yandıklarında kül kalıntısı oluşmaz. 2n. ve 1 maaş uçmak.

Nem

Endüstriyel pelet granülatörlerine yönelik gereksinimler %8 ila 15 arasındadır. Diğer durumlarda, hammaddelerin kurutulması veya tersine buharla işlenmesi gerekir.

Kül içeriği

Peletlerin kül içeriği, bir partinin yakılmasından sonra yanmayan kalıntıların yüzdesidir. Birinci sınıf peletler için bu rakam EN Plus A-2 standardına göre %1'e, EN Plus A-1 standardına göre ise %0,5-0,7'ye kadardır. Yakıtın kül içeriğinin yüksek olması zamanla yanma odasının ve bacanın tıkanmasına neden olabilir.

Hammaddelerdeki kimyasal bileşiklerin içeriği

Şu anda Avrupa Birliği, yanma ürünlerinin atmosfere emisyonuna ilişkin standartları sıkılaştırıyor. Pelet hammaddelerinin azor, klor, kükürt gibi kimyasalları minimum miktarda içermesi gerekir.

Kesir boyutu

Granülasyon için malzemenin 3 mm uzunluğa ve 1-2 mm kalınlığa kadar parçacık büyüklüğüne kadar kırılması gerekir.

Malzemenin yüksek enerji değeri

Hammaddelerin kalorifik değeri, yani yanma sırasında ne kadar ısı elde edilebileceği, peletlerin ana tüketici değeridir. Yüksek kaliteli hammaddeler yüksek kalori içeriğine sahiptir. Bu parametre, diğer şeylerin yanı sıra, malzemenin tazeliğinden de etkilenir. Çürümeye maruz kalan ahşap enerji potansiyelinin bir kısmını kaybeder.

Granülasyona uygunluk

Bazı malzemelerin basılması ve hazırlanması daha kolay veya daha zor olabilir. Ayrıca granüle edilmesi zor hammaddelerden daha az dayanıklı ve yoğun peletler elde edilebilmektedir. Granüllerin mukavemetini arttırmak için çeşitli katkı maddeleri kullanılır.

Hammadde maliyeti

Bu tür maliyetler, tedarik ve nakliye maliyetlerini de içeren hammadde maliyetlerine eklenir. Toplam hammadde maliyetlerinin çok yüksek olması durumunda üretim ekonomik olarak mümkün olmayabilir.

Ahşap peletler

Çoğu zaman, bu tür granüllere "talaş topakları" denir, ancak aslında bunlar çeşitli atık türlerinden elde edilir.

Talaş, talaş Ham ve kurutulmuş kerestenin kesilmesi ve işlenmesiyle elde edilir

odun talaşı- en yaygın atıklardan biri

Şarlatan, ahşap dengesi– herhangi bir nedenden dolayı asıl amacına uygun olarak reddedilen (kusurları olan, çaplarına uymayan vb.) büyük ağaç atıkları, kesilmiş veya bütün haldeki gövdeler.

Standartların altında ahşap ürünler: yeni veya geri dönüştürülmüş.

Üretim için ideal hammaddeler kuru talaş ve talaştır. Genellikle yanma sırasında cüruf oluşturan ağaç kabuğu kalıntıları veya toprak parçacıkları içermezler. Bu yüzden bu kadar popüler.

Pelet hammaddesi olarak talaşların kalitesi, elde edildiği ahşabın türüne - normal veya kabuğu soyulmuş - ve ayrıca depolanma özelliklerine bağlıdır. Peletlerin içine ne kadar az ağaç kabuğu ve yabancı madde girerse, kül içeriği de o kadar düşük olur ve dolayısıyla kalite de o kadar yüksek olur.

Aynı şey levha ve odun hamurunun işlenmesi için de söylenebilir.

Standartların altındaki ahşap ürünler, teorik olarak yüksek kaliteli peletler sağlamalıdır, çünkü bu saf, yabancı maddeler içermeyen, kabuğu soyulmuş ahşaptır. Ancak ürünün imalatında hangi malzemelerin kullanıldığına dikkat etmekte fayda var. Çeşitli vernikler, işleme maddeleri ve yapıştırıcılar, böyle bir malzemenin çevre dostu olmasını etkileyebilir.

Farklı ahşap türlerinin granülasyonu

Peletler için hammadde olarak kullanılan farklı ahşap türleri, granülasyon kolaylığı açısından farklılık gösterir.

İlk olarak, daha yüksek doğal lignin içeriğine sahip ağaç türlerinden daha güçlü peletler elde edilir. İğne yapraklı türler bu parametrede yaprak döken türlerin belirgin şekilde ilerisindedir: farklı iğne yapraklı çeşitler %23-38 lignin içerir ve yaprak döken türlerdeki yayılım %14-25'tir. Hammaddede az miktarda lignin varsa granülasyon sonrası eleme miktarı artar.

İkincisi, ağaç türleri farklı sertliklere sahiptir. Daha sert ahşabın peletler halinde preslenmesi daha zordur ve ekipman üzerinde, özellikle de sarf malzemeleri üzerinde (matris, pres ruloları) daha fazla yük oluşturur. İğne yapraklı ağaçlar daha yumuşak ve preslenmeye daha yatkındır, sert ağaçlar ise her zaman daha serttir. Bununla birlikte, sert ağaç peletlerinin kalorifik değeri daha yüksektir, bu nedenle bir metreküp kayın veya meşe peletinin ağırlığı aynı hacimdeki çam peletinden daha fazla olacaktır ve daha fazla ısı yayacaktır.

Aynı zamanda, uygulamanın gösterdiği gibi, farklı türlerdeki talaşları başarılı bir şekilde karıştırıp granüle etmek mümkündür. Yakıt peletleri için bu kadar karışık bir malzeme, nihai ürünün kalitesini düşürmez: Kayaları doğru oranlarda karıştırırsanız, özel evleri ısıtmaya uygun peletler elde edebilirsiniz. Kayın ve meşe gibi sert ağaçların eklenmesi peletin enerji değerini artırır. Başka bir şey de, bazı sert ağaçların koyu bir gölgeye sahip olması ve farklı ağaç türlerinden elde edilen karışık peletlerin kahve renginde, gri veya koyu renkte çıkmasıdır. Özel pelet tüketicileri bazen açık bej dışındaki herhangi bir renkteki peletlere karşı önyargılı olabilir, bu nedenle yüksek kalite sertifikalarının varlığına rağmen yalnızca türüne göre koyu meşe peletlerini reddedebilirler. Önyargı o kadar güçlü ki, bazı Alman araştırmacılar, yumuşak ahşaba yaklaşık %20 meşe veya kayın ilavesi ile türlerin bir karışımından yakıt üretirken, nihai ürün çekici bir açık rengi koruyor.

Karışık peletler

Araştırma şirketi Future Metrics'e göre 2023 yılına gelindiğinde bu rakam neredeyse iki katına çıkacak: mevcut 12 milyon tona karşılık 21,5 milyon ton olacak. Odun atığı giderek daha fazla talep görüyor; sadece biyoyakıt üreticileri değil, aynı zamanda sunta fabrikaları ve diğer birçok endüstri de bunun için rekabet ediyor. 2010 yılında Avrupa Birliği, ısıtma ve enerji tedariği için kullanılacak biyolojik atık yelpazesini genişletmeye yönelik bir programı kabul etti.

Terminolojiyi tanımlayalım:

Karışık peletler hem odun hem de diğer kökenli çeşitli hammadde türlerinden granüle edilmiş bir yakıttır.

Tarımsal peletler– genellikle tarımsal olan çeşitli bitki materyallerinden elde edilen granüller. atık.

Peletler için alternatif hammaddeler nelerdir?

Tarımsal sanayi kompleksinden kaynaklanan atıklar: baklagil baklaları, mısır koçanları, pirinç kabukları, karabuğday, ayçiçeği kabukları, keten kabukları, fındık kabukları, meyve tohumları, damızlık, çimlenmemiş tahıl, bira tahılları.

Bitkiler: sazlık, saman, şeker kamışı, ayrıca çevre düzenlemesi ve sıhhi kesim sırasında kesilen ağaçlar ve çalılar.

Diğer doğal yanıcı maddeler: turba, lignin.

Bu malzemeler granüle edilebilir, ancak ahşapla karşılaştırıldığında bir takım dezavantajları vardır: istenmeyen kimyasal bileşiklerin içeriği, yüksek kül içeriği, kül kalıntılarının düşük erime noktası, bu da kazanlarda cüruf oluşumlarının büyümesine yol açar.

Avrupalı ​​araştırmacılar, en uygun pelet tariflerini bulmak için farklı türdeki ham maddelerin peletlere karıştırılmasına yönelik deneyler yürütüyor. Araştırmalara dayanarak, kazanlara zarar vermeyen ve yanma sırasında zararlı maddeler yaymayan, çeşitli hammaddelerden elde edilen karışık peletler için uygulanabilir "tarifler" elde edilmiştir. Genellikle bir granülün mineral kalıntıları içermemesi gerektiğine inanılır, ancak Avusturya Orman Araştırma Enstitüsü'nden bilim adamları, kaolin, bentonit ve kömür külü ilavesiyle mısır koçanı, kolza tohumu ve samandan granüller oluşturdular. Ortaya çıkan granüller atmosfere minimum oranda istenmeyen madde yayar, ocakta yakıldıklarında cüruf kekleri oluşmaz.

Ayrıca pelet halindeki odun %10-15 oranında iğne yapraklı iğnelerle birleştirilir veya iğne yapraklı ve yaprak döken ağaçlardan karışık peletler üretilir. Rus patenti, talaş ve yaklaşık %20-25 oranında kömürden oluşan bir kombinasyondur; bu karışımın başarılı bir şekilde granülasyonu için %1-3 oranında nişasta eklenir. Bu tür peletlerin potansiyeli 20-23 MJ/kg'a kadar çıkmaktadır ve bu da onları düşük kalorili kömür ve turbaya alternatif kılmaktadır. Ölü odun ve yakacak odunun yanı sıra orman yangınlarından toplanan kömür de dahil olmak üzere her türlü odun üretimine uygundur.

Karışık pelet ve tarım peletlerinin yayılmasının önündeki temel engel, Avrupa Birliği'nde yanma ürünlerinin atmosfere emisyonuna ilişkin standartların sıkılaştırılmasıdır. Kazan sahipleri tüm standartlara uyum sağlamak için pahalı filtrelere ve teknolojilere ihtiyaç duyacağından, bu tür önlemler bu tür yakıtın kullanımını ekonomik olarak imkansız hale getirebilir.

Karışık pelet üretiminde granüllerin daha iyi yapıştırılması için sıklıkla çeşitli katkı maddeleri kullanılır. İğne yapraklı ağaçların kendi ligninleri yeterliyse, yaprak döken ağaçlara ve tarımsal atıklara nişasta eklenir. Bu amaçlar için balık yağı, soda, kireç, parafin, bitkisel yağlar ve kahve telvesi de kullanabilirsiniz. Bu tür katkı maddeleri, ürünün kullanıcı özelliklerini geliştirir: daha düşük bir kayıp yüzdesi, ufalanma, nakliye sırasında döküldüğünde kırılmaya karşı daha iyi direnç ve kazanlarda doğrudan kullanım.

Meyve ağaçlarından elde edilen odun (kiraz, elma vb.) küçük hacimlerde granüle edilir. Genellikle ısıtmak için değil, et ve balıkları tütsülemek için kullanılırlar ve ürüne hoş bir aroma verirler.

Tarım peletleri

Tarımsal pelet hammaddelerinin en popüler türlerinden biri, çeşitli tarımsal ürünlerden (özellikle buğday ve kolza tohumu) elde edilen samandır. Enerji potansiyeli açısından bu malzeme ahşaptan çok daha aşağı değildir: 16 MJ/kg'a kadar ve 18,4 MJ/kg'a kadar. Saman yenilenebilir bir yakıt kaynağıdır; samanın yakılması havadaki nitrojen dioksit dengesini değiştirmez: büyüme sırasında, yanma sırasında salınanla aynı miktarda CO2 tüketir. Saman peletleri sadece ısıtma amaçlı değil, aynı zamanda hayvancılık çiftlikleri ve ahırlardaki hayvanlar için yataklık olarak da kullanılıyor.

Samana benzeyen bir hammadde türü kamış olup, daha yüksek kalori değeri 19 MJ/kg, kül içeriği ise %4 civarındadır. Bu tür hammaddeler çok ucuzdur, bataklık toplama ve öğütme makineleri kullanılarak toplanır.

Ayçiçeği kabuğu, tarım peletleri için en umut verici malzemelerden biridir. %3 kül içeriğine sahiptir ve neredeyse linyit kömürü kadar ısı yayar (21 MJ/kg'a kadar). Kabukları yaktıktan sonra kül değerli bir gübredir. Karabuğday kabuğu, darı kabuğu ve pirinç kabuğu da granüle edilir.

Diğer materyaller

Rusya'da granülasyona uygun geniş turba yatakları var. Turba peletleri ve briketler ahşapla yaklaşık olarak aynı teknoloji kullanılarak yapılır. Turbanın kalorifik değeri yüksektir - 21 MJ/kg'a kadar, ancak bu tür granüllerin kül içeriği% 5'e kadar artar. Bu yakıt endüstriyel ve belediye kazanları için uygundur. Rusya'da turbanın granülasyonu ve briketlenmesinin temel olarak 2 amacı vardır: gazlaştırılmayan alanlara ısı ve elektrik sağlamak ve granülleri İskandinav ülkelerine ihraç etmek. Kuzey Avrupa'da turba kısmen yenilenebilir bir hammadde olarak kabul ediliyor ve enerji sektöründe kullanımı yukarıdan teşvik ediliyor.

Atık kağıdın granüle edilmesi oldukça yeni fakat gelecek vaat eden bir endüstridir, çünkü bu tür hammaddeler pahalı olanları gerektirmez. Kağıt ve kartondan yapılan granüller (ve bazı ülkelerde eski banknotların granülasyonu oluşturulmuştur) büyük miktarda ısı üretir ve çok az miktarda yanıcı olmayan kalıntı içerir.

Ve at gübresi odun peletlerinden daha pahalıdır. Topraklar için değerli ve besleyici bir gübredir. At gübresi peletleri kilogram başına yaklaşık 1,25 € civarında satılıyor. Gübre ve dışkıların gübreye işlenmesi sadece karlı değil, aynı zamanda gerekli bir adımdır çünkü bu tür atıkların depolanması doğrudan çevreye zarar verir.

Hidroliz tesislerinin bir yan ürünü olan hidroliz lignininin işlenmesi için de aynı şey söylenebilir. Rusya'da Arkhangelsk bölgesinde sadece bir tane lignin granülasyon tesisi bulunmaktadır ve bu tesisin ülkedeki rezervleri on milyonlarca tondur. Kalori değeri (21 MJ/kg'dan fazla) ve kül içeriği (%3'ten az) açısından lignin, pelet üretimi için mükemmel bir hammaddedir.

Hammadde tabanının genişletilmesi, büyük miktarlarda biyolojik atığın bertaraf edilmesinden faydalanmanın yanı sıra bunların depolanmasıyla ilgili çevresel sorunların çözülmesini mümkün kılmaktadır. Fosil yakıtlardan çevre dostu yakıtlara geçiş, zararlı maddelerin havaya emisyonunu azaltır. Yeni pelet ve briket üretiminin yaratılması, tarım endüstrisinde yeni işler yaratır ve genel gelişimine yardımcı olur.

AHŞAP İŞLEME KİMYASI VE TEKNOLOJİSİ

V. S. Boltovsky, Teknik Bilimler Doktoru, Profesör (BSTU)

JSC "BOBRUISK BİYOTEKNOLOJİ TESİSİ" DAMPLARINDAN HİDROLİZE LIGNİNİN BİLEŞİMİ

VE KULLANIMI İÇİN AKILCI YÖNERGELER

OJSC “Bobruisk Biyoteknoloji Fabrikası” çöplüklerinden hidrolitik ligninin bileşimi incelendi. Uzun süreli depolamanın bir sonucu olarak, ligninin kendisinin önemli ölçüde daha az bozulmasıyla birlikte toplam polisakkarit içeriğinde bir azalma olduğu gösterilmiştir. Hidrolitik ligninin ana kullanım alanları dikkate alınmakta ve kullanımının en umut verici ve rasyonel alanlarına ilişkin öneriler verilmektedir: yakıt briketleri ve peletleri, organomineral gübreler ve sorbentlerin elde edilmesi.

JSC Bobruisk Biyoteknoloji Fabrikası çöplüklerinden elde edilen hidrolitik ligninin bileşimi araştırılmaktadır. Ligninin uzun süreli depolanmasının, gerçek ligninin önemli ölçüde daha küçük bozunması ile toplam polisakkarit içeriğinin azalmasıyla sonuçlandığı gösterilmiştir. Hidrolitik ligninin ana kullanım yönleri dikkate alınır ve kullanımının en perspektif ve rasyonel yönlerine ilişkin öneriler yapılır: yakıt briketleri ve peletleri, organo-mineral gübreler ve sorbentlerin alınması.

Giriiş. Bitki biyokütlesinin hücresel dokusunun lignini, polikondensasyon dönüşümlerinin bir sonucu olarak hidrolitik işlem sırasında üç boyutlu bir ağ yapısı oluşturan ve ikincil aromatik yapılar (ligninin kendisi) dahil olmak üzere karmaşık bir kompleks olan, aromatik yapının yüksek moleküllü doğal bir polimeridir. , hidroliz sırasında önemli ölçüde değişti), hidrolize edilmemiş polisakkaritlerin ve yıkanmamış monosakaritlerin bir kısmı, lignohumik kompleksin maddeleri, mineral ve organik asitler, kül elementleri ve diğer maddeler.

Hidrolitik ligninin geri dönüşümü sorunu, endüstrinin kuruluşundan bu yana mevcuttur ve endüstride uygulananlar da dahil olmak üzere, çok sayıda işleme yöntemine rağmen bugüne kadar temel olarak çözülmemiştir.

Hidrolitik ligninin işlenmesinde ana yönler şunlardır: doğal formunda kullanım (demir ve demir dışı metalurjide, hafif refrakter ürünlerin üretiminde - yanma katkı maddesi olarak, ev yakıtı üretiminde, adsorban olarak vb.) .), ısıl işlemden sonra (linyin, aktif ve granül kömür üretimi), kimyasal işlemden sonra (nitrolignin ve modifikasyonları, kollaktivit, biyolojik olarak aktif maddeler - polikarın amonyum tuzları üretimi)

bonik asitler ve lignostimüle edici gübreler, tıbbi lignin ve "polifepan", aktif karbon yerine hayvanların ve insanların gastrointestinal sistem hastalıklarının önlenmesi ve tedavisinde enterosorbent olarak kullanılır) ve ayrıca bir enerji yakıtıdır.

Belarus Cumhuriyeti topraklarında, önemli alanları kaplayan ve çevre için tehlike oluşturan çöplüklerde, endüstriyel işleme için yeterli miktarda önemli miktarda hidrolitik lignin birikmiştir.

Literatürde yayınlanan bilgiler, bitkisel hammaddelerin hidrolitik işlenmesinden sonra elde edilen hidrolitik ligninin kimyasal bileşimini ve özelliklerini karakterize etmektedir. Lignini çöplüklerden kullanmanın en rasyonel yollarına ilişkin nitelikli bir karar için, özelliklerini belirlemek ve işlenmesi için en umut verici yönleri seçmek gerekir.

Ana bölüm. Analiz için, ligninin tarlada kurutulması için pilot sanayi bölgesinde Titovka köyünde bulunan Bobruisk Biyoteknoloji Fabrikası OJSC'nin çöplüğünden TU BY 004791190.005-98 gerekliliklerine uygun olarak seçilen hidrolitik lignin örneklerini kullandık. .

Hidrolize lignin numunelerinin ve bundan yapılan briket ve peletlerin bileşen kimyasal bileşiminin belirlenmesi gerçekleştirildi.

Odun ve selüloz kimyasında ve hidroliz üretiminde benimsenen analiz yöntemleri.

Çam, huş ağacı ve hidrolitik lignin numunelerinin termogravimetrik analizi bir TA-4000 METTLER TOLEDO cihazında (İsviçre) aşağıdaki koşullar altında gerçekleştirildi: numune ağırlığı 30 mg, sıcaklık artış hızı 25-5 aralığında 5°C/dakika 00°C, hava üfleme 200 ml/dak.

Çöplükteki hidrolize lignin numunelerindeki ana bileşenlerin içeriğinin belirlenmesinin sonuçları Tabloda verilmiştir. 1.

Çöplerden hidrolitik lignin analizi sonuçlarının, odunun hidrolitik işlenmesinden hemen sonra elde edilen ortalama lignin bileşimi ile karşılaştırılması (Tablo 2), uzun süreli depolamanın bir sonucu olarak, toplam polisakkarit içeriğinde bir azalma olduğunu göstermektedir. ligninin kendisinin önemli ölçüde daha az bozulmasıyla.

Aynı zamanda, hidrolize lignin odunla aynı ana bileşenleri içerir (Tablo 3), ancak daha az miktarda polisakkarit ve hidrolitik işlem sırasında hidrolize olmayan daha büyük miktarda ligninin kendisi, yani. hidroliz işleminden sonra odundur (bitki biyokütlesi). ).

Odun ve hidrolitik ligninin termogravimetrik analizinin sonuçları (kütle kaybı ve kütle kaybı oranını karakterize eden diferansiyel termo-gravimetri), termal ayrışmanın olduğunu gösterdi.

Çam ve huş ağacı ve lignin hidrolizi benzer şekilde meydana gelir:

25-100°C sıcaklık aralığında serbest nem uzaklaştırılır (çam ve huş ağacının ağırlık kaybı sırasıyla %6,26,4, hidrolitik lignin - %3,8-4,2);

100'ün üzerindeki ve 300°C'ye kadar olan sıcaklıklarda, odun kütlesinde %4,2-4,3 ve hidrolitik ligninde %4,1-5,5 oranında kayıpla bağlı suyun desorpsiyonu meydana gelir;

Aktif termal ayrışma ve kütle kaybının eşlik ettiği maksimum odun kütle kaybı oranı, 300°C sıcaklıkta, hidrolitik lignin -280°C'de, yani orijinal ahşabın ve ahşabın ana bileşenlerinin hidroliz işleminden (hidrolitik) sonra gözlenir. lignin) hemen hemen aynı sıcaklık aralığında yanar;

Sıcaklığın daha da artmasıyla birlikte, odun yakarken% 2,3-5,5 ve% 3,9-5,9 - hidrolitik lignin miktarında karbon kalıntısı oluşumu ile daha derin tahribat, ağırlık kaybı ve karbonizasyon meydana gelir.

Termogravimetrik analizin sonuçları, odun ve hidrolitik ligninin kimyasal bileşen bileşiminin, hidrolitik ligninin hidroliz işleminden sonra odun olduğu ve yanma sırasındaki özelliklerinin oduna benzer olduğunun belirlenmesine dayanarak yapılan sonuçları ve sonuçları doğrulamaktadır.

tablo 1

Kesinlikle kuru maddenin ağırlıkça %'si

Bileşenin adı Derinden alınan numunelerdeki ortalama değerler, m

Toplam polisakkaritler: 21,51 19,61 17,67

Kolayca hidrolize edilir 1,63 1,65 1,80

Hidrolize edilmesi zor 19,88 17,96 15,87

Selüloz 18,86 17,04 19,95

Lignin 47,94 52,71 49,32

Kül 9,56 5,65 10,61

Asitlik (H2SO4 cinsinden) 0,1 0,1 0,1

Tablo 2

Polisakkaritler 12,6-31,9 19,9

Ligninin kendisi 48,3-72,0 57,1

Asitlik (H2SO4 cinsinden) 0,4-2,4 -

Kül içeriği 0,7-9,6 -

Not. Makale, Bobruisk hidroliz tesisinde hidrolitik ligninin belirlenmesine ilişkin verileri sunmaktadır; polisakkaritler olarak - yalnızca selüloz içerir.

Çeşitli türlerdeki ahşabın kimyasal bileşimi

Tablo 3

Bileşenin adı İçerik, mutlak kuru maddenin ağırlıkça %'si

Ladin Çam Huş Kavak

Toplam polisakkaritler: 65,3 65,5 65,9 64,3

Kolayca hidrolize edilir 17,3 17,8 26,5 20,3

Hidrolize edilmesi zor 48,0 47,7 39,4 44,0

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

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

Kül 0,3 0,2 0,1 0,3

* Hemiselüloz ve lignin içermeyen selüloz içeriği kaynağa göre parantez içinde verilmiştir.

Hidrolitik ligninin kullanımları çeşitlidir. Endüstriyel üretim için umut verici olanlar, örneğin yüksek emme özelliklerine (tıbbi amaçlı enterosorbentler dahil emiciler - tıbbi lignin ve polifepan), aktif karbonlara, uzun etkili gübrelere ve diğer ürünlere ve kalorifik değerine (kalite açısından) dayanan ürünlerdir. yakıt). Hidrolitik ligninin %60 nem içeriğinde kalorifik değeri 7750 kJ/kg, %65 - 6150 kJ/kg ve %68 - 5650 kJ/kg'dır. Mutlak kuru ligninin ortalama kalorifik değeri 24.870 kJ/kg'dır.

Şu anda, JSC Bobruisk Biyoteknoloji Fabrikası'na bağlı işletme, yakıt briketleri (TU BY700068910.019-2008) ve hidrolitik ligninden elde edilen peletlerin üretiminde uzmanlaştı.

Hidrolitik ligninden yapılan briket ve peletlerin ana bileşenlerinin içeriğinin belirlenmesinin sonuçları tabloda verilmiştir. 4.

Tablodan da anlaşılacağı üzere. Şekil 4'e göre, ana bileşenlerin içeriği açısından briketler ve peletler, yapıldıkları hidrolitik ligninden ve odundan pratik olarak farklı değildir, ancak daha düşük bir polisakkarit içeriğine ve daha fazla lignine sahiptir.

Hidrolitik ligninin tarımda geniş ölçekli kullanımı, organik gübre (doğal formunda), organo-mineral gübre olarak ümit vericidir.

niya (mineral bileşenlerle veya mikrobiyoloji endüstrisinden gelen atıklarla bir karışım halinde - mikroorganizmaların fermantasyonundan sonra atık kültürel sıvı veya kompostlamadan sonra çeşitli mineral maddelerle bir karışım halinde - solucan gübresi), lignostimüle edici gübre (eş zamanlı olarak çeşitli şekillerde oksidatif yıkımla modifikasyondan sonra) azot ve mikro elementlerle zenginleştirme).

Hidrolitik lignin bazlı gübrelerin kullanımı şunları sağlar:

Toprağın fiziksel özelliklerinin ve saprofitik mantarların gelişim koşullarının iyileştirilmesi;

Normal su-hava değişimini sağlayan gevşek bir yüzey tabakasının oluşturulması;

Toprakta nitrifikasyon işlemlerinin aktivasyonu;

Besin maddelerinin tutulması (ligninin yüksek adsorpsiyon kapasitesi nedeniyle) ve bunların bitkilerin kök sistemi tarafından kademeli olarak tüketilmesi için koşullar yaratan ve bunların çökelme ve toprak suları tarafından hızlı süzülmesini önleyen uzun süreli etki;

Tarım bitkilerinde büyümenin hızlandırılması ve verimin arttırılması (örneğin amonyak veya üre ile karışıma lignin eklenmesi kışlık çavdar verimini %1617 artırır, 0,4 t/ha miktarında lignostimüle edici gübre patates veriminde artışa neden olur) %15-30 oranında).

