Биотехнология

Экструдерные  брикеты.

Эти брикеты обязательно  имеют отверстие внутри и обожженную верхнюю поверхность.

В основе экструзивной технологии производства брикетов лежит процесс  прессования шнеком под высоким  давлением при нагревании от 250 до 350 С°. Температура, присутствующая при  прессовании, способствует оплавлению поверхности брикетов, которая благодаря  этому становится прочной, что немаловажно  для транспортировки брикета. 
Такие брикеты закладываются вручную в топку котла или в печку, они пользуются спросом в Прибалтике и на внутреннем рынке России.

Брикеты в виде кирпичика.

Эта продукция имеет вид  прямоугольного параллелепипеда со скошенными углами. Такой брикет получается путём гидравлического прессования, и его размеры зависят от рыхлости сырья, из которого он произведён и  давления, которое на него оказано. Они хорошо используются на внутреннем рынке, и также отлично покупаются во все европейские страны.

 

 

 

 

 

 

 

Технология.

Процесс брикетирования - это  процесс сжатия материала под  высоким давлением, с выделением температуры от силы трения. За счет данного воздействия в древесине  происходит выделение лигнина, который  является связующим веществом для формирования брикета.

Объем брикета составляет 1/10 от объёма затраченного на его производство сырья, что дает значительную экономию при транспортировке и хранении биотоплива.

Для производства древесных  брикетов применяют поршневые и  шнековые прессы, сырье – опилки и стружки. Перед прессованием материал дополнительно измельчают и подсушивают.

Поршневой пресс работает циклически – при каждом ходе поршня продавливают определенное количество материала через коническое сопло. Износ поршня невелик, поскольку относительное перемещение между прессуемым материалом и поршнем мало, быстро изнашивается сопло. Поршневые прессы относительно дешевы и поэтому широко распространены.

Шнековый пресс легче поршневого, поскольку отсутствуют массивные поршни и маховики. Продукция выходит непрерывно, поэтому ее можно разрезать на нужные куски. Плотность выше, чем у поршневых прессов. Шнековые прессы менее шумные, благодаря отсутствию ударных нагрузок. К недостаткам можно отнести больший расход энергии и быстрый износ шнека.

Топливные брикеты имеют  широкое применение и могут использоваться для всех видов топок, котлов центрального отопления и пр. Большим достоинством брикетов является постоянство температуры  при горении на протяжении 4 и более часов.   

 

Дрова

            В настоящее время для производства дров или биомассы используются, так называемые, энергетические леса. В их составе включают быстрорастущие породы древесины, кустарников и трав. Посадку производят квадратно-гнездовым способом или в шахматном порядке. В междурядьях из деревьев часто высаживают сельскохозяйственные культуры (так называемые, комбинированные посадки).

Период ротации энергетического  леса (от срезания до срезания) составляет 4-6 лет.

Экологические достоинства энергетической биомассы:

-предупреждение эрозии  почвы;

-при сжигании биомассы, в атмосферу выделяется только CO2,

поглощенный при ее росте.

Биоуголь

Биоуголь обычно получают в процессе нагревания древесины, стеблей растений или других органических материалов без доступа кислорода. Наиболее распростравненный способ получения биоугля – пиролиз. В последние годы возрастает интерес к применению технологии отжига биомассы (торрефакция), повышающий эффективность производства электроэнергии. Данная технология позволяет получать биотопливные гранулы с высоким объемным теплосодержанием.

Фрезерный торф.

Торф добывают фрезерным  способом из недр болот, а затем его  высушивают в производственных помещениях. По своему составу неоднороден. Подходит для использования на электростанциях и в больших теплоэлектростанциях (котлах с кипящим слоем).

Кусковой  торф.

Кусковой торф является наименее возобновляемым природным ресурсом. По ценовой характеристике он наиболее выгоден и подходит лучше всего в качестве сырья для больших биотеплоэлектростанций.

Производство  и применение твердого биотоплива в мире и в России.

Под древесным топливом понимают все виды топлива древесного происхождения, полученные из леса. Основные виды древесного топлива - дрова, щепа, ДТГ и брикеты.

Древесное топливо составляет 10% топлива, используемого в мире и из древесного топлива можно  получить различные виды энергии:

- тепловая энергия,

- электрическая энергия,

- транспортное топливо.

Перспективы по использованию  древесного топлива определяются основными  факторами:

- ресурсами (сырьевые, человеческие, экономические),

- спросом на древесное  топливо. 

Надо отметить, что сырьё - ресурсы древесного топлива в  большинстве регионов РФ можно классифицировать, как неиспользуемые (т.е. потери), и  конечно, для этого можно найти  оправдания со ссылкой на отсутствие экономических и других ресурсов. По оценкам экспертов, износ основных фондов в теплоэнергетике РФ составляет около 80%, рост тарифов на электроэнергию за 10 лет вырос в 3,5 раза, т.е. модернизация и инвестиции всё равно необходимы, нельзя до бесконечности «заговаривать» проблему, мы уже в «тупике». Тарифы не энергоносители и энергию уже  сопоставимы, а иногда и превышают, тарифы в развитых зарубежных странах, правда, зарплаты гораздо ниже.

