hidrólise lignina. Produção piloto de pellets de lignina hidrolítica na região de Arkhangelsk Problemas ao usar pellets de lignina

hidrólise lignina - um excelente combustível altamente calorífico e matéria-prima renovável prontamente disponível para a produção de pellets e briquetes de combustível.

Atualmente, a relevância da questão da produção de fontes alternativas de energia é cada vez maior. Há uma série de razões para isso.

1. As fontes de energia tradicionais - gás, carvão, petróleo - tornam-se cada vez mais difíceis de extrair a cada ano, o que leva a um aumento constante de seu custo. De particular relevância para a Ucrânia, como você sabe, é a questão do custo do gás importado.

2. Os estoques de portadores de energia tradicionais são rapidamente esgotados, o que torna a produção de portadores de energia alternativa uma linha de negócios muito promissora.

3. A produção de fontes alternativas de energia é estimulada pelos governos de todos os países desenvolvidos, incluindo a Ucrânia.

Armazenamento de lignina para queima de lignina

Pelota de lignina Pini&Key briquete de lignina

nova lei" Sobre a promoção da produção e uso de combustíveis biológicos "Os produtores de biocombustíveis, incluindo pellets e briquetes de combustível, estão isentos de tributação de lucros até janeiro de 2020. Há também uma série de problemas econômicos, ambientais e origem social contribuindo para a expansão do mercado de biocombustíveis em geral, e pellets e briquetes de combustível em particular. Mas muitos empresários que direcionaram seus esforços e capital para esse segmento promissor da economia enfrentaram problemas inesperados.

A principal concorrência neste setor não está na área de vendas.- simplesmente não há problemas com isso e, basicamente, todos os produtos são enviados para exportação para os países da UE - e no campo do fornecimento de matérias-primas. O fato é que muitas empresas que instalaram equipamentos de briquetagem ou granulação de biomassa não estão operando em plena capacidade e, muitas vezes, estão ociosas por falta de matéria-prima. Isto deve-se principalmente à sazonalidade da disponibilidade de determinados tipos de matérias-primas (cascas de girassol, palha, restos de culturas de cereais, restos de processamento de milho, outros tipos de matérias-primas agrícolas), escolha incorreta do local de instalação dos equipamentos (por exemplo, afastamento de potenciais fontes de matérias-primas), custos logísticos elevados para a entrega de matérias-primas que, em regra, têm uma densidade aparente muito baixa (por exemplo, a densidade aparente das cascas de girassol é de 100 kg/m3).

Em tal situação, a lignina é uma boa alternativa aos resíduos agrícolas como matéria-prima, uma vez que suas reservas estão disponíveis em quantidades suficientes. em grande número independentemente da estação de processamento, a lignina se presta bem à granulação e briquetagem devido às suas excelentes propriedades de ligação; com o carvão, com um teor de cinzas muito menor, e o preço da matéria-prima, a lignina, é relativamente baixo. Devido às propriedades especiais da lignina, na tecnologia de sua preparação para uso posterior, é dada especial importância à questão da secagem da lignina.

Se considere a lignina do ponto de vista físico-químico, então, em sua forma original, essa substância é uma massa complexa semelhante a serragem, cuja umidade chega a setenta por cento. De fato, a lignina é um complexo único de substâncias que consiste em polissacarídeos, um grupo especial de substâncias pertencentes ao chamado complexo lignohúmico, monossacarídeos, vários ácidos minerais e orgânicos de saturação muito diferente, bem como uma certa parte das cinzas . A lignina hidrolítica é uma massa semelhante à serragem com um teor de umidade de aproximadamente 55-70%. Em sua composição, trata-se de um complexo de substâncias, que inclui a lignina da própria célula vegetal, parte dos polissacarídeos, grupo de substâncias do complexo lignohúmico, ácidos minerais e orgânicos que não são lavados após a hidrólise dos monossacarídeos, cinzas e outras substâncias. O conteúdo da própria lignina na lignina varia de 40-88%, polissacarídeos de 13 a 45% resinosos e substâncias do complexo lignohúmico de 5 a 19% e elementos de cinzas de 0,5 a 10%. A cinza da lignina de hidrólise é principalmente aluvial. A lignina hidrolítica é caracterizada por um grande volume de poros que se aproxima da porosidade do carvão vegetal, alta reatividade em relação aos tradicionais agentes redutores carbonáceos e o dobro do teor de carbono sólido em relação à madeira, chegando a 30%, ou seja, quase a metade do carbono do carvão vegetal.

A lignina hidrolítica se distingue pela capacidade de passar para um estado viscoplástico quando uma pressão de cerca de 100 MPa é aplicada. Esta circunstância predeterminou uma das direções promissoras para o uso de lignina hidrolítica na forma de um material briquetado. Foi estabelecido que os lignobriquetes são um combustível doméstico com alto teor calórico e baixa emissão de fumaça, um agente redutor de alta qualidade na metalurgia ferrosa e não ferrosa, substituindo o coque, semicoque e carvão vegetal, e também pode ser usado para a produção de carvão, como madeira e absorventes de carbono. Pesquisas e trabalhos-piloto de várias organizações mostraram que sobre lignina hidrolítica briquetada pode ser uma matéria-prima valiosa para os setores metalúrgico, energético e químico da economia nacional do país, além de combustível municipal de alta qualidade.

Desenvolvimentos tecnológicos podem ser recomendados para implementação, permitindo obter os seguintes lignoprodutos briquetados:
- lignobriquetes para substituir os tradicionais agentes redutores metalúrgicos de carbono e carga irregular na produção de silício cristalino e ferroligas;
- lignobriquetes de combustível de baixa emissão de fumaça;
- carvão de lignina briquetado em vez de carvão de madeira na indústria química;
- sorventes carbonáceos de lignobriquetes para purificação de resíduos industriais e sorção de metais pesados ​​e preciosos;
- briquetes de energia a partir de uma mistura com peneiras de preparação de carvão.

Os briquetes de combustível de lignina são combustíveis de alta qualidade com poder calorífico de até 5500 kcal/kg e baixo teor de cinzas. Quando queimados, os briquetes de lignina queimam com uma chama incolor, sem emitir uma nuvem de fumaça esfumaçada. A densidade da lignina é de 1,25 - 1,4 g/cm3. O índice de refração é 1,6.

lignina hidrolítica tem valor calórico, que para lignina absolutamente seca é de 5500-6500 kcal/kg para um produto com 18-25% de umidade, 4400-4800 kcal/kg para lignina com 65% de umidade, 1500-1650 kcal/kg para lignina com mais de 65%. De acordo com as características físico-químicas, a lignina é um sistema polidisperso trifásico com tamanhos de partícula de vários milímetros a mícrons e menos. Estudos de ligninas obtidas em várias plantas mostraram que sua composição é caracterizada em média pelo seguinte conteúdo de frações: mais de 250 mícrons de tamanho - 54-80%, menos de 250 mícrons de tamanho - 17-46% e menos de 1 mícron de tamanho - 0,2- 4,3%. Em termos de estrutura, uma partícula de lignina hidrolítica não é um corpo denso, mas representa um sistema desenvolvido de micro e macroporos, o tamanho de sua superfície interna é determinado pela umidade (para lignina úmida é 760-790 m2/g, e para lignina seca apenas 6 m2/g).