Tablo 4

Bileşen adı Briketler Peletler

Toplam polisakkaritler, dahil 19,25 19,67

Kolayca hidrolize 2,13 2,17

Hidrolize edilmesi zor 17,12 17,50

Selüloz 15,90 16,81

Lignin 46.41 44.73

Kül 8,97 9,30

Asitlik (H2SO4 cinsinden) 0,1 0,1

Hidrolitik lignin temelinde elde edilen sorbentler aşağıdaki avantajlara sahiptir:

Yüksek sorpsiyon kapasitesine sahiptirler. % 15,2 selüloz içeren orijinal hidrolize ligninin spesifik yüzey alanı 10,14 mg/g'dir ve uygun işlemden sonra bazında elde edilen tıbbi kullanıma yönelik enterosorbent (tıbbi lignin) 16,3 mg/g'dir, orijinalin gözenek hacmi lignin 0,651 cm3/g, tıbbi lignin ise -0,816 cm3/g'dır. Polifen tavasının toplam gözenek hacmi 0,8-1,3 cm3/g'dır. Sezyum ve stronsiyumun model çözeltileri ile enterosorbent arasındaki dağılım katsayıları 400900'e ulaşır ve mikroorganizmaların kültür ortamından soğurulması 108 hücre/g preparattır;

Bitki biyokütlesinin hidrolitik işlenmesinden sonra bir kalıntı oldukları için düşük maliyetlidirler;

Bunlar doğal bitki biyokütlesidir;

Yakıldığında kül içeriği düşüktür.

Olası uygulamalar:

Teknolojik çözümlerin, endüstriyel ve yağmur suyunun saflaştırılması;

Tıbbi amaçlar için enterosorbent olarak kullanın;

Sıvı düşük ve orta seviyeli radyoaktif atıkların soğurulması;

Radyonüklitlerden ve ağır metallerden gazların arındırılmasında kullanım;

Su arıtımına yönelik bireysel ve toplu kullanıma yönelik tesislerde kullanım;

Nadir toprak, değerli ve demir dışı metallerin izolasyonu;

Diğer uygulama alanları ise doğal fitosorbentlerdir.

Yakıt olarak kullanılmak üzere briket ve pelet üretiminin yanı sıra, Belarus Cumhuriyeti'nde hidrolitik ligninin büyük ölçekli işlenmesi açısından en rasyonel olanı, endüstriyel atık suyun arıtılması da dahil olmak üzere emici maddelerin üretimidir. ve organik veya organo-mineral gübreler.

Edebiyat

1. Kholkin Yu.I. Hidroliz üretim teknolojisi. M .: Lesnaya balo-st, 1989. 496 s.

2. Hidroliz endüstrisinde atıksız üretim / A. Z. Evilevich [ve diğerleri]. M .: Lesnaya balo-st, 1982. 184 s.

3. Epshtein Ya.V., Akhmina E.I., Raskin M.N. Hidrolitik ligninin kullanımı için rasyonel talimatlar // Ahşap kimyası, 1977. No. 6. P. 24-44.

4. Obolenskaya A.V., Elnitskaya Z.P., Leonovich A.A. Odun ve selüloz kimyası üzerine laboratuvar çalışması. M.: Ekoloji, 1991. 320 s.

5. Emelyanova I.Z. Hidroliz üretiminin kimyasal ve teknik kontrolü. M .: Lesnaya balo-st, 1976. 328 s.

6. Bogomolov B. D. Odun kimyası ve yüksek moleküllü bileşiklerin kimyasının temelleri. M.: Orman endüstrisi, 1973. 400 s.

Lignin - nedir bu? Herkes bu soruyu cevaplayamayacak, ancak anlamaya çalışacağız. Lignin, kesinlikle dünyadaki tüm bitkilerin bir parçası olan bir maddedir. Buna ek olarak selüloz ve hemiselüloz gibi faydalı bileşenlere de dikkat etmek önemlidir.

Ligninin temel amacı, içinde çözünmüş su ve besinlerin hareket ettiği damarların duvarlarının sıkılığını sağlamaktır. Lignin ve selüloz hücre duvarlarında bir arada bulunarak mukavemetlerini arttırır. Her bitkide bu bileşik aynı miktarda bulunmaz. Çoğu, yaklaşık %40'ı iğne yapraklı ağaçlarda bulunur, ancak yaprak döken ağaçlarda yalnızca %25'i bulunur.

Ligninin özellikleri

Bu maddenin rengi koyu sarıdır. Suda ve organik çözücülerde pratik olarak çözünmez. Lignin - yapısal açıdan nedir? Bu soruyu kesin olarak cevaplamak imkansızdır, çünkü farklı bitkilerin bileşiminde yer alan bu madde, yapısında önemli ölçüde farklılık gösterebilir.

Lignin ayrıştığında doğada önemli bir rol oynayan besin açısından zengin humus oluşur. Lignin doğal ortamda bakteri, mantar ve bazı böceklerden oluşan bir ordu tarafından işlenir.

Bu maddenin temel avantajı, onu üretmeye veya madenciliğe gerek olmamasıdır. Evet, bu neredeyse imkansızdır; lignin bitki hücrelerine o kadar sıkı bağlıdır ki yapay olarak ayrılması karmaşık bir süreçtir.

Bugün üretilen lignin, selüloz işlenmesinden kaynaklanan sıradan atıklardan başka bir şey değildir. Bu durumda büyük bir kısmı kaybolur ancak kimyasal aktivitesi artar.

Lignini izole etme yöntemleri

Bu maddenin ahşaptan çıkarılması işlemi çeşitli amaçlarla gerçekleştirilir:

• maddenin özelliklerinin incelenmesi;
• çeşitli bitkilerde lignin miktarının belirlenmesi.

