Хидролизиран лигнин - одлично калорично гориво и лесно достапна обновлива суровина за производство на горивни пелети и брикети.
Во моментов, релевантноста на прашањето за производство на алтернативни извори на енергија постојано се зголемува. Постојат голем број на причини за ова.
1. Традиционалните енергетски ресурси - гас, јаглен, нафта - секоја година стануваат сè потешко да се извлечат, а тоа доведува до постојано зголемување на нивната цена. Како што е познато, прашањето за цената на увезениот гас е од особена важност за Украина.
2. Резервите на традиционалните енергетски ресурси брзо се трошат, што го прави производството на алтернативни енергетски ресурси многу ветувачка деловна област.
3. Производството на алтернативни извори на енергија е стимулирано од владите на сите развиени земји, вклучително и Украина.
Лигнин Складиштето за лигнин е во пламен
Лигнински пелети Pini&Key лигнински брикети
Новиот закон За промовирање на производството и употребата на биолошки горива „Претпријатијата што произведуваат биогорива, вклучително и горивните пелети и брикети, се ослободени од оданочување на добивката до јануари 2020 година. Исто така, постојат голем број економски, еколошки и социјални предуслови кои придонесуваат за проширување на пазарот на биогорива воопшто, а пелети и брикети за гориво во особено Но, многу бизнисмени кои ги насочија своите напори и капитал во овој перспективен сегмент од економијата, наидоа на неочекувани проблеми.
Главната конкуренција во оваа индустрија не лежи во продажбата- нема никакви проблеми и, во основа, сите производи се испорачуваат за извоз во земјите од Европската унија - и во областа на обезбедување суровини. Факт е дека многу претпријатија кои имаат инсталирано опрема за брикетирање или гранулација на биомаса во моментов не работат со полн капацитет и честопати се целосно неактивен поради недостаток на суровини. Ова првенствено се должи на сезонската достапност на одредени видови суровини (лушпи од сончоглед, слама, отпад од житни култури, отпад од преработка на пченка, други видови земјоделски суровини), неправилен избор на локација за инсталација на опремата (на пример, растојание од потенцијални извори на суровини), високи логистички трошоци за испорака на суровини, кои, по правило, имаат многу мала маса (на пример, масата на лушпите од сончоглед е 100 kg/m3).
Во таква ситуација, лигнинот е добра алтернатива за земјоделскиот отпад како суровина, бидејќи неговите резерви се достапни во доволно големи количини, без оглед на преработувачката сезона, лигнинот добро се посветува на гранулација и брикетирање поради неговите одлични сврзувачки својства и има прилично голема маса тежина (до 700 кг/м3), што го прави профитабилен да се транспортира на значителни растојанија дури и не во зрнеста форма, има добра калориска вредност споредлива со јагленот, со многу помала содржина на пепел и цената на суровината, лигнинот, е релативно ниска. Поради посебните својства на лигнинот, во технологијата на неговата подготовка за понатамошна употреба, посебно значење се придава на прашањето за сушење на лигнинот.
Ако земете го предвид лигнинот од физичко-хемиска гледна точка,тогаш во својата оригинална форма оваа супстанца е сложена маса слична на пилевина, чија содржина на влага достигнува до седумдесет проценти. Всушност, лигнинот е уникатен комплекс на супстанции што се состои од полисахариди, посебна група на супстанции кои припаѓаат на таканаречениот лигнохумски комплекс, моносахариди, разни минерални и органски киселини со различни заситувања, како и одреден дел од пепел. Хидролизираниот лигнин е маса слична на пилевина со содржина на влага од приближно 55-70%. Во однос на неговиот состав, тој е комплекс од супстанции, кој вклучува лигнин на самата растителна клетка, дел од полисахаридите, група супстанции од лигнохумниот комплекс, минерални и органски киселини кои не се измиени по хидролиза на моносахаридот, пепел и други супстанции. Содржината на самиот лигнин во лигнинот се движи од 40-88%, полисахаридите од 13 до 45%, смолести материи и лигнохумски комплексни супстанции од 5 до 19%, а елементите на пепел од 0,5 до 10%. Пепелта од хидролизниот лигнин е главно алувијална. Хидролитичкиот лигнин се карактеризира со голем волумен на порите кој се приближува до порозноста на јагленот, висока реактивност во споредба со традиционалните редуцирачки агенси за јаглерод и двојно поголема содржина на јаглерод во споредба со дрвото, достигнувајќи 30%, односно речиси половина од јаглеродот на јагленот.
Хидролитичкиот лигнин се одликува со неговата способност да се трансформира во вископластична состојба кога се применува притисок од околу 100 MPa. Оваа околност предодреди една од ветувачките насоки за користење на хидролитски лигнин во форма на брикетиран материјал. Утврдено е дека лигнобрикетите се висококалорично гориво за домаќинство со малку чад, висококвалитетно редуцирачко средство во црната и обоената металургија, што ги заменува коксот, полукоксот и јагленот, а може да се користат и за производство на јаглен како што се јаглен и јаглеродни сорбенти. Истражувањето и експерименталната работа на голем број организации го покажаа тоа o брикетиран хидролитички лигнинможе да биде вредна суровина за металуршката, енергетската и хемиската индустрија на националната економија на земјата, како и висококвалитетно општинско гориво.
