Ученые разработали уникальную технологию получения биотоплива — Naked Science
9 минут
ФизТех

Ученые разработали уникальную технологию получения биотоплива

3.9

Исследователи предложили новую уникальную технологию получения биотоплива из отходов древесины.

Ученые разработали уникальную технологию получения биотоплива / ©пресс-служба МФТИ

Ученые из Московского физико-технического института и Объединенного института высоких температур РАН предложили новую уникальную технологию получения биотоплива из отходов древесины.

Сегодня интерес к решению подобного рода задач во всем мире весьма активный, что обусловлено стремлением использовать возобновляемые источники энергии. Соответствующие статьи были опубликованы в ведущих научных журналах Fuel Processing Technology и Energy.

Основа биоэнергетики — биотопливо, сырьем для которого служат различные виды биомассы. Под термином “биомасса” понимается материал растительного или животного происхождения. К примеру, в виде сырья можно использовать отходы лесной промышленности — опилки.

С помощью технологии прессования из них получают древесные топливные пеллеты или брикеты, которые используют в качестве топлива в котельных и электрогенераторах. Однако в необработанном виде использование биомассы во многом проблематично из-за ее достаточно низкой энергетической плотности и гидрофобности.

Для преодоления подобного рода проблем свойства биомассы необходимо «модернизировать» — например, с помощью технологии торрефикации.

Торрефикация — процесс термической обработки, который обычно осуществляется в неокислительной среде (при отсутствии или незначительном содержании кислорода) при температурах 200–300 °C. В основном древесная биомасса состоит из трех основных компонентов: целлюлозы, лигнина и гемицеллюлозы.

При торрефикации разрушается главным образом гемицеллюлоза. Торрефицированная биомасса обладает улучшенными топливными характеристиками. Сегодня существует или находится в разработке большое многообразие различных технологических методов торрефикации. Однако следует признать, что до сих пор этот процесс переработки биомассы не получил широкого коммерческого использования в мире.

Во многом это обусловлено несовершенством существующих технологических процессов, в том числе возникающими при этом экологическими проблемами. Обычно в процессе торрефикации используют инертный газ для защиты биомассы от избыточного окисления, которое может привести к значительной потере массы биотоплива.

Фактически при избытке кислорода часть топлива просто сгорает. Так как в этом методе газообразные продукты оказываются разбавленными большим количеством инертного газа, это затрудняет их последующую утилизацию.

Для преодоления отмеченных выше проблем российскими учеными разработана совершенно новая технология переработки биомассы. Для ее реализации не требуется использование большого количества инертного газа, что заметно улучшает ее экономические и экологические показатели.

Схема технологического процесса получения торрефицированных пеллет / Пресс-служба МФТИ

Суть технологии состоит в следующем. Древесные пеллеты или брикеты в реакторе засыпаются слоем минерального наполнителя. В качестве такого наполнителя может выступать бентонитовая глина, тальк или мел. Все эти компоненты химически устойчивы и относительно недороги. Далее реактор нагревается, а сам процесс торрефикации проводится без использования инертного газа.

Борис Кичатов, один из авторов исследования, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики активных сред и систем МФТИ и лаборатории диагностики пылевой плазмы ОИВТ РАН, рассказал: «Используя данную технологию, можно получать биотопливо весьма высокого качества, энергетические характеристики которого оказываются близкими к углю. Важным достоинством этой технологии является ее экологичность.

Кроме того, здесь наряду с твердым топливом можно получать порядка 10% весьма ценных химических соединений: альдегиды, кетоны, спирты и карбоновые кислоты. Соединение биоэнергетики и химической промышленности — важная задача для России на ближайшие десятилетия.

Необходимо также отметить, что по своей сути это достаточно простая технология, а для создания производства не требуется больших капитальных затрат. Этот фактор важен для предприятий малого и среднего бизнеса.

Установки, использующие подобную технологию, можно размещать в местах непосредственной заготовки древесины. При вырубке лесов образуется большое количество отходов — пни, ветви деревьев.

Сегодня чаще всего такие отходы сжигаются на месте, а порой и просто выбрасываются. В последнем случае они представляют собой источник для развития болезней и вредителей наших лесов. На основе разработанной нами технологии можно создавать относительно небольшие производства, которые позволят решать как энергетические, так и экологические проблемы».

Достоинство такого вида топлива в том, что его сжигание не приводит к дополнительным выбросам двуокиси углерода в атмосферу.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Вчера, 09:51
4 минуты
Сергей Васильев

Галактические нити крупномасштабной структуры Вселенной тянутся на сотни миллионов световых лет — и, как оказалось, вращаются, увлекая в движение все свои галактики.

4 часа назад
4 минуты
Сергей Васильев

При определенных внешних условиях растения резуховидки Таля могут отращивать новый необычный орган — «кантиль».

Вчера, 12:44
5 минут
Илья Ведмеденко

Украинские разработчики представили концепт ударного беспилотника, способного среди прочего поражать воздушные цели. На презентационном видео аппарат поражает ракетой БПЛА «Орион».

12 июня
58 минут
Николай Цыгикало

Грохот уходящих в космос ракет, гигантские столбы огня, колоссальная сила, превосходящая силу тяжести. Форсажный рев боевых самолетов. Самое громкое и мощное силовое устройство человека. Все это — канал особой формы и особых свойств, радикально изменивший человечество. В чем его суть и как происходит трудное рождение сверхзвука — читайте в нашем материале.

12 июня
9 минут
Василий Парфенов

Российские эпидемиологи считают, что в столице могла появиться своя разновидность вируса SARS-CoV-2. Кроме того, по мнению специалистов Центра имени Гамалеи, сейчас важным является индийский штамм коронавируса. По отношению к нему активность сывороток у вакцинированных и переболевших Covid-19 снижена в 2-3 раза.

Вчера, 09:51
4 минуты
Сергей Васильев

Галактические нити крупномасштабной структуры Вселенной тянутся на сотни миллионов световых лет — и, как оказалось, вращаются, увлекая в движение все свои галактики.

24 мая
23 минуты
Ольга Иванова

«Сексуальную революцию совершили задние сиденья автомобилей», – заявил в свое время американский общественный деятель Джерри Рубин. И ошибся. Раскрепощение нравов происходило задолго до появления машин, причем много раз. Оно напоминает движение маятника. Как и почему вершились «секшал революшнс» и стоим ли мы на пороге нового витка сексуальности или же нас ждет ужесточение морали? Об этом – в нашем материале.

9 июня
4 минуты
Ольга Иванова

Международная команда исследователей изучила геологию и условия существования самого большого моря в истории планеты — Паратетиса.

27 мая
51 минута
Александр Березин

Хотя в прессе много пишут об исключительно редких «побочках» от вакцин, практика показывает, что бояться надо совсем другого. Самым страшным врагом привитого остается... коронавирус. Даже после вакцин Pfizer или Moderna от него иногда умирают — и подобных случаев уже сотни. Разумеется, среди непривитых таких на порядки больше, но погибшим и членам их семей от этого не легче. Еще хуже то, что две из трех российских вакцин, похоже, защищают от ковида намного слабее Pfizer и Moderna. Это довольно странно с учетом того, что третий российский препарат в этом плане не уступает западным аналогам. Почему российские власти финансируют миллионные тиражи слабой вакцины, имея в распоряжении вполне полноценную?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: