Et biobrændstof til automatiseret varmeproduktion

Pyrolyse, en proces med nedbrydning af biomasse, kan organiseres automatisk. Specifikt, det er tilstrækkeligt at opvarme biomasse til en bestemt temperatur, indtil processen fortsætter i autotermisk tilstand på grund af dens egen varmeafgivelse. Denne teknologi er blevet rapporteret af forskere fra Tomsk Polytechnic University i en artikel offentliggjort i Journal of Thermal Analysis and Calorimetry . Udviklingen af ​​denne teknologi vil gøre produktion af biobrændstofenergi mere ressourceeffektiv og gennemførlig.

Forskerne rapporterer resultater for sådanne typer biomasse som fyrresavsmuld, træflis, strå, og to typer tørv fra Arkadievsky- og Sukhovskoe-aflejringerne i Tomsk Oblast. De er de mest almindelige typer biomasse i regionen og typiske for Rusland som helhed. For at producere varme og energi, TPU-forskere udsatte inputs for pyrolyse, processen med termisk nedbrydning af organisk stof i et iltfrit miljø.

I hele verden, der er en enorm mængde organisk stof, der kan bruges som biobrændstof. Sådant brændstof er meget mere miljøvenligt end traditionelle brændstoffer. Imidlertid, medforfatter Roman Tabakaev, en forsker ved Butakov Research Center, siger, "For at erstatte eller bare konkurrere med fossile organiske råvarer, brændstofproduktion ud af biomasse burde blive mere gennemførlig."

En af måderne at producere varme fra biomasse er pyrolytisk behandling. Pyrolyse er grundlaget for mange moderne teknologier. På trods af at pyrolyse har været kendt i lang tid, forskere er ikke enige om, hvorvidt teknologien er energieffektiv; nogle mener, at det er en urentabel og ødsel teknologi, da det kræver energi at nedbryde organisk stof. Undersøgelsen udført af TPU-forskerne viser, at varmeafgivelsen fra pyrolyse kan bruges til at vedligeholde selve processen.

I autotermiske processer, reaktionstemperaturen opretholdes ved sin egen termiske frigivelse. Det reducerer praktisk talt omkostningerne ved processen, øge effektiviteten af ​​behandlingen. Et autotermisk regime er en proces, hvor størrelsen af ​​den termiske effekt overstiger de termiske omkostninger. Det er, ved nedbrydning af biomasse, Der skal frigives mere varme end det, der kræves for at opvarme det. For at identificere værdierne af disse indikatorer - varmeeffekten og varmeomkostningerne - for specifikke biomassetyper, forfatterne udførte termogravimetriske (TGA) og differentielle termiske analyser, og også eksperimentelt behandlet biomasseprøverne.

"De opnåede eksperimentelle og analytiske data indikerer, at under pyrolysen af ​​halm, chips, savsmuld og tørv fra Sukhovskoy-depotet, mængden af ​​frigivet varme er mere end den kræves til opvarmning. I tilfælde af tørv fra Arkadievsky-depotet, den termiske effekt var mindre end omkostningerne til opvarmning, «siger Roman Tabakaev.

Denne effekt for halm og træ er forbundet med processerne med nedbrydning af cellulose, lignin, og hemicellulose under pyrolyse. Disse processer genererer yderligere varme. I tilfældet med Sukhovskoy-tørv, denne effekt skyldes nedbrydning af cellulose, humus- og fulvinsyrer. Dermed, forskellen mellem modtaget og brugt varme for tørrede halmprøver var +654,5 kilojoule pr. kilogram (kJ/kg), for chips - +282,0 kJ / kg, til savsmuld - +303,6 kJ / kg, for Sukhovskoy tørv - +275,3 kJ / kg.

"I artiklen, beregningerne viser muligheden for at organisere en sådan autoterm pyrolyse. Disse data bekræftes af resultaterne af nylige fysiske eksperimenter med halm, som viste, at når halmens temperatur når 365°C, det fortsætter med at stige uden ekstra opvarmning, uafhængigt, til 430° C. Vores nuværende opgave er fysisk at udføre pyrolyse i et autotermisk regime med kontinuerlig tilførsel af råmaterialer til reaktoren, som vi nu laver en eksperimentel installation til, «siger videnskabsmanden.