Сжигание опилок

К опилкам народ присматривается уже давно. Вроде бы то же дерево, а горит как-то не очень. Скорее тлеет и дымит, что больше подходит для копчения продуктов.

По оценкам специалистов, в отходы деревообработки уходит до 70% добываемой древесины. Сюда кроме опилок следует отнести еще и щепу, кору, спилы и пр. Учитывая огромные запасы древесины в России, составляющие четверть мировых, можно закладывать возведение отечественного Эвереста из одних опилок. А пока они гниют в бесчисленных отвалах по всей стране, выделяя злополучный углекислый газ и загрязняя почву.

Расчеты показывают, что всю электроэнергию, вырабатываемую ТЭЦ России на традиционном топливе, можно получать, используя лишь 2,4% ежегодно возобновляемого ресурса биомассы. Древесина при сгорании дает менее 1% зольности, не содержащей к тому же, в отличие от угля и нефтепродуктов, ядовитой серы и окиси кремния, вызывающей силикоз. Опилки чище даже природного газа, обязательно обрабатывают в целях безопасности этилмеркантаном, содержащим серу.

По стоимости (даже с учетом возможно необходимого доизмельчения крупных обрезков) древесные отходы в 100 раз дешевле дизельного топлива, в 65 — природного газа, и в 30 — каменного угля.

Всем хороши опилки, вот только, как уже сетовали, горят неохотно. Но это если кочегарить по-старому: лопатой, внасыпку. Теперь так не топят.

В 2006 г. в Омской области разработали амбициозную программу “Альтернативное топливо”. Речь идет о создании мощностей по производству древесных гранул (пеллеты) и брикетов из отходов. Омичи резонно рассудили, что в их лесном краю есть смысл постепенно переводить энергетику с привозных ископаемых углеводородов (уголь, нефть, газ) на биотопливо.

Конечно, древесные гранулы горят гораздо лучше, удобнее в транспортировке и хранении. Оборудование для их производства уже предлагают самые разные зарубежные фирмы. Однако стоимость такого топлива не выглядит привлекательной. Нужно высушить, измельчить и спрессовать или спечь в гранулы исходное сырье. Это совсем другие затраты.

Николай Леонидович Егин предлагает простую и эффективную технологию сжигания опилок. Чем больше развита активная поверхность топлива, рассуждает изобретатель, тем более пылко и жарко оно горит. К примеру, если вату пропитать кислородом, она не просто сгорит, она взорвется, чем и пользуются иной раз для подрыва горных пород в шурфах. А чем опилки хуже ваты? Та же целлюлоза, с поверхностью (если их распушить) не намного меньшей, чем у ваты. Подпитка кислородом тоже не проблема: пригодился разработанный Егиным электролизер БЭЛ-5, успешно внедренный на транспорте (ИР, 3, 08).

Посмотрим на схему энергетической установки (см. рис.), работающей на опилках. Компрессор 1 подает атмосферный воздух в импульсном режиме в эжектор 2. В него же поступают порции опилок 5 из дозатора 4. Происходит дробление и распыление даже плотно слежавшихся опилок в топливное облако. Насыщенное кислородом через эжектор 7 от электролизера 6, оно подается в импульсную горелку 9. Сюда же через эжектор 8 поступает еще и водород из того же электролизера.

Гремучий коктейль нагревает поверхность котла 10, в который через экономайзер 11, установленный на выходе котла, подается вода. Эта вода рекуперирует тепло отходящих газов, что позволяет довести количество утилизируемого тепла до 90%.

В рабочей части котла образуется пар с параметрами, необходимыми для работы турбины или поршневого двигателя большой или средней мощности. Горячая вода после конденсации идет на обогрев и водоснабжение.

Электролизер, необходимый для запуска процесса, в дальнейшем может быть отключен, однако с ним гарантировано ровное и стабильное горение. Надежное и долговечное устройство величиной с автомобильный аккумулятор  питается от сети 220 В через выпрямитель тока мощностью не более 10 кВт, поэтому пригоден как для мощных стационарных ТЭЦ, так и для мобильных энергоустановок контейнерного типа мощностью 1—5 мВт.

Смеситель для приготовления топливного облака может быть упрощен до обычного беличьего колеса и 2-лопастной турбины.

Высокая влажность опилок для новой технологии не помеха, а скорее даже выгодна, поскольку горение проходит при высокой температуре, достаточной для пиролиза излишней влаги. Образующиеся при этом кислород и водород еще более активизируют процесс.
Замеры в отработанных газах показывают полное отсутствие окислов серы и азота, угарного газа и пр. Каталитические добавки молекулярного кислорода и водорода вместе с импульсным режимом горения смеси обеспечивают практически полное сгорание топлива и высокую теплоотдачу на поверхности нагрева котла.

Новая энергетическая установка не содержит ни дефицитных, ни дорогих компонентов. Она несоизмеримо дешевле оборудования для гранулирования, брикетирования, прессования или спекания опилок в пеллеты. Технология пригодна для предприятий любого масштаба.