В Швеции доля биотоплива в  производстве разных видов энергии следующая:

Тепловая энергия - 52% (от 179 ТВтч),

Электроэнергия – 4,5% (132 ТВтч),

Транспортное топливо -1% (91 ТВтч),

В России такие данные отсутствуют, ТЭБы регионов засекречены, но по данным экспертов доля биотоплива в производстве энергии составляет:

Тепловая энергия - 5%,

Электроэнергия – 1%.

Ресурсы и спрос на них  – это главные темы планирования.

При планировании важно соблюдения принципа сбалансированного спроса и предложения на древесное топливо, т.е. решение проблем лесного комплекса  должно быть согласовано с проблемами энергетического комплекса, ЖКХ  и регионов, в том числе экспортного  спроса на древесное топливо.

В настоящее время, в некоторых  регионах РФ разработаны программы, связанные с использованием древесного топлива (Архангельск, Вологда, Великий  Новгород). Согласно ФЗ № 261 РФ от 23 апреля 2012 года «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», предполагается использование ВИЭ в соответствующих региональных и муниципальных Программах. Но фактически, планируемые единичные проекты по переводу муниципальных котельных малой мощности на биотопливо, не решают проблем экологии, экономики регионов и не оказывают влияния на региональные ТЭБы. Таким образом, внятных целей и сбалансированного планирования по производству и использованию биотоплива на Федеральном и региональных уровнях нет.

Выводы.

1. Модернизация энергетического  сектора РФ – острая необходимость.

2. Модернизация котельных,  за счёт замещения ископаемых  видов топлив древесным топливом  – мировая тенденция.

3. Дальнейшие перспективы  использования древесного топлива  в РФ зависят от постановки  целей, политических решений,  разработки стратегических программ, которые должны обеспечивать  «долговременную основу процессов  управления и принятия решений.

 

Перспективы производства и применения твердого биотоплива в Орловской области.

При сегодняшнем уровне рыночных цен, следует обратить внимание на существенный экономический потенциал при  замене газа на гранулированное топливо  из лузги, стеблей кукурузы и соломы зерновых, которые являются отходами сельскохозяйственной деятельности компаний.

Так как в настоящее время в Орловской области выращивается большое количество зерновых и масленичных культур, то в перспективе планируется создание безотходного производства.

Тем более уже существует целая отрасль, уверенно реализующая  концепцию построения энергетически  независимого производства – это  масложировая промышленность. Предприятия  этой отрасли широко используют диверсификацию производства на основе внедрения безотходной  технологии. При этом применяются  три варианта утилизации отходов:

• Получение гранулированной лузги и шрота для экспорта в Европу;
• сжигание лузги для получения тепловой энергии;
• сжигание лузги для получения электрической энергии.

Успешная реализация вышеизложенной концепции основана на рассмотрении свеклосахарного завода как агропромышленного проекта. Современные сахарные компании, в частности их агрохолдинги, обладают достаточным потенциалом биомассы, которую можно использовать для производства биотоплива и замены природного газа. Основными источниками сырья для получения энергетической биомассы являются отходы зерновых культур и кукурузы.

 

 

 

 

 

Заключение.

            Для того, чтобы в полной мере реализовать потенциал биоэнергетики в России с нашей точки зрения необходимы два условия:

            Первое условие заключается в максимально широком сотрудничестве участников отрасли друг с другом и с зарубежными коллегами. На таком быстрорастущем рынке стирается грань между конкурентами и коллегами. Вместе мы могли бы эффективнее продвигать интересы отрасли, как внутри страны, так и за ее пределами, обмениваться знаниями и опытом, разрабатывать предложения по формированию нормативной и законодательной базы отрасли.

            Второе условие – внятная и последовательная государственная политика в области энергосбережения и использования возобновляемых источников энергии. Она позволит обеспечить более благоприятный инвестиционный климат в отрасли и, таким образом, будет способствовать ее интенсивному развитию.

             В результате, доля дорогостоящих ископаемых энергоносителей в топливном балансе страны будет сокращаться, а высвобождающиеся ресурсы смогут быть отправлены на экспорт и/или переработаны химической промышленностью с более высокой рентабельностью.

              Твердое биотопливо - это возобновляемый источник энергии, его вклад в развитие «парникового эффекта» признан минимальным. При сгорании биоматериалов в атмосферу выбрасывается такое же количество углекислого газа, сколько бы выделилось при их гниении.

               Сырьем для производства биотоплива являются отходы производства не только не имеющие коммерческой ценности, но и требующие дополнительных затрат на вывоз и утилизацию. При таких условиях, учитывая постоянный рост цен на ископаемые углеводороды, производство твердого биотоплива из древесных и растительных отходов становится привлекательным долговременным коммерческим проектом с высоким уровнем доходности и минимальным сроком окупаемости.

Список  используемой литературы.

1) Http://bioethanol.ru

2) http://ru.wiipedia.org

3) http://research-techart.ru

4) http://advis.ru

5) http://e-yrok.ru

6) http://paskalex.blogspot.com

7) http://fhp.bsu.by

8) http://finam.info

9) Булаткин Г.А. Перспективы и ограничения производства биотоплива II поколения из растительного сырья /Г.А.Булаткин // Экологический вестник России. - 2009. - № 10. -49-52 с.;

10) Карпов С.А. Биобутанол - биотопливо II поколения / С.А.Карпов // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2008. - №7. -14-16 с.;

11) Шлегель Г. Общая микробиология: Учеб. для вузов / Г.Шлегель.. - М.: Мир, 1987. - 293-295 с.