Como demonstrado por muitos anos de pesquisa e testes industriais realizados por uma série de pesquisas, educação e empresas industriais, a partir da lignina hidrolítica é possível obter espécies valiosas produtos industriais. Para a indústria de energia, é possível produzir combustível municipal e de lareira briquetado a partir da lignina hidrolítica inicial, e o combustível energético briquetado pode ser produzido a partir de uma mistura de lignina com peneiras de separação de carvão.

O processo de combustão da lignina em fornos de processo sem transferência direta de calor apresenta diferenças significativas em relação aos fornos de caldeiras a vapor. Eles não possuem superfície receptora de raios e, portanto, para evitar a escória das cinzas, é necessário calcular cuidadosamente os regimes aerodinâmicos do processo. A temperatura central da chama devido à falta de transferência direta de calor é maior e concentrada em um volume menor do que nos fornos das caldeiras a vapor. Para a queima de lignina, é mais conveniente usar um forno de flare do sistema Shershnev, que fornece uma eficiência suficientemente alta para combustíveis com um alto grau dispersão.

A lignina pode ser efetivamente usada como combustível para queima em um gerador de calor de um complexo de secagem para secagem de serragem ou outra biomassa em linhas para a produção de pellets de combustível e briquetes de combustível. O combustível pulverizado cuidadosamente preparado está próximo do combustível líquido em termos de taxa de queima e completude da combustão. A combustão completa no flare é assegurada com menor relação de excesso de ar e, consequentemente, com maior temperatura. Ao conduzir o processo de combustão com um pequeno excesso de ar, são fornecidas condições de operação à prova de explosão do complexo de secagem, o que distingue positivamente a secagem com o uso direto de gases de combustão do método de secagem com ar aquecido.

Assim, a lignina é um excelente combustível de alto teor calórico e matéria-prima renovável prontamente disponível para a produção de pellets e briquetes de combustível.

Aplicação de lignina em pó.

A lignina em pó é adequada como um aditivo ativo em concreto asfáltico de estradas, bem como um aditivo para óleo combustível quando usado em engenharia de energia e metalurgia. A lignina hidrolítica usada como pó mineral permite:
1. Para melhorar a qualidade do concreto asfáltico (resistência - em 25%, resistência à água - em 12%, resistência a rachaduras (fragilidade) - de -14°C a -25°C) devido à modificação adicional do betume de petróleo.
2. Economize materiais de construção de estradas: a) betume de óleo em 15-20%; b) 100% pó mineral de cal.
3. Melhorar significativamente a situação ambiental na área de armazenamento de resíduos.
4. Devolver terras férteis atualmente ocupadas por lixões.

Assim, os estudos realizados sobre o uso da lignina hidrolítica tecnológica (THL) na produção de concreto asfáltico mostram que há oportunidades para uma expansão significativa da base de matéria-prima de materiais para a construção de estradas modernas (republicanas, regionais e urbanas). , além de melhorar a qualidade de seu revestimento devido à modificação do óleo betuminoso com lignina hidrolítica e substituição completa pós minerais caros.

Um projeto para a produção de um novo tipo de biocombustível - pellets de combustível a partir de lignina foi lançado na Alemanha na Universidade Técnica de Cottbus, juntamente com o Centro de Pesquisa de Biomassa de Leipzig e uma empresa produtora de equipamentos tecnológicos.

Segundo especialistas, o novo projeto finalmente possibilitará a produção de grânulos (pellets) ou briquetes de combustível de alta qualidade a partir da lignina hidrolítica em escala industrial.

O projeto piloto será lançado em junho de 2013. O financiamento é realizado à custa de subvenções da UE no âmbito do programa de proteção ambiental.

Por muitos anos, centenas de organizações científicas em todo o mundo estiveram envolvidas em pesquisa e desenvolvimento no campo da utilização de lignina por hidrólise. Muitos deles em anos diferentes já implementadas na indústria. Recentemente, esses trabalhos ganharam relevância devido ao aumento do interesse na solução de problemas ambientais e no uso industrial da biomassa em geral no setor de energia. mas nada sério apoio do estado, provavelmente "o carrinho (despejo) estará lá agora mesmo".

Quanto à Rússia, as reservas de lignina hidrolítica na Federação Russa, no valor de dezenas de milhões de toneladas, são comparáveis ​​​​a outros resíduos do processamento de madeira - casca, serragem etc.

É interessante que a lignina difere dos resíduos de madeira em maior uniformidade e, mais importante, em maior concentração (por exemplo, lixões próximos a usinas de hidrólise). Devido à quase total ausência de seu descarte, criam-se problemas do ponto de vista ambiental e com seu armazenamento.

Na maioria das usinas de hidrólise e bioquímica, a lignina é despejada e polui grandes áreas.

Muitos especialistas europeus, visitando essas usinas, enfatizam que em nenhum lugar da Europa viram uma concentração tão colossal de matérias-primas energéticas não utilizadas.

De acordo com os dados disponíveis na literatura, o uso de lignina hidrolítica como matéria-prima química na CEI não ultrapassa 5%. E de acordo com o International Lignin Institute, não mais do que 2% das ligninas técnicas são usadas no mundo para fins industriais, agrícolas e outros. O resto é queimado em usinas de energia ou descartados em aterros.

Problema

O problema da utilização da lignina hidrolítica tem sido o principal para a indústria desde a década de 1930. E embora cientistas e profissionais tenham provado há muito tempo que excelentes combustíveis, fertilizantes e muito mais podem ser obtidos a partir da lignina, durante os longos anos de existência da indústria de hidrólise na URSS e na CEI, não foi possível usar lignina na íntegra.

Dificuldade processamento industrial A lignina se deve à complexidade de sua natureza, bem como à instabilidade desse polímero, que altera irreversivelmente suas propriedades em decorrência de exposição química ou térmica. Os resíduos das usinas de hidrólise não contêm lignina natural, mas sim substâncias contendo lignina modificada ou misturas de substâncias com alta atividade química e biológica. Além disso, eles estão contaminados com outras substâncias.

Algumas tecnologias de processamento, por exemplo, a decomposição da lignina em compostos químicos mais simples (fenol, benzeno, etc.), com qualidade comparável dos produtos resultantes, são mais caras do que sua síntese a partir de petróleo ou gás.

QUÍMICA E TECNOLOGIA DO TRATAMENTO DA MADEIRA

V. S. Boltovsky, Doutor em Ciências Técnicas, Professor (BSTU)

COMPOSIÇÃO DE HIDRÓLISE DE LIGNINA DE lixões JSC "BOBRUISK PLANTA DE BIOTECNOLOGIAS"

E INSTRUÇÕES RACIONAIS DE SEU USO

A composição da lignina de hidrólise dos lixões da JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies" foi estudada. Foi demonstrado que, como resultado do armazenamento a longo prazo, o conteúdo total de polissacarídeos diminuiu com uma degradação significativamente menor da própria lignina. As principais direções de uso da lignina hidrolítica são consideradas e recomendações são dadas para as direções mais promissoras e racionais para sua utilização: obtenção de briquetes e pellets de combustível, fertilizantes organominerais, sorventes.

A composição de uma lignina hidrolítica de lixões da JSC Bobruisk Plant of Biotechnologies é investigada. É mostrado que o longo armazenamento de lignina resultou na redução do conteúdo total de polissacarídeos em degradação significativamente menor da lignina real. As principais direções de uso de uma lignina hidrolítica são consideradas, e recomendações sobre as direções mais perspetivas e racionais de sua utilização são feitas: recebimento de briquetes e pellets de combustível, fertilizantes organominerais e sorventes.

Introdução. A lignina do tecido celular da biomassa vegetal é um polímero natural de alto peso molecular de estrutura aromática, que durante o processamento hidrolítico como resultado de transformações de policondensação forma uma estrutura de rede tridimensional e é um complexo complexo que inclui estruturas aromáticas secundárias (a própria lignina, significativamente alterado durante a hidrólise), parte de polissacarídeos não hidrolisados ​​e monossacarídeos não lavados , substâncias do complexo lignohúmico, ácidos minerais e orgânicos, elementos de cinzas e outras substâncias.

O problema do aproveitamento da lignina hidrolítica existe desde a criação da indústria, e até hoje não foi radicalmente resolvido, apesar das inúmeras formas de seu processamento, inclusive as implementadas na indústria.

As principais áreas de processamento da lignina hidrolítica são: uso na forma natural (na metalurgia ferrosa e não ferrosa, na produção de produtos refratários leves - como aditivo queimável, na produção de combustível doméstico, como adsorvente, etc.) , após processamento térmico (obtenção de lignina, carvão ativo e granulado), após processamento químico(obtenção de nitrolignina e suas modificações, colactivita, substâncias biologicamente ativas - sais de amônio de policar-

ácidos bônicos e fertilizantes lignoestimulantes, lignina terapêutica e "polyphepan" usado como enterosorbente para a prevenção e tratamento de doenças do trato gastrointestinal de animais e humanos em vez de carvão ativado), bem como combustível energético.

No território da República da Bielo-Rússia, em lixões que ocupam grandes áreas e representam perigo para o meio ambiente, acumulou-se uma quantidade significativa de lignina hidrolítica, suficiente para o processamento industrial.

Informações publicadas na literatura caracterizam a composição química e as propriedades da lignina hidrolítica obtida após o processamento hidrolítico de materiais vegetais. Para uma decisão qualificada sobre as formas mais racionais de aproveitamento da lignina de lixões, é necessário determinar suas propriedades e selecionar as áreas mais promissoras para seu processamento.

Parte principal. Amostras de lignina hidrolítica foram utilizadas para análise, retiradas de acordo com os requisitos de TU BY 004791190.005-98 do lixão da JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies", localizado na vila de Titovka no local piloto para secagem de lignina em campo.

Foi realizada a determinação da composição química dos componentes de amostras de lignina hidrolítica e briquetes e pellets feitos a partir dela

métodos de análise adotados na química da madeira e celulose e produção de hidrólise.

A análise termogravimétrica de amostras de madeira de pinho, bétula e lignina hidrolítica foi realizada em um dispositivo TA-4000 METTLER TOLEDO (Suíça) sob as seguintes condições: peso da amostra 30 mg, taxa de aumento de temperatura 5°C/min na faixa de 25-500 °C, purga de ar 200 ml/min.

Os resultados da determinação do teor dos principais componentes em amostras de lignina hidrolítica do lixão são apresentados na tabela. 1.

A comparação dos resultados da análise da lignina hidrolítica de lixões com a composição média da lignina obtida imediatamente após o processamento hidrolítico da madeira (Tabela 2) mostra que, como resultado do armazenamento a longo prazo, o conteúdo total de polissacarídeos diminuiu significativamente menor degradação da lignina propriamente dita.

Ao mesmo tempo, a lignina hidrolítica contém os mesmos componentes principais da madeira (Tabela 3), mas uma quantidade menor de polissacarídeos e uma quantidade maior da própria lignina que não é hidrolisada durante o tratamento hidrolítico, ou seja, é madeira após o tratamento de hidrólise (planta biomassa).

Os resultados da análise termogravimétrica da madeira e lignina hidrolítica (perda de massa e termogravimetria diferencial caracterizando a taxa de perda de massa) mostraram que a decomposição térmica

madeira de pinho e bétula e lignina de hidrólise ocorrem de forma semelhante:

Na faixa de temperatura de 25-100°C, a umidade livre é removida (a perda de peso da madeira de pinho e bétula é de 6,26,4%, respectivamente, a lignina hidrolítica é de 3,8-4,2%);

Em temperaturas acima de 100 e até 300°C, a dessorção da água ligada ocorre com uma perda de peso de madeira de 4,2-4,3% e lignina hidrolítica de 4,1-5,5%;

A taxa máxima de perda de peso da madeira, acompanhada por sua decomposição térmica ativa e perda de peso, é observada a uma temperatura de 300 ° C, lignina hidrolítica -280 ° C, ou seja, os principais componentes da madeira original e da madeira após o tratamento de hidrólise ( lignina hidrolítica) queimam quase na mesma faixa de temperatura;

Com o aumento adicional da temperatura, ocorre destruição mais profunda, perda de peso e carbonização com a formação de um resíduo carbonáceo na quantidade de 2,3-5,5% na queima da madeira e 3,9-5,9% - lignina hidrolítica.

Os resultados da análise termogravimétrica confirmam os resultados e conclusões tiradas da determinação da substância química composição de componentes madeira e lignina de hidrólise que a lignina de hidrólise é madeira após o tratamento de hidrólise e é semelhante em propriedades à madeira quando queimada.

tabela 1

% em peso de matéria absolutamente seca

Nome do componente Valores médios em amostras coletadas em profundidade, m

Polissacarídeos totais, incluindo: 21,51 19,61 17,67

Facilmente hidrolisável 1,63 1,65 1,80

Dificilmente hidrolisável 19,88 17,96 15,87

Celulose 18,86 17,04 19,95

Lignina 47,94 52,71 49,32

Cinzas 9,56 5,65 10,61

Acidez (em termos de H2SO4) 0,1 0,1 0,1

mesa 2

Polissacarídeos 12,6-31,9 19,9

Lignina adequada 48,3-72,0 57,1

Acidez (em termos de H2SO4) 0,4-2,4 -

Teor de cinzas 0,7-9,6 -

Observação. O artigo apresenta dados sobre a determinação de lignina de hidrólise da planta de hidrólise de Bobruisk; como polissacarídeos - o conteúdo de apenas celulose.

A composição química da madeira de várias espécies

Tabela 3

Nome do componente Conteúdo, % da massa de matéria absolutamente seca

Pinheiro Abeto Vidoeiro Aspen

Polissacarídeos totais, incluindo: 65,3 65,5 65,9 64,3

Facilmente hidrolisável 17,3 17,8 26,5 20,3

Dificilmente hidrolisável 48,0 47,7 39,4 44,0

Celulose 46,1 (44,2) 44,1 (43,3) 35,4 (41,0) 41,8 (43,6)

Lignina 28,1 (29,0) 24,7 (27,5) 19,7 (21,0) 21,8 (20,1)

Cinzas 0,3 0,2 0,1 0,3

* Entre parênteses está o teor de celulose sem hemiceluloses e lignina de acordo com a fonte.

Os usos da lignina hidrolítica são variados. Promissores para a produção industrial são, por exemplo, produtos baseados em suas propriedades de alta sorção (sorventes, incluindo enterosorbentes para fins médicos - lignina terapêutica e polyphepan), carvões ativados, fertilizantes de ação prolongada e outros produtos) e seu poder calorífico (na qualidade do combustível ). O poder calorífico da lignina hidrolítica a 60% de umidade é de 7750 kJ/kg, a 65% - 6150 kJ/kg e a 68% - 5650 kJ/kg. O poder calorífico médio da lignina absolutamente seca é de 24.870 kJ/kg.

Atualmente, a empresa subordinada à OJSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies" domina a produção de briquetes de combustível (TU BY700068910.019-2008) e pellets de lignina hidrolítica.

Os resultados da determinação do teor dos principais componentes de briquetes e pellets feitos de lignina hidrolítica são apresentados na tabela. 4.

Como pode ser visto na tabela. 4 resultados, quanto ao teor dos componentes principais, os briquetes e pellets praticamente não diferem da lignina hidrolítica, da qual são feitos, e da madeira, mas possuem menor teor de polissacarídeos e mais lignina.

Uso promissor de grande tonelagem de lignina hidrolítica em agricultura como fertilizante orgânico (em sua forma natural), fertilizante organomineral

íon (em mistura com componentes minerais ou resíduos da indústria microbiológica - o líquido cultural gasto após a fermentação de microorganismos, ou em mistura com vários minerais após compostagem - vermicomposto), fertilizante lignoestimulante (após modificação por degradação oxidativa de várias formas com enriquecimento simultâneo com nitrogênio e microelementos).

O uso de fertilizantes à base de lignina hidrolítica proporciona:

Melhoria propriedades físicas solo e condições para o desenvolvimento de fungos saprófitos;

Criação de uma camada superficial solta que garante a troca normal de água-ar;

Ativação de processos de nitrificação no solo;

Ação prolongada, criando condições para a retenção dos nutrientes (devido à elevada capacidade de adsorção da lenhina) e o seu consumo gradual pelo sistema radicular das plantas e evitando a sua rápida lixiviação por precipitação e água do solo;

Aceleração do crescimento e aumento do rendimento das plantas agrícolas (por exemplo, a introdução de lignina misturada com amônia ou uréia aumenta o rendimento do centeio de inverno em 1617%, fertilizante lignoestimulante na quantidade de 0,4 t/ha leva a um aumento no produção de batata em 15-30% ).

Tabela 4

Nome do componente Briquetes Pellets

Polissacarídeos totais, incluindo 19,25 19,67

Facilmente hidrolisável 2,13 2,17

Difícil de hidrolisar 17,12 17,50

Celulose 15,90 16,81

Lignina 46,41 44,73

Cinzas 8,97 9,30

Acidez (em termos de H2SO4) 0,1 0,1

Os sorventes obtidos com base na hidrólise da lignina apresentam as seguintes vantagens:

Possuem alta capacidade de absorção. A área de superfície específica da lignina hidrolítica original contendo 15,2% de celulose é de 10,14 mg/g, e a do enterosorbente médico (lignina terapêutica) obtida com base em sua base após tratamento adequado é de 16,3 mg/g, o volume de poro do original lignina é 0,651 cm3/g, lignina terapêutica -0,816 cm3/g. O volume total de poros de polyphe-pan é 0,8-1,3 cm3/g. Os coeficientes de distribuição de césio e estrôncio entre suas soluções modelo e enterosorbente atingem 400900, e a sorção de microorganismos do meio de cultura - 108 células/g da droga;

Têm baixo custo, pois são um resíduo após o tratamento hidrolítico da biomassa vegetal;

São biomassa vegetal natural;

Eles têm um baixo teor de cinzas quando queimados.

Possíveis aplicações:

Purificação de soluções artificiais, industriais e de tempestade Águas residuais;

Uso para fins médicos como enterosorbente;

Sorção de rejeitos líquidos de baixa e média radioatividade;

Uso na purificação de gases de radionuclídeos e metais pesados;

Utilização em instalações de uso individual e coletivo para purificação de água;

Isolamento de terras raras, metais preciosos e não ferrosos;

Outras áreas de aplicação, como fitossorventes naturais.

O mais racional do ponto de vista do processamento em larga escala de lignina hidrolítica na República da Bielo-Rússia, além da produção de briquetes e pellets para uso como combustível, é a produção de sorventes, inclusive para o tratamento de efluentes industriais, e fertilizantes orgânicos ou organominerais.

Literatura

1. Kholkin Yu I. Tecnologia de produção de hidrólise. M.: Lesnaya prom-st, 1989. 496 p.

2. Produção zero de resíduos na indústria de hidrólise / A. Z. Evilevich [et al.]. M.: Lesnaya prom-st, 1982. 184 p.

3. Epshtein Ya. V., Akhmina E. I., Raskin M. N. Direções racionais para o uso de lignina hidrolítica // Chemistry of wood, 1977. No. 6. P. 24-44.

4. Obolenskaya A. V., Elnitskaya Z. P., Leonovich A. A. Trabalho de laboratório sobre a química da madeira e da celulose. M.: Ecologia, 1991. 320 p.

5. Emelyanova I. Z. Controle químico e técnico da produção de hidrólise. M.: Lesnaya prom-st, 1976. 328 p.

6. B. D. Bogomolov, Chemistry of Wood and Fundamentals of Chemistry of High Molecular Compounds. M.: Lesnaya prom-st, 1973. 400 p.

Tradicionalmente, os resíduos de madeira são utilizados na produção de pellets de madeira - pellets. coníferas. No entanto, a madeira de coníferas é uma matéria-prima cara e procurada na indústria madeireira, e seus resíduos são usados ​​em várias outras indústrias. Como resultado, os recursos de madeira de coníferas estão diminuindo constantemente e, para a produção de pellets, é necessário usar madeira dura de baixo valor e barata, que não é tão amplamente utilizada na produção industrial quanto a madeira macia.

Com relação à tecnologia de produção de pellets, a principal diferença entre hardwood e softwood é o baixo teor de lignina: 14-25% versus 23-28%. A alta temperatura e pressão de prensagem de matérias-primas de madeira ativam a lignina contida em suas células e a levam a um estado plástico. A lignina atua nesse processo como um aglutinante interno que garante a resistência dos pellets. Os pellets de madeira dura são menos duráveis ​​devido ao menor teor de lignina. E para atingir a resistência necessária, são utilizados vários aditivos ou tratamento a vapor de matérias-primas, que serão discutidos a seguir.

Além disso, na produção de pellets, a dureza da madeira é importante. Madeira mais dura é mais difícil de prensar em pellets do que madeira macia, e cargas pesadas são colocadas no equipamento, especialmente em peças consumíveis - a matriz e os rolos de pressão. Mas o valor calórico de algumas madeiras duras, principalmente faia e carvalho, é maior em comparação com esse parâmetro de coníferas.

Para atender à demanda cada vez maior na Europa por pellets de madeira de alta qualidade, as madeiras duras estão sendo cada vez mais usadas para sua produção. A questão é se tais pellets cumprem as normas ENplus e DIN+.

O uso ativo de matérias-primas de madeira dura para a produção de pellets reduziria a tensão no mercado de resíduos de madeira macia, que é amplamente utilizado na produção de painéis e outras indústrias, o que sem dúvida cria uma concorrência muito alta para os fabricantes de pellets. No entanto, o teor de cinzas dos pellets de madeira dura é superior ao dos pellets de madeira macia e, na maioria dos casos, cumpre a norma ENplus A2 (teor de cinzas inferior a 1,5%). A propósito, uma alteração na nova versão da norma ENplus A2 prescreve um teor de cinzas não superior a 1,2% (EN ISO 17225-2). Outras reduções no teor de cinzas permitido de acordo com o ENplus são bastante possíveis no futuro. No entanto, todos os fabricantes dos chamados pellets premium (ou pellets domésticos, como são chamados na UE), por razões econômicas, estão tentando trazer as características de seus produtos para o padrão ENplus A1 (seu custo é superior à classe A2 e pellets industriais). Vale a pena notar que os pedidos de pellets de qualidade ENplus A2 na Europa são mínimos, pois para pequenas caldeiras ou mini-CHPs, para os quais este padrão foi desenvolvido, os pellets industriais são bastante adequados, cujo preço é menor, os volumes de produção são muito superior, e diferem apenas no teor de cinzas (até 1,5%) e, indiretamente, na cor.

Pesquisa na Áustria e na Alemanha

Para expandir o banco de dados sobre o teor de cinzas dos pellets de folhosas, uma série de estudos de pesquisa foram realizados na Áustria para avaliar a viabilidade do uso de folhosas para a produção de pellets ENplus. A bétula, a faia, o carvalho e o freixo foram escolhidos para a maior série de testes, uma vez que estas espécies, juntamente com as coníferas, já estão envolvidas na produção de pellets na Áustria e na Alemanha. Usando um analisador termogravimétrico especial TGA, mais de 80 amostras foram analisadas quanto ao teor de cinzas a uma temperatura de 550°C de acordo com a norma austríaca Önorm EN 14 775. Verificou-se que o teor de cinzas no alburno e outras madeiras de boa folhosa não excede 0,7% casos e ao misturar diferentes madeiras duras chega a 1-1,5%), e na casca - o teor máximo de cinzas é de até 10%. Além disso, amostras de madeira de choupo foram analisadas; o teor de cinzas foi semelhante.

De acordo com as estatísticas do German Pellet Institute (DEPI), na Alemanha desde 2014, o uso de madeira dura foi registrado na produção de pellets, em média até 10% do total de matérias-primas (ou seja, 90% de fibra longa, 10% madeira dura). Markus Mann, fundador e diretor da fábrica de pellets Westerwälder Holzpellets GmbH em Langenbach (Alta Baviera), experimentou em sua produção misturar 10-15% de madeira de faia e bétula e 85-90% de madeira macia. Com esta relação, os pellets obtidos à saída apresentavam um teor de cinzas inferior a 0,5% e cumpriam integralmente as normas ENplus A1. Para a peletização, uma matriz foi usada com um comprimento de canal de prensagem de 39 mm, em vez dos 45 mm padrão usados ​​para madeira macia. Para peletizar apenas serragem de faia, o canal de prensagem foi encurtado em mais 10 mm para 29 mm. Como resultado de experimentos, verificou-se que as cinzas de madeira de álamo têm baixa temperatura de sinterização, pois o álamo costuma crescer em solos arenosos e argilosos, sua madeira, e mais ainda a casca, contém muitos compostos de silicato. A propósito, isso também é típico de várias outras madeiras duras, em particular, plantadas artificialmente para proteção contra fatores naturais e antropogênicos adversos.

A este respeito, podemos também mencionar a empresa russa - CJSC "AlT-BioT" do Território de Krasnodar, que em 2009 na exposição internacional Interpellets em Stuttgart apresentou pellets de madeira dura (freixo, acácia, carvalho, faia, bordo), obtido após o corte sanitário de plantações florestais protetoras na área da vila de Pavlovskaya. Com um teor de cinzas inferior a 0,7%, os pellets tinham um alto poder calorífico - 18 MJ/kg. A fábrica de pelotas da empresa foi batizada de "Victoria", os investimentos na empresa totalizaram 600 milhões de rublos. O investidor Alexander Dyachenko anunciou sua intenção de construir pelo menos 20 dessas usinas de pelotização no sul da Rússia até 2015.

A planta não atingiu a capacidade projetada (10 toneladas por dia, ou 70 mil toneladas por ano), a produtividade máxima de 7 toneladas por hora foi alcançada. Os produtos foram exportados principalmente para a Europa. Em dois distritos vizinhos, as caldeiras de várias escolas foram convertidas para usar pellets. O então vice-primeiro-ministro Viktor Zubkov, que visitou o empreendimento em 2009, apreciou muito este projeto e principalmente a perspectiva de sua replicação em outras regiões da Rússia. O autor do artigo, como parte de uma delegação que incluiu representantes do comprador de pelotas da Holanda, visitou esta fábrica de pelotização em 2010. Os holandeses valorizavam muito a qualidade dos pellets e da produção. Mas, infelizmente, no mesmo ano em que a fábrica parou, os funcionários foram demitidos, irmão investidor Nikolai Dyachenko, chefe da filial regional do Rosselkhozbank para Território de Krasnodar, que financiou o projeto AlTBioT, foi preso e o próprio investidor fugiu. Mas essa é uma história completamente diferente.

Voltemos, porém, à Áustria e à Alemanha. Especialistas da associação de pesquisa austríaca BioUP consideram que a principal desvantagem do uso de madeira dura para a produção de pellets é seu alto teor de cinzas em comparação com a madeira macia. Andreas Haider, especialista do Centro Federal de Pesquisa Florestal da Áustria, explicou que a madeira dura pode ser usada para produzir não apenas pellets ENplus A2 e de grau industrial, mas também pellets que atendem totalmente aos padrões ENplus A1 e DIN+. Tudo depende de qual parte da madeira é utilizada como matéria-prima. Por exemplo, o teor de cinzas do alburno do choupo é significativamente diferente do teor de cinzas do núcleo do tronco. O teor de cinzas também varia muito em função da época de derrubada e da qualidade do solo, ou seja, da zona de crescimento da árvore. Existem muitos dados sobre o conteúdo de cinzas na madeira, mas eles diferem até para uma espécie. Foi estabelecido experimentalmente que quando a madeira absolutamente seca é calcinada em um cadinho, o resíduo médio de cinzas é de 0,3 a 1,0%. Além disso, 10-25% do resíduo se dissolve em água, é soda e potássio (anteriormente era obtido em quantidades industriais a partir de cinzas de madeira). Os componentes insolúveis mais importantes das cinzas de madeira - cal e vários sais de magnésio e ferro - constituem 75-90%. Haider chamou a atenção para o fato de que no sul da Europa, nos Bálcãs, principalmente nas repúblicas da ex-Iugoslávia - Croácia, Montenegro, Sérvia e Bósnia e Herzegovina - há muitas madeiras nobres nas florestas. E a vizinha Itália ocupa hoje o primeiro lugar na União Europeia em termos de consumo de pellets premium: mais de 3 milhões de toneladas por ano. A posição geográfica oferece condições favoráveis ​​(logística) para a exportação de pellets desses países balcânicos para a Itália. Para referência: na Alemanha, desde o início de 2018, em 2017, 98,9% dos pellets foram produzidos a partir de madeira de coníferas e apenas 1,1% de madeira dura.

P&D na Bielorrússia e na Rússia

Em 2012, no Departamento de Processamento Químico de Madeira da Universidade Técnica Estatal da Bielorrússia em Minsk, foram produzidos pellets em condições de laboratório a partir das principais espécies formadoras de florestas da República da Bielorrússia: bétula, amieiro e pinheiro. As amostras de grânulos foram obtidas a uma temperatura de prensagem de 110°C por 15 minutos. O teor de umidade da serragem seca usada para o estudo foi de 8 a 11%. A tarefa era comparar as características físicas e mecânicas dos grânulos obtidos: teor de umidade, teor de cinzas, densidade, resistência mecânica e poder calorífico inferior. Foi estabelecido que o menor poder calorífico dos pellets de bétula e madeira de amieiro é comparável ao menor poder calorífico dos pellets de pinho (Tabela 1). Mas o teor de cinzas dos pellets de madeira dura é 3,5 vezes maior do que o teor de cinzas dos pellets de madeira macia. Os testes realizados confirmaram a possibilidade fundamental de produzir pellets a partir de fibra longa. Em termos de teor de cinzas, cumprem pelo menos as normas para pellets de madeira industrial (até 1,5%) e pellets da classe ENplus A2. Mas os pellets obtidos a partir de madeira de amieiro e bétula são caracterizados por resistência mecânica reduzida (inferior à resistência dos pellets de pinho em 11 e 18%, respectivamente). Para atingir a resistência mecânica característica dos pellets de fibra longa, é necessário pré-tratar a matéria-prima de fibra curta com vapor saturado.

A produção experimental de pellets de madeira tratada com vapor saturado antes da granulação foi estabelecida pela OJSC Vitebskdrev. A composição da matéria-prima é a seguinte: bétula - 35%, amieiro - 20%, álamo tremedor - 40%, pinho - 5%. Foi utilizada uma matriz com um comprimento efetivo do canal de prensagem de 33 mm (em vez dos habituais 45 mm), uma vez que o tratamento térmico da madeira dura leva menos tempo do que a madeira macia (devido a isso, o consumo de energia diminuiu). Como resultado, verificou-se que a densidade dos pellets de folhosas é comparável à densidade dos pellets de madeira de pinho (Tabela 2). Aqui é apropriado citar o relatório do teste: “Ação vapor saturado levou à ativação dos componentes da madeira, à criação de novos grupos funcionais que potencializam as interações adesivas no processo de formação do pellet. As partículas de madeira foram adicionalmente umedecidas, resultando em um aumento da temperatura na prensa de pellets de 110 para 120°C. A alta temperatura de prensagem contribuiu para a rápida ocorrência de reações e o acúmulo de todos os mais compostos macromoleculares, principalmente devido à hemicelulose altamente reativa. Os componentes fundidos e amolecidos preencheram os vazios entre as fibras e os sistemas capilares e submicrocapilares das paredes celulares. Ao mesmo tempo, aumentou o número de ligações cruzadas entre as moléculas dos componentes da madeira, inclusive espaciais, o que garantiu a formação de produtos duráveis.

Para aumentar a resistência dos pellets de madeira, vários aditivos são frequentemente usados, como amido e lignina. No Instituto de Química e Tecnologia Química da Seção Siberiana da Academia Russa de Ciências, foi estudada a influência de aditivos na granulação de madeira dura. Então, refrigerante, limão, gordura de peixe, óleos vegetais, a borra de café melhora as propriedades dos pellets ou briquetes: reduz a taxa de evasão, aumenta a resistência à fratura durante o transporte e o abastecimento a um armazém ou caldeira. Carvão triturado aumenta o valor calorífico de pellets e briquetes.

Matérias-primas para a produção de pellets

Na Europa, as chamadas plantas de plantação de crescimento rápido são cada vez mais usadas para a produção de pellets, cujo teor de cinzas costuma ser muito maior do que o da madeira dura. Especialista e consultor da DIN CERTCO - um centro de certificação alemão credenciado mundialmente para organizações, serviços, produtos, incluindo aqueles de acordo com os padrões DIN +; FSC/PEFC, SBP - Erwin Hoeffele esclareceu que algumas plantas de plantação de rápido crescimento, como o miscanthus e o bambu, não estão incluídas na lista de matérias-primas adequadas para a produção de pellets de madeira, pois não são classificadas como madeira, mas são classificada como grama. Ou seja, é impossível obter os certificados ENplus e DIN+ para pellets obtidos de miscanthus e bamboo.