Bir maddenin ekstraksiyonuna yönelik yöntemler, kullanım amacına bağlı olarak seçilir. Daha sonraki görev araştırma yapmaksa, izolasyon yöntemlerinin ligninin yapısı ve kalitesi üzerinde mümkün olduğunca az etkisi olmalıdır. Her ne kadar bir maddenin değişmeden alınmasını garanti edecek neredeyse hiçbir yöntem olmamasına rağmen.

Lignin izole edildikten sonra çeşitli safsızlıklar içerir:

• ekstraktif maddeler hidroliz üzerine çözünmeyen bileşikler verir;
• şeker nemlendirme ürünleri;
• hidrolize edilmesi zor polisakkaritlerin bir karışımı.

Ligninin izolasyonu için en uygun koşullar, maddenin en büyük miktarının oluştuğu koşullardır. Bu durumda lignin pratik olarak safsızlık olmadan elde edilir ve küçük kayıpları gözlenir.

Sülfürik asit yöntemi en yaygın olanı olarak kabul edilir, ancak konsantre asitle çalışmanın zorluğu nedeniyle hidroklorik asit yöntemi çok daha az kullanılır.

Lignin çeşitleri

Ligninin ana kaynağı selülozun endüstriyel üretimidir. Bu alandaki farklı işletmeler farklı üretim teknolojilerini kullanabildiğinden, bu şekilde elde edilen lignin farklı nitelik ve bileşime sahiptir.

Alkali veya sülfat üretme sürecinde sülfat lignini elde edilirken asit üretiminde sülfit elde edilir.

Bu türler yalnızca bileşim açısından değil aynı zamanda imha yöntemi açısından da birbirinden farklıdır. Sülfat lignini yakılır ve sülfit lignini özel depolama tesislerinde depolanmak üzere gönderilir.

Hidrolitik lignin hidroliz işletmelerinde üretilir.

Hidrolitik ligninin özellikleri

Bu, yoğunluğu 1,45 g/cm³'e kadar olan toz halindeki bir maddedir. Rengi açık bejden kahverenginin çeşitli tonlarına kadar değişir. Böyle bir maddedeki lignin içeriği %40 ila %80 arasında değişebilir.

Hidrolitik ligninin toksik özellikleri ve yüksek adsorpsiyon kapasitesi vardır, bu da tıpta kullanımının temelini oluşturur.

Kuruduğunda yanıcı hale gelen bir maddenin püskürtülmesi durumunda patlama riski oluşabilir. Kuru lignin yandığında oldukça büyük miktarda ısı açığa çıkarır. Tutuşma sıcaklığı 195 derece olup, 185°C sıcaklıkta yanmaya başlar.

Lignin preparatlarının üretimi

Lignin, çeşitli çalışmalara hazırlık amacıyla ağaçtan izole edilir. Lignin izolasyonunun aşamalarını ele alalım:

• ahşabı öğüterek talaşa ve bazı durumlarda un haline getirmek;
• ekstraktif maddelerden kurtulmak için alkol-toluen karışımı ile muamele;
• ligninin çözünür hale gelmesini önleyen asit katalizörlerinin kullanılması.

Üretim prosesi, bir toz oluşturmak üzere çökeltilen, saflaştırılan ve kurutulan bazı çözünür bileşikler üretir.

Hidrolitik lignin uygulaması

Bu maddenin karmaşık yapısı ve kararsızlığı nedeniyle işlenmesi oldukça zor olmasına rağmen ligninin kullanıldığı çeşitli endüstrileri sıralayabiliriz. Maddenin kullanımı aşağıdaki talimatlara sahiptir:

• yakıt briketlerinin üretimi;
• kazan yakıtı olarak;
• belirli metaller ve silikon için indirgeyici maddelerin üretimi;
• plastik üretiminde dolgu maddesi;
• yakıt gazı üretimi;
• gübre üretimi;
• herbisit üretimi;
• fenol, asetik asit üretimi için hammadde olarak;
• aktif karbon üretimi;
• belediye ve endüstriyel atık suların arıtılmasında sorbent olarak;
• tıbbi ürünlerin üretimi;
• tuğla ve seramik ürünleri üretimi.

Lignin talebinin artmasının nedenleri

Hidrolitik lignin, yakıldığında büyük miktarda enerji üreten mükemmel bir yakıttır. Ayrıca böyle bir enerji kaynağının üretimine yönelik hammaddeler oldukça erişilebilir ve yenilenebilirdir.

Sadece ülkemizde değil, tüm dünyada alternatif enerji kaynaklarının üretilmesi konusu güncelliğini koruyor. Bunun aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli nedenleri vardır:

1. Doğal enerji taşıyıcıları (kömür, petrol ve gaz), üretimleri için çeşitli maliyetli yöntemlerin kullanılmasını gerektirir. Bu onların sürekli büyüyen değerlerini etkilemekten başka bir şey yapamaz.
2. Halihazırda kullanılan enerji kaynakları tükenebilir doğal kaynaklar olduğundan, bunların rezervlerinin de fiilen tükeneceği zamanlar gelecektir.
3. Birçok ülkede alternatif enerji kaynaklarının üretimi devlet tarafından teşvik edilmektedir.

Yakıt olarak lignin

Günümüzde lignin alternatif yakıt olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu nedir ve neye benziyor?

Bu madde, ham maddeye bağlı olarak bileşimi değişen, nem içeriği %70'e kadar olan talaştır. Yapıları çok sayıda küçük gözeneklere sahip olanlara çok benzer. Böyle bir maddenin özellikleri onu briketlemeye ve granülasyona tabi tutmayı mümkün kılar. Böyle bir brikete yüksek basınç uygularsanız viskoz bir plastik kütleye dönüşür.

