Одержання енергії з твердої біомаси

Основними класичними технологіями термічної переробки деревини та біомаси є:

§ пряме спалювання (найбільше вивчено і комерційно розвинене),

§ газифікація (знаходиться на демонстраційному рівні розвитку)

§ піроліз (знаходиться на дослідному рівні розвитку).

3.3.1.Пряме спалювання На сьогодняшній день Україна споживає біомасу переважно у вигляді деревинного палива – приблизно 1 млн. т. у. п. на рік при традиційному спалюванні для опалення приватних будинків, та використовує більше 1000 твердопаливних котлів у деревопереробнй та лісовій промисловості. Все більш поширеним стає пелетування дерев’яних відходів, тирси, лузги, соломи та ін., які пресують біомасу у формі гранул або пелет (рис. 3.4, 3.5)

3.3.2. Газифікація біомаси.Технологія газифікації полягає у частковому окисненні біомаси з метою отримання піролізного деревного і вугільного газу. Надалі газифікована речовина може використовуватися як енергоносій для двигунів внутрішнього згоряння, які обертають генератори електричного струму.

Рис. 3.4. Пелети з різних видів твердої біомаси

Рис. 3.5. Принципова схема одержання пелет з біомаси:

1 – газовий пальник; 2 – змішувач; 3 – склад сировини; 4 – транспортер; 5 – барабанна сушарка; 6 – великий циклон; 7 – шлюзовий затвор; 8 – дільник; 9 – Молоткова дробарка; – пиловловлювач; 11 – труба пиловловлювача; 12 – відбірник; 13 – вентилятор; 14 – циклони; 15 – дозатори (шлюзові затвори); 16 – шнек.

Процес піролізу біомаси розпочинається при температурі від 200°С до 900°С. Продуктами цього хімічного процесу є деревне вугілля, піролізний газ теплотвірною здатністю близько 15,5 МДж/кг. Вироблений газ використовується в когенераційних установках для виробництва теплової та електричної енергії. Для приблизних розрахунків можна прийняти, що з однієї тонни деревини у процесі піролізу можна отримати близько 1,5 МВт×год електроенергії і 2 МВт×год теплової енергії [15]. У процесі піролізу отримують також такий цінний продукт як деревне вугілля.

Процес газифікації може проходити в звичайних камерах без доступу кисню або в камерах псевдозрідженого шару та псевдозрідженого циркулюючою шару.

Для газифікації використовується також дерев'яна тирса, тріски, гранульована солома, лузга або гранульовані органічні відходи. Існуючі технології вимагають застосування біомаси з невеликим вмістом зольних залишків. Продуктом процесу газифікації деревини є суміш горючих газів, що містить оксид вуглецю (CO), водень (Н₂) та метан (СН₄).

Рідке біопаливо

Постійне зростання цін на традиційні викопні паливні ресурси потребує пошуку альтернативних джерел енергії для транспортних засобів. Одним із таких джерел є рідкі біопалива.

Органічні сполуки кисню – спирти та ефіри, одержані з біомаси, широко застосовуються у чистому вигляді або як компоненти сумішей з традиційним паливом для спалювання у двигунах внутрішнього згоряння та рідкопаливних котлах. Перед країнами Європейського співтовариства поставлено за мету збільшення використання біопалив, а до 2020 року передбачено заміну 10% дизельного і бензинового палива на біопалива. Тому галузь виробництва рідких біологічних палив дуже перспективна, адже її продукція користується значним попитом. Це зумовлено збільшенням споживання енергоресурсів і зростанням цін на викопні палива.

Нині у світі реалізовано у промислових масштабах виробництво двох видів рідкого біопалива: дизельного, з теплотворною здатністю 37,5 МДж/кг та біоетанолу – 26,9-27,2 МДж/кг.

Ресурсна база України при розумному підході без проблем дозволяє виробляти два основні види екологічно чистого палива: біодизель та «Біо-100». «Біо-100» - замінник бензинів марки А-95 та А-98 (табл. 3.1) [15].