Em geral, limitar o teor de cinzas das matérias-primas é um requisito puramente abstrato e relativo. Por exemplo, em usinas na Holanda, Bélgica, Dinamarca, Polônia e outros países, pellets de palha e casca de girassol, caroço de azeitona, casca de noz e grãos de café e outras biomassas foram queimados junto com o carvão, cujo teor de cinzas era muito vezes superior ao teor de cinzas dos pellets de madeira. Outro exemplo: a empresa "Bionet" da região de Arkhangelsk produz pellets de lignina (ver "LPI" nº 3 (133), 2018). Este é o primeiro projeto implantado na Rússia para o descarte de resíduos da produção de hidrólise - lignina. Os pellets de lignina, em comparação com os pellets de madeira clássicos, são caracterizados por alto poder calorífico (21-22 MJ/kg), mas também por alto teor de cinzas - 2,4%. No entanto, isso não impediu que o Gazprombank, o beneficiário do projeto, após uma apresentação em Copenhague em uma reunião de negócios na Representação Comercial da Federação Russa na Dinamarca na primavera de 2018, começasse a vender esses pellets para a Dinamarca e a França.

O alto teor de cinzas dos pellets utilizados nas caldeiras de baixa potência implica apenas na extração frequente de cinzas do cinzeiro, que, via de regra, serve de adubo para o jardim.

E quando as pelotas são coqueimadas com carvão em grandes usinas termelétricas, não é necessária alta resistência, pois elas, como o carvão, passam primeiro por trituradores e alimentam a zona de combustão da caldeira em uma fração finamente dispersa. Portanto, a alta resistência dos pellets só aumentará o custo da eletricidade.

Como mostra a prática, é possível produzir pellets da mais alta qualidade a partir de madeira dura ou uma mistura com madeira macia. As matérias-primas misturadas em certa proporção permitem alcançar a qualidade dos pellets que atendem aos padrões ENplus A1. Aditivos e pré-tratamento a vapor também podem ser usados ​​ou omitidos. O efeito dependerá da qualidade e do tipo de matéria-prima utilizada, do equipamento tecnológico em produção e, claro, do profissionalismo do tecnólogo e outros especialistas.

Sergei Perederiy, [e-mail protegido] eko-pellethandel.de

Pellets DE RESÍDUOS DE PRODUÇÃO DE TRABALHO DE MADEIRA (hidrólise de lignina) e método de sua fabricação

A invenção refere-se a fontes de energia renováveis, bioenergia em particular para a fabricação de biocombustíveis, pellets de combustível de resíduos da indústria de processamento de madeira, lignina hidrolítica e destinados a serem usados ​​para liberar energia térmica por combustão em uma ampla gama de usinas termelétricas com emissões tendentes a a zero quando são queimados.

Métodos anteriormente conhecidos de obtenção de combustível a partir da lenhina de todas as suas variedades por mistura com aditivos e impurezas de baixa temperatura de ignição e ignição, nomeadamente com lista de materiais ou compostos químicos da indústria petroquímica, escória de petróleo, alcatrão, resíduo de cracking, gasóleo, gasóleo de craqueamento catalítico pesado, asfaltos e extratos da produção de petróleo, alcatrão de pirólise ou óleo combustível, produtos líquidos ou pastosos de coque e semi-coqueamento de carvão, alcatrão de hulha, piche, fusíveis de alcatrão ou com resíduos e desperdícios de IVA de produção orgânica em uma proporção de massa de 9:1 a 1:9, principalmente de 2:1 a 1:3. Ao mesmo tempo, alcatrão, óleo combustível e piche de alcatrão de hulha são liquefeitos por aquecimento a 80-150ºС (de acordo com a patente RU2129142, classe C10L 9/10, C10L 5/14, C10L 5/44 publ. 20.04.99).

A desvantagem deste método de uso ou aplicação de lignina é o impacto negativo do combustível resultante (composto químico) no meio ambiente durante a combustão e o fornecimento de impacto negativo nos casos de armazenamento e produção.

Anteriormente maneiras conhecidas obtenção de briquetes de combustível a partir de uma mistura vegetal, incluindo moagem, secagem, mistura dos componentes da mistura e posterior prensagem, caracterizado pelo fato de que uma mistura de lignina hidrolítica técnica com resíduos de madeira é utilizada como mistura vegetal na seguinte proporção, % em peso: resíduos de madeira - 30 - 60 ; lignina de hidrólise técnica - o restante (de acordo com a patente RU2131912, classe C10L 5/44 publ. 20.06.99).

A desvantagem deste método é a instabilidade das características técnicas e ambientais, em particular a resistência e o teor de cinzas, produto da formação de cinzas, como produto residual da combustão, devido à inclusão de resíduos de madeira de baixa qualidade nos briquetes.

O mais próximo da solução proposta para granulação da lignina hidrolítica pode ser considerado um método de briquetagem da lignina hidrolítica, incluindo a polpação do produto original, neutralização e enriquecimento da polpa da lignina, desidratação posterior da polpa, secagem da massa de lignina desidratada e sua posterior briquetagem. A polpa de lignina enriquecida é desidratada formando placas de lignina com um teor de umidade residual não superior a 45%. Estes últimos são então secos sob a influência de um campo eletromagnético, correntes de alta frequência. O produto desintegrado, a massa de lignina preparada, é transferido para a prensagem de briquetes (de acordo com a patente RU2132361, classe C10L 5/44 publ. 27.06.99).

O diferencial desse método é a necessidade de operações adicionais para o enriquecimento de matérias-primas e, conseqüentemente, o alongamento do tempo de passagem das matérias-primas insumo do processo tecnológico. Trituração adicional das placas obtidas e formadas após a secagem, o que requer equipamento adicional, implicando substituição frequente de superfícies de trabalho e baixa produtividade. Uma observação importante pode ser o uso posterior do produto resultante durante a combustão, que só é possível em fornos especialmente preparados de caldeiras e equipamentos de forno, usando um transporte de suprimento, geralmente diferente das caldeiras convencionais a carvão operando com produtos de pellets.

O resultado técnico-econômico positivo da invenção proposta, a produção de pellets de combustível a partir de lignina hidrolítica, é aumentar a manufaturabilidade na produção de biocombustíveis, reduzir custos de energia, facilidade de seleção de equipamentos de processo, nenhum desperdício, baixo percentual de emissão. Cumprimento total e atos legislativos em questões de economia de energia, os requisitos da ecologia de regiões e localidades durante o uso posterior e armazenamento intermediário, o produto resultante já é um combustível de alta qualidade baseado em biomassa.

O resultado técnico reivindicado é alcançado pelo fato de que os pellets de lignina hidrolítica são feitos na forma de pellets de combustível, lignina comprimida. A lignina utilizada como matéria-prima na produção de pellets de combustível, obtida pela hidrólise de resíduos de madeira e antes do processamento e antes da prensagem, passa por uma limpeza fina com triagem em frações, seguida da remoção de elementos minerais de inclusões incombustíveis e detritos que afetam o aumento da porcentagem de resíduos de cinzas e emissões poluentes de baixa qualidade quando queimados.

