біопаливо
котли, печі
база компаній
замовити
як зробити?
статті
відео
картиУ Технічному університеті м. Гамбурга (ФРН) вчені вирішили питання скорочення викидів в атмосферу шляхом додавання невеликої кількості каолініту (Al4 [Si4O10] (OH) 8 містить 39,5% Al2O3, 46,5% SiO2 і 14% H2O) в суху деревну біомасу, яка використовується для виробництва деревних паливних гранул.
Близько 50% видобутого каолініта використовується при виробництві паперу для крейдування і в якості наповнювача. Каолініт також застосовується в керамічній промисловості для створення блакиті, в фармацевтиці - харчова добавка в зубні пасти (як легкий абразивний матеріал), в косметиці (під назвою «біла глина») і в багатьох інших областях.
Каолініт
Мілкодисперсний пил, який утворюється при спалюванні деревини, складається в основному з хімічних сполук калію, таких як сульфат калію (K2SO4), гідроксид калію (KOH) і хлорид калію (KCl). У цих з'єднань низька температура плавлення і газоутворення (600-800 ° С), через що газоподібні частки калію конденсуються у вигляді пилу - дрібнодисперсних частинок, розмір яких вимірюється мікронами. А додавання всього 1-5% каолініту в деревну масу для виробництва пелет дозволяє скоротити такі викиди приблизно на 48% в порівнянні з викидами при нинішніх технологіях.
Це високий показник, особливо на тлі того, що в Німеччині вступила в силу 2-я частина федерального закону про захист навколишнього середовища від впливу екологічно шкідливих викидів BImSchV, прийняті посилені вимоги до обмеження викидів СО і дрібних зважених твердих частинок. Зокрема, в тексті цього закону від 2010 року для пелетних котлів було встановлено гранично допустима норма подібних частинок 0,10 г / м3, а в тексті закону, прийнятого в 2015 році, - вже 0,06 г / м3. *
В результаті хімічної реакції каолініта з розташованими в складі деревної маси пелет алюмінієм і кремнієм при спалюванні гранул утворюються силікати калію і алюмінію (такі як лейцит або кальціліт), температура плавлення яких близько 1500 ° С. Тому при температурі спалювання від 1000 ° С силікати калію і алюміній не сплавляються, за рахунок чого і забезпечується скорочення викидів пилу при спалюванні пелет.
Науковий співробітник Гамбурзького технічного університету пані Хюльсман зазначила також, що додавання каолініта в деревну масу для виготовлення пелет не дає помітного зниження викидів монооксиду вуглецю в атмосферу. Подібні дослідження проводилися також у спеціалізованому Центрі поновлюваних джерел сировини в м. Штраубінг, крім того, на підставі досліджень, проведених в Німецькому центрі дослідження біомаси, було встановлено, що існує пряма залежність складу викидів пилу при спалюванні пелет від вмісту калію в деревної маси.
Пелети з добавками каолініту спалювалися в пелетному котлі і пелетному каміні, з тим щоб встановити, в яких установках досягається найкращий результат по скороченню викидів. Виявилося, що тип використовуваного обладнання абсолютно не впливає на обсяг скорочення викидів.
Чи існує залежність обсягу викидів від сорту деревини, ще належить визначити, а поки встановлено, що чим більше в деревині міститься калію, тим більше каолініта доводиться додавати в масу. З іншого боку, виникає проблема: якщо в масу додавати більше каолініта, то збільшується вміст золи в пелетах. Тому потрібно знайти якийсь компроміс, щоб вміст золи не перевищувало вказаного в регламенті за якістю пелет.
З алюмінієм простіше: він вступає в реакцію з калієм, в результаті чого в золі утворюється калієво-алюмінієвий силікат - польовий шпат, який застосовується в скляній та керамічній промисловості.
Чи змінюється технологічний процес пелетування при внесенні в деревну масу добавок каолініта? При порівнянні виробництв пелет з добавками і без них ніяких змін в технології не встановлено. Споживачі часто задають питання: «Чи відповідають пелети з добавками каолініту вимогам до пелетам згідно з нормативами ENplus?».
Результати серії проведених випробувань показали, що пелети з добавками повністю відповідають вимогам ENplus - A1, за винятком одного. Як згадано вище, в пробах пелет з більшою добавкою каолініта відзначається трохи більший вміст золи, ніж в пелетах, для виробництва яких використовувалася деревна маса з вмістом 1-5% каолініту.
Міцність пелет на стираність перевірялася як в складському приміщенні, так і при транспортуванні автомобілем - ніяких відхилень від вимог ENplus не виявлено. Також слід зазначити, що при використанні добавки каолініта вартість 1 т пелет на 1-2 євро більше вартості пелет без неї.
У числі інших добавок, що полегшують пресування, крохмаль і борошно. У біомасі для виготовлення пелет допускається 2% цих компонентів, але в основному виробники додають менше. Відомий випадок, коли хтось із виробників пелет для забезпечення їх зовнішньої білизни додавав крохмаль і, схоже, перестарався. І деякі споживачі відмовилися від використання цих пелет в зв'язку з неприємним запахом при їх спалюванні в пелетних камінах.
На закінчення трохи про екологію. Найпоширенішими речовинами, що забруднюють атмосферу, є: оксид вуглецю CO, двоокис вуглецю СО2 (пелети і інше деревне біопаливо визнано СО2-нейтральним, тобто при його спалюванні обсяг виділяється в атмосферу вуглекислого газу не перевищує обсягу викидів, який би утворився при природному розкладанні деревини ) і сірки SO2, оксиди азоту NОх, летючі вуглеводні, пил.
Викиди енергетичних установок ТЕЦ і котелень визначаються виходячи з виду використовуваного палива і режимів роботи агрегатів. При спалюванні органічного палива утворюється СO, CO2 і водяна пара. Але в атмосферу з ними надходять і домішки палива, і продукти неповного згоряння палива: оксид вуглецю, сажа, вуглеводні, бензапірен С2ОН12, зола, оксиди сірки, азоту, свинцю і ін. Наприклад, ТЕЦ потужністю 2,5 млн кВт за добу витрачає близько 20 тис. т. вугілля і викидає в атмосферу, крім 700 т. оксиду і діоксиду вуглецю, оксидів азоту, близько 200 т. твердих частинок (золи, сажі, пилу).
Проблема захисту навколишнього середовища є однією з найважливіших завдань людства. Для її вирішення і проводиться комплекс заходів, мета яких - вдосконалення технологічних процесів і розробка нового обладнання, що забезпечують мінімальний рівень викидів і скидів шкідливих речовин і відходів в навколишнє середовище. Один із перспективних рішень описано в цій статті.
Сергій ПЕРЕДЕРІЙ
s.perederi@eko-pellethandel.de