Може да се препорачаат за имплементација технолошкиот развој што овозможува да се добијат следните брикетирани лигно производи:
- лигнобрикети за замена на традиционалните редуцирачки агенси за јаглерод металургија и паушално полнење во производството на кристален силициум и феролегури;
- лигнобрикети за гориво со малку чад;
- брикетиран јаглен од лигнин наместо дрво во хемиската индустрија;
- јаглеродни сорбенти од лигнобрикети за прочистување на индустриски отпадни води и сорпција на тешки и благородни метали;
- енергетски брикети од мешавина со скрининг на јаглен.
Брикетите за гориво со лигнин се висококвалитетно гориво со калориска вредност до 5500 kcal/kg и мала содржина на пепел. Кога се согоруваат, брикетите од лигнин горат со безбоен пламен без да испуштаат зачаден чад. Густината на лигнинот е 1,25 - 1,4 g/cm3. Индексот на рефракција е 1,6.
Хидролизираниот лигнин има калориска вредност, која за апсолутно сув лигнин е 5500-6500 kcal/kg за производ со 18-25% содржина на влага, 4400-4800 kcal/kg за лигнин со 65% содржина на влага, 1500-1650 kcal/kg за лигнин со содржина на влага од повеќе од 65%. Според неговите физичко-хемиски карактеристики, лигнинот е трифазен полидисперзен систем со големини на честички кои се движат од неколку милиметри до микрони или помалку. Студиите на лигнините добиени кај различни растенија покажаа дека нивниот состав во просек се карактеризира со следнава содржина на фракции: со големина поголема од 250 микрони - 54-80%, со големина помала од 250 микрони - 17-46%, и со големина помала од 1 микрон - 0,2- 4,3%. Во структурата, честичката на хидролитски лигнин не е густо тело, туку е развиен систем на микро- и макропори, големината на нејзината внатрешна површина се определува со влажност (за влажен лигнин е 760-790 m2/g; сув лигнин само 6 m2/g).
Како што покажаа долгогодишното истражување и индустриското тестирање спроведено од голем број истражувачки, образовни и индустриски претпријатија, од хидролитички лигнин може да се добијат вредни видови индустриски производи. За енергетскиот сектор, брикетираното комунално гориво и горивото за огниште може да се произведува од оригиналниот хидролизиран лигнин, а брикетираното енергетско гориво може да се произведува од мешавина на лигнин со скрининг за збогатување јаглен.
Процесот на согорување на лигнин во технолошките печки без директен пренос на топлина има значителни разлики во споредба со печките на парните котли. Тие немаат површина за прием на зрак, и затоа, за да се избегне згурање на пепел, потребно е внимателно да се пресметаат аеродинамичките режими на процесот. Температурата на јадрото на пламенот, поради недостаток на директен пренос на топлина, се покажува како повисока и е концентрирана во помал волумен отколку во печките на парните котли. За согорување на лигнин, најпрепорачливо е да се користи запалена печка на системот Шершнев, која обезбедува доволно висока ефикасност за горива со висок степен на дисперзија.
Лигнинот може ефикасно да се користи како гориво за согорување во генератор на топлина на комплекс за сушење за сушење пилевина или друга биомаса во линии за производство на гранули за гориво, пелети и горивни брикети. Внимателно подготвеното прашкасто гориво е блиску до течното гориво во однос на стапката на согорување и комплетноста на согорувањето. Целосното согорување во факел е обезбедено со помал сооднос на вишокот воздух и, следствено, со повисока температура. При спроведување на процесот на согорување со мал вишок на воздух, се обезбедуваат експлозивни работни услови за комплексот за сушење, што позитивно го разликува сушењето со директна употреба на димни гасови од методот на сушење со загреан воздух.
Така, лигнинот е одлично, висококалорично гориво и лесно достапна обновлива суровина за производство на горивни пелети и брикети.
Примена на лигнин во прав.
Лигнинот во прав е погоден како активен додаток во патниот асфалтен бетон, како и за додавање мазут кога се користи во енергетиката и металургијата. Хидролизираниот лигнин, кој се користи како минерален прав, овозможува:
1.
Да се зголеми квалитетот на асфалт бетонот (јачина - за 25%, водоотпорност - за 12%, отпорност на пукнатини (кршливост) - од -14°C до -25°C) преку дополнителна модификација на нафтениот битумен.
2.
Заштедете материјали за изградба на патишта: а) нафтен битумен за 15-20%; б) варов минерален прав 100%.
3.
Значително подобрување на еколошката состојба во просторот за складирање отпад.
4.
Вратете ги плодните земјишта кои моментално се окупирани од депонии.
Така, студиите спроведени за употребата на технолошки хидролитички лигнин (THL) во производството на асфалтен бетон покажуваат дека постојат можности за значително проширување на суровинската база на материјали за изградба на современи патишта (републички, регионални и урбани), додека истовремено подобрување на квалитетот на нивното обложување со модифицирање на нафтениот битумен со хидролитски лигнин и целосна замена на скапите минерални прашоци.
Во 2017 година, компанијата Bionet ја направи првата индустриска пратка на серија пелети за гориво од хидролитски лигнин во Европа. Според генералниот директор на компанијата, Вјачеслав Пишни, Бионет е единствениот производител на пелети базирани на лигнин во светот, а неговиот сопственик Газпромбанк има намера да реплицира слично производство.
– Како дојде до идејата за создавање на компанијата Бионет?
– Идејата за користење на хидролизиран лигнин како гориво се појави уште во советско време во постоечка постројка за хидролиза.
