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.
ФизТех
213 статей
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.
8 часов назад
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

Вчера, 22:30
9 минут
Мария Азарова

По словам главы компании «Космокурс», пока США уже на прямом пути к туристическим полетам в космос, Россия находится в этом вопросе «на уровне папуасов», главным образом — из-за бюрократии.

Вчера, 18:07
8 минут
Василий Парфенов

В калифорнийском городе Стоктон подвели итоги почти двухлетнего эксперимента по предоставлению уязвимым группам населения безусловного базового дохода в размере 500 долларов в месяц. Вопреки скептицизму критиков, проект обернулся отличным примером пользы подобной поддержки граждан: трудовая занятость на постоянной основе среди получателей платежей выросла на 12% только за первый год, а число безработных снизилось на треть (в контрольной группе — увеличилось на 1%).

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: