В Германии разработана новая технология обработки сырой щепы для гранул

Промышленные объекты, как правило, расположены далеко от обширных лесных районов, что существенно ограничивает возможности использования биотоплива. Обычно отходы лесного хозяйства и низкосортная древесина измельчаются в щепу – важное сырье для деревообрабатывающей промышленности, топливо для ТЭЦ и отопительных систем. Однако высокое содержание влаги в свежей щепе затрудняет ее транспортировку и хранение, вследствие большого веса и подверженности процессам разложения.

Исследователи из Института межфазной инженерии и биотехнологии им. Фраунгофера (Fraunhofer IGB), объединившись с европейскими партнерами в рамках финансируемого ЕС проекта SteamBio, разработали собственную технологию обработки сырой щепы, которая может значительно сократить транспортные расходы. Еще одним бонусом инновации является получение ценного сырья для химической промышленности. Данный метод уже используется на экспериментальном объекте в Испании.

Превращение в порошок

«Вместо того, чтобы перевозить биомассу в виде щепы, – объясняет Зигфрид Эгнер, руководитель отдела Fraunhofer IGB и координатор проекта SteamBio, – мы торрефицируем ее, то есть подвергаем паровой обработке без доступа кислорода. Биомасса состоит из трех основных компонентов: целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы – последнюю и удаляет данный процесс. Это значительно снижает вес материала, повышает его удельную теплотворную способность и позволяет легко измельчать материал в высокореактивный порошок».

Торрефицированная биомасса обладает водоотталкивающими свойствами и имеет улучшенные показатели сгорания, поскольку состоит исключительно из водорода и углерода. Ее можно транспортировать в открытых контейнерах, так как капли дождя скатываются с поверхности материала, не проникая внутрь. Более того, биомасса после торрефакции значительно легче необработанного материала, что существенно снижает транспортные расходы.

Из полученного порошка можно изготавливать гранулы и брикеты или же смешивать его с угольной пылью и подавать в топливную систему электростанций. Более того, им можно полностью заменить уголь.

Особенности метода

«Торрефакция сама по себе не является новой технологией», – поясняет Бруно Шерер, инженер-проектировщик Fraunhofer IGB. – Мы используем метод паровой сушки, который был разработана в IGB и адаптирован для температур в диапазоне от 200 до 250 градусов Цельсия. Другими словами, мы работаем с перегретым паром».

Особенность методики заключается в том, что содержащиеся в биомассе влага и парообразные продукты торрефакции систематически удерживаются в специальной камере и сами по себе становятся технологической средой. Высокие температуры высушивают биомассу и приводят к тому, что органические соединения с низкой температурой кипения становятся летучими.

Пока целлюлоза и лигнин остаются в твердом состоянии, летучие вещества переходят в газообразную фазу. Исследователи используют специальные конденсаторы, чтобы улавливать их и выборочно охлаждать, восстанавливая в виде жидкостей.

Дополнительная польза

Прикладную ценность представляют также и летучие вещества, образующиеся в процессе торрефакции – из них можно получать химикаты, служащие сырьем для широкого диапазона промышленных продуктов. По словам специалистов, во многих случаях такие материалы приносят столько прибыли, что покрывают все затраты на процесс торрефакции.

Экспериментальный объект был построен и эксплуатируется в партнерском проекте Heckmann Metall – und Maschinenbau GmbH. С января 2018 года новая технология используется и в Испании, где биомассой служат сосна, дуб, бук, а также обрезки виноградной лозы и отходы производства оливкового масла.

Марко Баянов, по материалам Compelo Energy