Во тоа време ова претпријатие создаваше големо количество отпад од производството на етил алкохол, кој мораше да се складира или преработи. По спроведувањето на серија лабораториски студии и анализи, работниците во фабриката за хидролиза дојдоа до заклучок дека овој отпад може да се користи како гориво во нивната сопствена котлара. Експериментите беа постојано придружени со неуспеси кои не дозволуваа развој на технолошки решенија. Наскоро постројката за хидролиза престана да постои. Но, депонијата на лигнин не исчезна, а тимот на Бионет, преземајќи ја идејата, почна да развива технолошки решенија.
Компанијата е основана во 2009 година, а од самиот почеток е создадена за производство на биогорива. Единствен акционер на компанијата е АД Газпромбанк. Инвестициите во овој проект изнесуваат околу 30 милиони евра. Периодот на враќање е 6-8 години. Денес произведуваме уникатни производи под брендот Black pellets Bionet. Ние сме единствениот светски производител на пелети со хидролитички лигнин гориво. Во моментов компанијата има една фабрика. Но, колку што знам, плановите на акционерот, врз основа на позитивниот исход на пилотот на Bionet, се да се разгледа прашањето за реплицирање на такви претпријатија.
– Какви задачи ви поставија вашите акционери за 2017 година?
– Достигнете ги дизајнерските нивоа на моќ. Минатата година завршивме пуштање во употреба и произведовме повеќе од 20 илјади тони пелети. Во првата половина на 2017 година заврши доопремувањето на фабриката. Додека се работеше на пуштање во употреба, се појавија нови иновативни решенија, кои се обидовме да ги примениме во нашето претпријатие, а во моментот имаме произведено 7,3 илјади тони гранули од хидролитски лигнин. Не престануваме да работиме на усовршување на технолошкиот процес: се стремиме да ги земеме предвид сите иновации во производствените решенија и опрема во нашиот сегмент во нашата фабрика. Линијата сега работи и работи со полн капацитет. Во моментов сме во состојба на договор со повеќе од седум потрошувачи на нашите производи. Важно е да се разбере дека работата се извршува за клиентот и врз основа на резултатите од потпишаниот договор добиваме бројка која е конечна бројка, како референтна точка кон која се движиме. Од испораките што веќе ги направивме, приходот изнесуваше околу 40 милиони рубли. Во следните три години имаме намера да заработиме 30 милиони евра.
– Кој беше снабдувач на опремата?
– Станува збор за големи странски производители. Фабриката е опремена со опрема за сушење од VetterTec (Германија). Италијанскиот производител Пал испорача фин систем за прочистување на воздухот во целата производна фаза - од подготовката на влезните суровини до делот за гранулација. Прес гранулатори за производство на пелети ни ги испорача Салматек (Германија).
– Која е технологијата за производство на пелети од хидролитски лигнин?
– Технологијата на производство е интелектуална сопственост на претпријатието, така што не можам да ја обелоденам. Општо земено, уникатноста на технологијата лежи во фактот што сушењето на влезните суровини се врши на ниски температури. Суровините исто така се преместуваат на посебен начин, а подготовката на суровините за гранулација се разликува од општоприфатената.
– Која е предноста на пелети од хидролизиран лигнин во однос на конвенционалните дрвени пелети?
– Пелети од лигнинприпаѓаат на иновативни производи. Тие се нехигроскопни и може да се чуваат на отворено со малку или без покривка. Тие не се изложени на сончева светлина и не се заситени со влага: ако гранулите од хидролитички лигнин се потопуваат во течност, тие можат да лежат таму долго време и нивната структура нема да се промени. Обичните дрвени пелети во такви услови едноставно ќе се претворат во каша. Пелетите од лигнин имаат зголемена калориска вредност. Ако обичните дрвени пелети имаат пониска калориска вредност од околу 17 GJ/t, тогаш нашите имаат помала калориска вредност од 20,5 GJ/t.
– Дали трошоците за производство на лигнински пелети се повисоки од конвенционалните гранули?
– Производството на лигнински пелети е поевтино, бидејќи нема потреба од набавка на специјални адитиви. Главно трошоци за енергија. Целиот технолошки процес е автоматизиран, операторот врши само контрола. Потенцијално, нашиот модел на претпријатие може да обезбеди 244 работни места. Во моментов компанијата вработува 151 лице. Бидејќи производството е високо-технолошки и бара одредени вештини од персоналот - познавање на специјализирани софтверски системи, човечко учество во софтверот - ние не регрутираме луѓе без обука. И еднаш на секои два месеца, вработените се испитуваат дали се соодветно за позицијата што ја извршуваат.
– Како црните пелети Bionet се разликуваат од „црните“ торефирани пелети?
– „Црните“ пелети се нова насока на пазарот, а досега во сертификатите укажуваме дека припаѓаме на овој сегмент. Главно производители на „црни“ дрвени пелети се компании од САД и Канада. Сè помалку се поврзуваме со овој сегмент и на крајот ќе се оддалечиме од брендот Black pellets Bionet. Сега развиваме трговска марка што ќе одговара и целосно ќе го карактеризира нашиот производ. Производството е лишено од таков енергетски интензивен процес како торфакција или пиролиза на дрво.
– Дали компанијата се обезбедува со суровини?
– Да, суровините се наша сопственост. Лигнинот е отпаден производ од производството на хидролиза, а ние, освен што произведуваме биогориво, сме и компанија за рециклирање - ја ослободуваме земјата од негативното влијание на претходно создадениот отпад. Постојниот волумен на лигнин на депонијата ќе обезбеди производствена работа за 15-20 години.