Bu tür ligninden yapılan granüller yüksek ısı transferine sahiptir ancak fazla duman üretmez. ve peletler yüksek kaliteli bir malzemedir, yakıldığında çok fazla ısı açığa çıkar ve neredeyse hiç kurum yoktur. Buradan ligninin briketlerde yakıt üretimi için mükemmel bir hammadde görevi gördüğü sonucuna varabiliriz.

Ligninin toz halinde kullanımı

Toz halindeki bu madde, asfalt betonu üretiminde katkı maddesi olarak kullanım alanı bulmaktadır. Hidrolitik lignin kullanımı şunları sağlar:

• mukavemeti, su direncini ve çatlamaya karşı direnci arttırmak;
• yol inşaat malzemelerinden tasarruf edin;
• atıkların depolandığı yerlerdeki çevresel durumun önemli ölçüde iyileştirilmesi;
• çöplük olarak kullanılan topraklara doğurganlığın yeniden kazandırılması.

Yol endüstrisinde lignin kullanmak oldukça karlıdır. Özellikleri, yapı malzemesinin kalitesini önemli ölçüde artırabilecek şekildedir. Ayrıca lignin pahalı katkı maddelerinin yerini almayı mümkün kılar.

Lignin türevleri

Bu maddenin türevleri, ahşap işlemede sülfit yöntemi sırasında oluşan lignosülfonatlardır. Lignosülfonatlar yüksek aktiviteye sahiptir ve bu da onların çeşitli endüstrilerde uygulamalarını bulmalarını sağlar:

• petrol endüstrisi (özellikleri düzenler;
• dökümhane (karışımlarda bağlayıcı malzeme görevi görür);
• beton üretimi;
• inşaat sektörü (yol emülsiyonlarında emülgatör olarak);
• vanilin üretimi için hammaddeler;
• tarım (erozyonu önlemek için toprağın işlenmesi).

Sülfat lignini yüksek yoğunluğa ve kimyasal dirence sahiptir. Kuruduğunda amonyak, alkaliler, etilen glikol ve dioksin içinde çözünen kahverengi bir tozdur.

Sülfat lignini toksik değildir, püskürtmez ve yanıcı değildir. Şunlar kullanılır:

• seramik ürünler ve beton üretiminde plastikleştirici olarak;
• plastik ve fenol-formaldehit reçinelerinin üretimi için hammadde olarak;
• karton, ahşap ve kağıt levha üretiminde bağlantı halkası olarak;
• kauçuk ve lateks üretiminde katkı maddesi olarak.

Artık ligninin ne kadar yaygın kullanıldığı ortaya çıkıyor. Artık kimse ne olduğunu sorgulamıyor, çünkü nitelikleri nedeniyle bu madde modern dünyada büyük talep görüyor.

Lignin bazlı ilaçlar

Daha önce de belirttiğimiz gibi hidrolitik ligninin tıp alanında da kullanımı mümkündür. Buna göre aşağıdaki ilaçlar listelenebilir:

• Gastrointestinal hastalıklar ve gıda zehirlenmesi için "Lignosorb" reçete edilir;
• "Polifan" aynı kullanım önerilerine sahiptir;
• "Polyphepan" ishal ve disbiyozdan kurtulmayı sağlar;
• "Filtrum-STI";
• "Entegnin."

"Polyphepan" uygulaması

Bu ilacın bir diğer adı da hidrolitik lignindir. Granüller, süspansiyonlar, tozlar ve tabletler şeklinde üretilir. İlaç bitki kökenlidir, lignin bazlıdır. Kullanım talimatları, böyle bir ilacın, mikroorganizmaların yanı sıra atık ürünlerini de iyi bağlayabildiğini belirtmektedir.

Ek olarak, ilacın etkisi altında çeşitli doğadaki toksik maddeler nötralize edilir: ağır metaller, radyoaktif izotoplar, amonyak. Hidrolitik lignin vücudu detoksifiye eder ve ayrıca antioksidan ve hipolipidemik etkiye sahiptir.

İşte ligninin sahip olduğu özelliklerin kapsamlı listesi! Talimatlar ayrıca bu ilacı alarak sindirim sürecinde aktif rol alan bağırsaklardaki eksikliği telafi edebileceğinizi, mikroflorayı normalleştirebileceğinizi ve bağışıklığı artırabileceğinizi söylüyor.

"Polyphepan" alma endikasyonları şunlardır:

Lignin gibi bir ilacın oldukça kapsamlı bir endikasyon listesi vardır. Talimatlar ayrıca bazı kontrendikasyonlara da dikkat çekiyor:

• ilaca aşırı duyarlılık;
• kronik kabızlık;
• gastrit;
• diyabet.

Lignin alma sürecinde yan etkiler ortaya çıkabilir: alerjik reaksiyon veya kabızlık.

İlacın kullanım yöntemleri ve dozajı, durumun tanısına ve karmaşıklığına bağlı olarak doktor tarafından belirlenir. Lignin genellikle bir hafta süreyle reçete edilir, ancak bazı problemlerde tedavi süresi bir aya kadar çıkarılabilir.

Ekoloji ve lignin

Bu madde selülozun işlenmesi sırasında büyük miktarlarda oluşur. Çevre kirliliğine katkıda bulunan büyük çöplüklere atılıyor. Ayrıca ligninin kendiliğinden yanması da nadir değildir.

Günümüzde, maddenin yakıt olarak kullanılması konusu ciddi bir sorundur, çünkü yanmasından sonra çevreye zarar veren büyük miktarda atık ortaya çıkmaktadır. Lignin birçok endüstride uygulama alanı bulmaktadır, bu nedenle her şeyden önce çevrenin çevre güvenliği sorununu çözmek önemlidir.