– Како е организирана логистиката?
– Географски сме лоцирани подалеку од главните трговски патишта и логистичките центри. Но, во исто време, компанијата има своја железничка линија, која минува низ територијата на претпријатието и не поврзува со главните автопати. Затоа, можеме да ги доставиме готови производи до купувачот на време. Имаме можност да испраќаме готови производи директно во фабриката, има области со тврда површина, рампи и погодни места за складирање. Заедно со администрацијата на регионот Архангелск. Ја истражуваме можноста за создавање ѕид на кејот, опрема за пристаниште и инфраструктура во Онега. Реката Онега, на чии брегови се наоѓа фабриката, се влева во Белото Море. Нашата компанија има свој оддел за логистика. Со железница, гранулите се испраќаат до логистички поволните пристаништа во северозападниот дел на земјата за последователен претовар во бродови и продолжуваат со своето патување, во зависност од тоа во која земја ќе се испраќа испораката. Пелетите доаѓаат во европските земји по морски пат.
– Кои се главните пазари на компанијата?
– Нашите клиенти се големи енергетски компании од Централна Европа и Бенелукс. Не заборавајте за северот на Европа - ова е Финска. Во врска со идејата да ги реплицираме нашите фабрики, почнавме да ги проучуваме пазарите во Кина, Кореја и Јапонија. Го сметаме и Северен Казахстан како потенцијален потрошувач. Ние не одбиваме никакви предлози и подготвени сме да продолжиме напред. Во денешно време во Азија постои тенденција да се градат големи енергетски комплекси. Многу земји се оддалечуваат од загадувањето со гас и вишокот на емисии. Ако ова го направи и Русија, ќе биде одлично! На крајот на краиштата, нашите планови се да продаваме 10-15% од сите произведени производи во северозападниот дел на земјата.
– Колкав дел од азискиот и европскиот пазар планирате да заземете?
– Азискиот пазар е огромен. Мислам дека нашиот удел во него ќе биде околу 3%. На овој пазар ќе бидеме подготвени да испорачаме 100 илјади тони пелети, односно 90% од сите произведени производи. Во Европа ќе можеме да заземеме околу 10% од пазарот на пелети.
– Дали планирате да го проширите производството?
– Сега веќе сме во фаза на проширување. Планираме да пуштиме линија за производство на брикети од нашиот производствен отпад создаден како резултат на подготовка на суровините пред фазата на гранулација. За да не се создаде депонија од овој отпад, направивме низа лабораториски испитувања и дојдовме до заклучок дека тие можат да се користат како суровини за производство на брикети. За да го направите ова, ќе треба да инсталирате уште една или две преси за гранулатор. Овие производи ќе бидат наменети за домашниот пазар. Дополнително, планираме да користиме брикети за сопствени потреби, како и да ги продаваме во регионот за производство на топлинска енергија не само во Онега, туку и во погоните за гориво и енергија во регионот. Изградбата на линијата треба да заврши во јануари 2018 година, а во февруари ќе почнеме со производство.
– Кои се потрошувачите на вашите пелети?
– Рускиот пазар на пелети е претставен од приватни организации. Ова е греење колиби, или, најмногу, мали спортски сали. Луѓето не разбираат што се пелети. Нашето гориво може да се користи во сите видови објекти - и за производство на електрична енергија во термоцентралите и за загревање на индустриски простории. Сигурен сум дека на Русија и требаат пелети како нашите. И не само затоа што испуштаат многу топлина, што е важно за една северна земја. На територијата на Руската Федерација има големо количество отпад, кој кога се складира има негативно влијание врз животната средина. Ние сме компанија за рециклирање - со отстранување на една работа, правиме гориво што им е потребно на луѓето.
– Како го оценувате потенцијалот на депониите на лигнин во земјава?
– Во периодот на постоење на постројки за хидролиза, акумулирано е колосално количество отпад. Според различни проценки, во земјата има околу 50 локации со депонии на лигнин од приближно 4,5 милиони тони секоја. Нивното рециклирање првенствено го решава еколошкиот проблем поврзан со ѓубрето на големи површини. Во исто време, како добро гориво, тој е и економски профитабилен, што го прави понатамошниот развој на проектот многу ветувачки.
– Што ќе ја поттикне побарувачката на пелети во земјава?
– За да го направиме ова, треба да одиме долг пат – да почнеме да го формираме овој пазар. Без ова ќе има само приватни набавки за затоплување на домови, ништо повеќе. Се разбира, биогоривото во Русија нема да може да го замени секторот за јаглен. Производителите на пелети за гориво едноставно нема да можат да ги покријат сите потреби кои моментално се покриваат со јаглен или гас. За да се развие пазарот на пелети, потребни се закони и програми за стимулирање на секторот на пелети, како, на пример, во Европа. Таму целосно е забранета употребата на горива со висока емисија, кои имаат негативно влијание врз животната средина. Дополнително, во Европа се развиваат субвенции: ако претпријатието се префрли на користење на пелети за гориво, добива различни преференции, што на крајот ги надоместува неговите трошоци за купување пелети. Мислам дека во Европа до 2018 година бројот на претпријатија кои користат биогорива ќе биде околу 98%. Сите енергетски интензивни претпријатија ќе бидат префрлени на биогориво.
– Дали пелетите направени од хидролитички лигнин ќе бидат барани во Европа?
– Некои од потрошувачите ќе се префрлат на овој тип на гранули. Сепак, ние, нормално, нема да можеме да им обезбедиме на сите клиенти само нашите производи. Покрај тоа, локалните производители на конвенционални пелети имаат силна позиција на овој пазар. Бидејќи сме на почетокот на нашето патување, не ги сметаме за конкуренти. Ние сме различни. И колку што е можно, ја информираме јавноста и особено производителите на енергија за тоа кои се нашите производи. Нашите гранули ги поминаа сите потребни лабораториски тестови, а нивниот квалитет е потврден со различни сертификати и затоа може да се користат во Европа, особено во земјите на Бенелукс.
– Како ја оценувате инвестициската атрактивност на рускиот пазар на биогориво?
- Огромна е! Но, за неговиот понатамошен развој, неопходно е да се привлечат инвеститори, оние компании кои веќе посветуваат големо внимание на еколошката чистота на производството и ги разбираат предностите од користењето на горивните пелети.
– Кои производни и финансиски показатели планирате да ги постигнете во 2017 година?
– Имаме состанок на инвестицискиот одбор со нашиот акционер закажан за ноември 2017 година, на кој ќе треба да дојдеме до конечните бројки. Капацитетот на претпријатието му овозможува да произведе 100-150 илјади тони готови производи. Производната линија е дизајнирана да произведува 12-12,5 илјади тони гранули месечно. Но, нивната цена и поврзаноста со економијата зависат од пазарните цени. Патем, нашата котлара работи на сопствено биогориво, ние воопшто не користиме фосилни горива. Ова е исклучително важно за нас и за оние компании кои ни издаваат сертификати за нашите производи. Секоја фабрика за биогориво мора да работи на горивото што го произведува.
– Каде ја гледате компанијата за пет години?
– Мислам дека за ова време ќе поминеме низ фазата на репликација и ќе имаме најмалку три претпријатија кои произведуваат горива. Подготвени сме да го развиеме производството на пелети за гориво од хидролитски лигнин и да продолжиме со различни технолошки подобрувања и намалување на трошоците. Нашиот друг сегмент се брикетите. Мислам дека во секој економски модел ќе ги земеме предвид овие две линии да се движат паралелно, со преклопување и целосно отстранување на отпадот.
Биографија:
Вјачеслав Пишни е роден на 29 јули 1968 година. Дипломирал на Московскиот институт за комунални услуги и градежништво со диплома по хидраулично инженерство. Тој е на чело на компанијата „Бионет“ од 1 март 2017 година. Пред тоа, од 12 септември 2016 година, ја извршуваше функцијата в.д.
Референца
Компанијата Бионет е создадена во 2009 година за спроведување на проект за изградба на погони за производство на биогориво (индустриски пелети) од отпад од индустријата за хидролиза. Дизајнерскиот капацитет на пилот-централата, лоцирана во Онега, регионот Архангелск, е 150 илјади тони пелети годишно.
Традиционално, отпадот од иглолистен дрво се користи во производството на пелети од дрво за гориво. Сепак, иглолистеното дрво е скапа суровина, барана во дрвната индустрија, а неговиот отпад се користи во голем број други индустрии. Како резултат на тоа, ресурсите на четинарното дрво постојано се намалуваат, а за производство на пелети неопходно е да се користи нисковредно и евтино тврдо дрво, кое не е толку широко користено во индустриското производство како дрвото од иглолисни видови.
Во однос на технологијата за производство на пелети, главната разлика помеѓу тврдо дрво и иглолисни видови е ниската содржина на лигнин: 14-25% наспроти 23-28%. Високата температура и притисокот на пресување на дрвените суровини го активираат лигнинот содржан во неговите ќелии и го доведуваат во пластична состојба. Лигнинот делува во овој процес како внатрешно врзивно средство, обезбедувајќи ја цврстината на пелетите. Гранулите направени од тврдо дрво се помалку издржливи поради помалата содржина на лигнин. И за да се постигне потребната сила, се користат разни адитиви или третман со пареа на суровините, за што ќе се дискутира подолу.
Исто така, кога се произведуваат пелети, важна е тврдоста на дрвото. Потврдо листопадно дрво е потешко да се притисне во пелети отколку зимзелено дрво се создаваат високи оптоварувања на опремата, особено на потрошните делови - матрицата и валјаците за пресување. Но, топлината на согорување на некои дрвени предмети, пред се бука и даб, е поголема во споредба со овој параметар на четинари.
За да се задоволи постојано растечката побарувачка за висококвалитетни дрвени пелети во Европа, тврдите дрва се повеќе се користат за нивно производство. Прашањето е дали таквите гранули се во согласност со стандардите ENplus и DIN+.
Активната употреба на суровини од тврдо дрво за производство на пелети би ги намалила тензиите на пазарот за отпад од иглолистен дрво, кој е широко користен во производството на штици и други индустрии, што несомнено создава многу висока конкуренција за производителите на пелети. Сепак, содржината на пепел во пелетите од тврдо дрво е поголема отколку во пелети од иглолистен дрво и во повеќето случаи одговара на стандардот ENplus A2 (содржината на пепел не повеќе од 1,5%). Патем, промената во новата верзија на стандардот ENplus A2 пропишува содржина на пепел од не повеќе од 1,2% (EN ISO 17225-2). Во иднина, сосема е можно дополнително да се намали дозволената содржина на пепел според стандардите ENplus. Сепак, сите производители на таканаречени премиум пелети (или пелети за домаќинство, како што вообичаено се нарекуваат во ЕУ), од економски причини, се обидуваат да ги доведат карактеристиките на нивните производи до стандардот ENplus A1 (нивната цена е повисока од класата А2 и индустриски пелети). Вреди да се напомене дека барањата за гранули со квалитет ENplus A2 во Европа се минимални, бидејќи за мали котлари или мини термоелектрани, за кои е развиен овој стандард, индустриските гранули се доста погодни, чија цена е пониска, производство волумените се многу поголеми и се разликуваат само од содржината на пепел (до 1,5%) и, индиректно, од вредноста на бојата.
Истражување во Австрија и Германија
За да се прошири базата на знаење за содржината на пепел во пелетите направени од тврдо дрво, во Австрија беа спроведени низа истражувачки студии за да се оцени можноста за користење на тврдо дрво за производство на пелети ENplus. За најголемата серија тестови се избрани бреза, бука, даб и јасен, бидејќи овие видови, заедно со четинарите, веќе се користат во производството на пелети во Австрија и Германија. Со помош на специјален термогравиметриски анализатор TGA, повеќе од 80 примероци беа испитани за содржината на пепел на температура од 550 ° C според австрискиот стандард Önorm EN 14 775. 0,7% (во некои случаи и при мешање на различни дрвени предмети достигнува 1-1,5%), а во кората максималната содржина на пепел е до 10%. Дополнително, беа анализирани примероци од дрво од топола, содржината на пепел беше слична.
Според статистичките податоци на Германскиот институт за пелети (ДЕПИ), во Германија, од 2014 година, евидентирана е употреба на тврдо дрво во производството на пелети, во просек до 10% од вкупниот волумен на суровини (односно 90 % - иглолисни, 10% - листопадни). Маркус Ман, основач и директор на фабриката за пелети Westerwälder Holzpellets GmbH во Лангенбах (Горна Баварија), експериментираше во своето производство со мешавина од 10-15% буково и бреза и 85-90% иглолисно дрво. Со овој сооднос, добиените пелети имаа содржина на пепел помала од 0,5% и целосно беа усогласени со стандардите ENplus A1. За пелетизирање, користена е матрица со должина на канал за притискање од 39 mm, наместо стандардните 45 mm што се користат за иглолисни видови. За да се пелетизира само букова пилевина, каналот за притискање беше скратен за уште 10 mm - на 29 mm. Како резултат на експериментите, беше откриено дека пепелта од дрвото од топола има ниска температура на синтерување, бидејќи тополата обично расте на песочни и глинени почви, а особено нејзината кора содржи многу силикатни соединенија. Ова, инаку, е типично и за голем број други листопадни дрвја, особено оние вештачки засадени заради заштита од неповолни природни и антропогени фактори.
Во таа насока, може да се спомене руската компанија - CJSC AlT-BioT од Краснодарската територија, која во 2009 година на меѓународната изложба Interpellets во Штутгарт претстави пелети направени од листопадно дрво (пепел, багрем, даб, бука, јавор) добиени по санитарни сеча на заштитни шумски насади во атарот на селото Павловска. Со содржина на пепел под 0,7%, пелетите имаа висока калориска вредност - 18 MJ/kg. Фабриката за пелети на компанијата го доби името „Викторија“, инвестициите во претпријатието изнесуваа 600 милиони рубли. Инвеститорот Александар Дјаченко ја објави својата намера да изгради најмалку 20 слични фабрики за пелети во јужна Русија до 2015 година.
Фабриката никогаш не го достигнала својот проектен капацитет (10 тони дневно, или 70 илјади тони годишно), постигната е максимална продуктивност од 7 тони на час. Производите се извезуваа главно во Европа. Во две соседни области, котлари од неколку училишта беа пренаменети за употреба на пелети. Тогашниот вицепремиер Виктор Зубков, кој го посети претпријатието во 2009 година, високо го ценеше овој проект и особено изгледите за негова репликација во другите региони на Русија. Авторот на написот како дел од делегација во која беа претставници на купувач на пелети од Холандија, ја посети оваа фабрика за пелети во 2010 година. Холанѓаните високо го ценеа и квалитетот на гранулите и производството. Но, за жал, во истата година фабриката беше запрена, вработените беа отпуштени, братот на инвеститорот Николај Дјаченко, шефот на регионалната филијала на Rosselkhozbank OJSC во Краснодарската територија, кој го финансираше проектот AlTBioTa, беше уапсен, а инвеститорот самиот отишол во бегство. Но, тоа е сосема друга приказна.
Да се вратиме, сепак, на Австрија и Германија. Експертите од австриското истражувачко здружение BioUP сметаат дека главниот недостаток на користење на тврдо дрво за производство на пелети е неговата висока содржина на пепел во споредба со дрвото од четинари. Андреас Хајдер, специјалист во Австрискиот Сојузен центар за истражување на шумарството, објасни дека од листопадно дрво е можно да се произведуваат не само пелети од класите ENplus A2 и индустриски, туку и пелети кои целосно ги исполнуваат стандардите ENplus A1 и DIN+. Сè зависи од тоа кој дел од тврдото дрво се користи како суровина. На пример, содржината на пепел од топола сапун значително се разликува од содржината на пепел во јадрото на стеблото. Содржината на пепел исто така многу варира во зависност од времето на сеча и квалитетот на почвата, односно од зоната на растење на дрвото. Има многу податоци за содржината на пепелните материи во дрвото, но тие се разликуваат дури и за истиот вид. Експериментално е утврдено дека кога апсолутно суво дрво се калцинира во сад, просечниот остаток на пепел се движи од 0,3 до 1,0%. Покрај тоа, 10-25% од остатоците се раствораат во вода, тоа е сода и поташа (во минатото се добиваше во индустриски количини од пепел од дрво). Најважните нерастворливи компоненти на пепелта од дрво - вар и разни соли на магнезиум и железо - учествуваат со 75-90%. Хајдер забележал дека на југот на Европа, на Балканот, особено во републиките на поранешна Југославија - Хрватска, Црна Гора, Србија и Босна и Херцеговина - има многу листопадни дрвја во шумите. И соседна Италија денес е на прво место во Европската унија во однос на потрошувачката на премиум пелети: повеќе од 3 милиони тони годишно. Географската положба овозможува поволни услови (логистика) за извоз на пелети од овие балкански земји во Италија. За повикување: во Германија, според податоците на почетокот на 2018 година, во 2017 година, 98,9% од пелетите биле произведени од зимзелено дрво, а само 1,1% од тврдо дрво.
Истражување во Белорусија и Русија
Во 2012 година, на Катедрата за хемиска обработка на дрво на Белорускиот државен технички универзитет во Минск, во лабораториски услови беа направени пелети од главните видови кои формираат шуми во Република Белорусија: бреза, евла и бор. Примероците од гранули беа добиени на температура на притискање од 110°C за 15 минути. Влажноста на исушената пилевина користена за студијата беше 8-11%. Задачата беше поставена да се споредат физичките и механичките карактеристики на добиените гранули: содржина на влага, содржина на пепел, густина, механичка сила и помала калориска вредност. Утврдено е дека пониската калориска вредност на пелетите направени од дрво од бреза и евла е споредлива со пониската калориска вредност на пелетите од бор (Табела 1). Но, содржината на пепел во пелети од тврдо дрво е 3,5 пати поголема од содржината на пепел во пелети од иглолистен дрво. Спроведените тестови ја потврдија основната можност за производство на пелети од меко дрво. Во однос на содржината на пепел, тие барем ги исполнуваат стандардите за индустриски дрвени пелети (до 1,5%) и пелети од класа ENplus А2. Но, пелетите направени од дрво од евла и бреза се карактеризираат со намалена механичка сила (пониска од јачината на боровите пелети за 11 и 18%, соодветно). За да се постигне механичка цврстина карактеристична за пелетите направени од меко дрво, неопходна е претходна обработка на суровини од тврдо дрво со заситена пареа.
Експерименталното производство на пелети од тврдо дрво обработено со заситена пареа пред гранулацијата беше воспоставено од Vitebskdrev OJSC. Составот на суровините е како што следува: бреза - 35%, евла - 20%, трепетлика - 40%, бор - 5%. Користена е матрица со ефективна должина на каналот за притискање од 33 mm (наместо вообичаените 45 mm), бидејќи термичката обработка на листопадно дрво трае помалку време од обработката на четинарното дрво (поради ова, потрошувачката на енергија беше намалена). Како резултат на тоа, беше откриено дека густината на пелетите од составот на тврдо дрво е споредлива со густината на пелети од борово дрво (Табела 2). Овде е соодветно да се цитира од извештајот за тестирање: „Дејството на заситената пареа доведе до активирање на дрвените компоненти, создавање на нови функционални групи кои ги подобруваат адхезивните интеракции за време на формирањето на пелети. Се случи дополнително навлажнување на честичките од дрво, како резултат на што температурата во гранулаторот за преса се зголеми од 110 на 120 ° C. Високата температура на пресување придонесе за брзо појавување на реакции и акумулација на зголемен број соединенија со висока молекуларна тежина, главно поради високо реактивната хемицелулоза. Стопените и омекнати компоненти ги пополнија празнините помеѓу влакната и капиларните и субмикрокапиларните системи на клеточните ѕидови. Во исто време, се зголеми бројот на вкрстени врски помеѓу молекулите на дрвените компоненти, вклучително и просторните, што обезбеди формирање на издржливи производи.
За да се зголеми јачината на пелетите од тврдо дрво, често се користат разни адитиви, како што се скроб и лигнин. Институтот за хемија и хемиска технологија на сибирската филијала на Руската академија на науките на Руската Федерација го проучувал ефектот на адитиви при гранулирање на тврдо дрво. Така, сода, вар, рибино масло, растителни масла, талог од кафе ги подобруваат својствата на пелетите или брикетите: го намалуваат процентот на испуштање, ја зголемуваат отпорноста на кршење за време на транспортот и снабдување во магацин или котел. Кршениот јаглен ја зголемува калориската вредност на пелетите и брикетите.
Суровини за производство на пелети
Во Европа, таканаречените брзорастечки насади се повеќе се користат за производство на пелети, чија содржина на пепел често е многу повисока од содржината на пепел во листопадно дрво. Експерт и консултант на DIN CERTCO - светски акредитиран германски центар за сертификација за организации, услуги, производи, вклучувајќи DIN+ стандарди; FSC/PEFC, SBP - Ервин Хефеле појасни дека некои брзорастечки насади, како што се мискантус и бамбус, не се вклучени во регистарот на суровини погодни за производство на дрвени пелети, бидејќи тие не се класифицирани како дрво, туку се класифицирани како трева. Односно, невозможно е да се добијат сертификати ENplus и DIN+ за пелети направени од мискантус и бамбус.
Општо земено, ограничувањето на содржината на пепел во суровините е чисто апстрактно и релативно барање. На пример, во електраните во Холандија, Белгија, Данска, Полска и други земји, пелети од слама и лушпи од сончоглед, јами од маслинки, лушпи од јаткасти плодови и зрна кафе и друга биомаса, чија содржина на пепел беше неколку пати поголема од содржината на пепел во дрвените пелети, беа запалени заедно со јаглен. Друг пример: компанијата Bionet од регионот Архангелск произведува пелети од лигнин (види LPI бр. 3 (133), 2018 година). Ова е прв проект спроведен во Русија за отстранување на отпадот од производството од хидролиза - лигнин. Гранулите на лигнин, во споредба со класичните дрвени гранули, се карактеризираат со висока калориска вредност (21-22 MJ/kg), но и со висока содржина на пепел - 2,4%. Ова, сепак, не ја спречи Гаспромбанк, корисникот на проектот, да започне со продажба на овие пелети во Данска и Франција по презентацијата во Копенхаген на деловен состанок во Трговското претставништво на Руската Федерација во Данска во пролетта 2018 година.
Високата содржина на пепел во гранулите што се користат во котлите со мала моќност бара само често извлекување на пепел од јамата за пепел, што, по правило, служи како ѓубриво за градината.
И кога пелетите се согоруваат заедно со јаглен во големите термоелектрани, не е потребна висока јачина, бидејќи тие, како и јагленот, прво се пренесуваат низ дробилките и се внесуваат во зоната на согорување на котелот во ситна фракција. Значи, високата јачина на гранулите само ќе ги зголеми трошоците за енергија.
Како што покажува практиката, можно е да се произведат пелети со највисок квалитет од тврдо дрво или мешавина со зимзелено дрво. Измешаните суровини во одредена пропорција ни овозможуваат да постигнеме квалитет на пелети што ги задоволува стандардите ENplus A1. Адитиви и пред-третман со пареа, исто така, може да се користат или да се изостават. Ефектот ќе зависи од квалитетот и видот на употребените суровини, технолошката опрема во производството и, се разбира, од професионалноста на технологот и другите специјалисти.
Сергеј Передери, s.perederi@ eko-pellethandel.de
ИАА „Инфобио“ дозна за ова врз основа на информации добиени на Техничкиот универзитет во Котбус. Проектот е финансиран од Европската Унија
Проект за производство на нов тип на биогориво - пелети за гориво од лигнин - беше лансиран во Германија на Техничкиот универзитет во Котбус заедно со Истражувачкиот центар за биомаса во Лајпциг и една компанија која произведува технолошка опрема.
Според експертите, новиот проект конечно ќе овозможи производство на висококвалитетни гранули за гориво (пелети) или брикети од хидролизиран лигнин на индустриско ниво.
Пилот проектот ќе започне во јуни 2013 година. Финансирањето е обезбедено од грантови на ЕУ во рамките на програмата за заштита на животната средина.
Долги години, стотици научни организации ширум светот се занимаваат со истражување и развој на полето на искористување на хидролитички лигнин. Многу од нив веќе се воведени во индустријата со текот на годините. Во последно време овие работи станаа актуелни поради зголемениот интерес за решавање на еколошките проблеми и за индустриската употреба на биомасата воопшто во енергетскиот сектор. Но, без сериозна владина поддршка, најверојатно „депонијата сè уште ќе биде таму“.
Русија
Што се однесува до Русија, резервите на хидролитски лигнин во Руската Федерација, кои изнесуваат десетици милиони тони, се споредливи со други отпадоци од преработка на дрво - кора, струготини итн.
Интересно е што лигнинот се разликува од дрвниот отпад по неговата поголема хомогеност и што е најважно, во поголема концентрација (на пример, депонии во близина на постројки за хидролиза). Поради речиси целосното отсуство на негово отстранување, се создаваат проблеми од еколошки аспект и со неговото складирање.
Во повеќето хидролизни и биохемиски постројки, лигнинот се отстранува на депонии и загадува големи површини.
Многу европски експерти, посетувајќи ги ваквите погони, нагласуваат дека никаде во Европа не виделе толку колосална концентрација на неискористени енергетски суровини.
Според податоците достапни во литературата, употребата на хидролитички лигнин како хемиска суровина во ЗНД не надминува 5%. И според Меѓународниот институт за лигнин, не повеќе од 2% од техничките лигнини се користат во светот за индустриски, земјоделски и други цели. Остатокот се согорува во електрани или се отстранува на депонии.
Проблем
Проблемот со рециклирање на хидролитички лигнин е главен за индустријата уште од 30-тите години. И иако научниците и практичарите одамна докажаа дека од лигнинот може да се добие одлично гориво, ѓубрива и многу повеќе, во текот на многу години од постоењето на индустријата за хидролиза и во СССР и во ЗНД, не беше можно да се користи лигнин во полн.
Тешкотијата на индустриската обработка на лигнинот се должи на сложеноста на неговата природа, како и на нестабилноста на овој полимер, кој неповратно ги менува неговите својства како резултат на хемиски или термички ефекти. Отпадот од постројките за хидролиза не содржи природен лигнин, туку во голема мера модифицирани супстанции што содржат лигнин или мешавини на супстанции кои имаат висока хемиска и биолошка активност. Покрај тоа, тие се контаминирани со други супстанции.
Некои технологии на обработка, на пример, разградувањето на лигнинот во поедноставни хемиски соединенија (фенол, бензен, итн.), со споредлив квалитет на добиените производи, се поскапи од нивната синтеза од нафта или гас.
Се вчитува...