Em um caso particular, a lignina de hidrólise já está no estado de produção de hidrólise enriquecida com resíduos derivados na quantidade de 1-20% (peso). Resíduos de hidrólise incluem resíduo de inversor, lodo quente, lodo frio, lodo orgânico de efluentes industriais, compostos orgânicos, grupos metoxila, grupos carboxila, grupos carbonila, hidróxidos fenólicos e hidrocarbonetos sólidos.

A produção de pellets de lignina hidrolítica é realizada da seguinte forma.

Hidrólise A lignina obtida por hidrólise usando soluções fracas de ácido sulfúrico enfraquecido no processo por aditivos de cal e resíduos de madeira do processamento de madeira é selecionada mecanicamente de estoques e depósitos de armazenamento e depois transportada para a produção para processamento.

No processo de processamento, passa por várias etapas antes do preparo.

Preparação e separação para processamento (remoção de objetos metálicos, inclusões e entulhos de construção, também madeira não hidrolisada).

Preparação de lignina hidrolítica para secagem. Nesta etapa, mistura-se uma parte da lignina hidrolítica seca, que passou pela etapa de secagem, e a lignina hidrolítica que entra na produção com um teor de umidade de 65% adquirido durante o armazenamento. Ao misturar, o teor de umidade da lignina hidrolítica é calculado e nivelado com o índice tecnológico necessário, que deve ser igual a 49 - 54%. O teor de umidade da matéria-prima deve ser correlacionado com a biomassa com um teor de umidade inferior a 14% e necessário para igualar o equilíbrio de umidade subsequente da matéria-prima antes da mistura.

A secagem da lignina hidrolítica é realizada em unidades de secagem do tipo tambor sem interação direta do vapor envolvido no processo e exclusão total da interação das matérias-primas com fogo aberto ou fontes temperaturas altas ou nós e geradores.

O fornecimento de vapor surdo é realizado em feixes de tubos, um enchimento característico da unidade de secagem usada. A secagem ocorre nos seios anulares do tambor secador, com mistura metódica e forçada, por meio de pás e rippers instalados. A secagem da lignina hidrolítica é realizada até atingir um índice de umidade de 8-14%.

Purificação fina de lignina de hidrólise. A lignina hidrolítica seca (matéria-prima) é alimentada para a etapa de purificação fina, seguida de separação em frações, por meio de conjuntos piramidais de peneiras, utilizando estimulação mecânica e fluxos de ar comprimido orientado para transporte e movimentação. O processo prevê a remoção de inclusões minerais e componentes da parte orgânica da composição de lignina de hidrólise. Além disso, o alinhamento da composição fracionada do material peneirado à fração da mistura acabada para transferência para o acumulador para posterior prensagem (granulação). O processo de separação em componentes fracionários, por meio de purificação fina de matérias-primas, afetando posteriormente a colagem ao formar um cilindro de produto, características físicas e composição química.

Pressionando em pelotas. O volume acumulado da massa homogênea preparada passa posteriormente para o estágio de preparação para prensagem. O período preparatório é de curto prazo e consiste em umedecer a lignina hidrolítica fornecida com seu próprio teor de umidade variando de 10-16% com água da torneira sem preparação adicional com uma temperatura na faixa de 4-10ºС. Prensagem, como compactação da massa preparada por meio de alimentação na prensa de pellets, ou seja, na cavidade móvel tecnológica entre os rolos de pressão e a matriz perfurada, que é o raio da superfície de trabalho pesada. Forçar o material seco e purificado fornecido, lignina, em orifícios com um diâmetro teoricamente aceito de cerca de 8 mm e uma profundidade de cerca de 8 mm e cortar o cilindro formado com uma faca externa dá o produto acabado, grânulos de lignina, pastilhas de combustível.

Além disso, o produto resultante passa pelo sistema de resfriamento e em um refrigerador especialmente projetado. O resfriamento é realizado por uma corrente de ar fornecida por um ventilador. Após o resfriamento, os pellets passam pela etapa de peneiramento, separando-se a fração fina resultante e o produto abaixo do padrão. A crivagem resultante é devolvida ao estágio de granulação e reprensada.

O produto acabado peneirado é transferido para silos de armazenamento. Processo completo.

Aplicação - queima. Na queima, os pellets de lignina não emitem odor, a queima é calma, controlada, com carpete uniforme na grelha, móvel ou estática. A fumaça da combustão de pellets de lignina hidrolítica é praticamente incolor, o arrastamento da chama está dentro das normas e regras da engenharia de energia térmica, a seção sobre o uso e uso de combustíveis sólidos e caldeiras de combustível sólido. A combustão de pellets de combustível de lignina também é comparável às condições de combustão de pellets de combustível feitos de madeira pura, carvão duro. Devido ao baixo teor de enxofre nas pastilhas de hidrólise, as emissões de dióxido de enxofre para a atmosfera têm baixo valor tendendo a zero. A combustão de pellets de lignina ainda é qualitativamente diferente da combustão de pellets de madeira clássicos, ambos em termos de liberação de energia térmica. Assim como ambientalmente e economicamente, os grânulos de lignina são mais vantajosos carvão duro e combustíveis líquidos. O uso de pellets de lignina permite automatizar o processo de carregamento, alimentando o dispositivo de combustão e regulando o processo de combustão. O uso de pellets de lignina devido ao alto valor calorífico igual a 20-21,5 MJ/kg, superior ao produto de madeira e igual em valor calorífico ao carvão de alta qualidade 5100 Kcal/kg. O tamanho (fracionário), alta densidade após a prensagem é caracterizado pela resistência do produto resultante e varia de 98 a 99,5%. Densidade a granel de 750kg/m3, ajuda a reduzir a quantidade de embalagem de transporte ao mover pellets de lignina de combustível para o local de queima (uso). Os pellets podem ser amplamente utilizados como combustível para caldeiras automatizadas, tanto domésticas quanto industriais, sem mudanças significativas no projeto, modernização preliminar e reconstrução de modelos e variantes existentes de equipamentos de caldeiras. Pellets de lignina hidrolítica, com base em suas características físicas e químicas, têm habilidades únicas e recursos de armazenamento acessíveis em várias condições armazenamento disponível, nas condições atmosféricas atuais, sem levar em consideração a estação do ano, precipitação, seu tipo e quantidade, sem alterar seu poder calorífico e preservando forma geométrica. Outra habilidade única é a hidrofobicidade impecável, de modo que não absorvem a umidade até a profundidade de todo o corpo do cilindro resultante, mas a repelem. Mas outra propriedade única é a restauração da umidade original após a exposição a um ambiente úmido. As características iniciais previstas pelas condições técnicas, os pellets adquirem por meio da influência de mudanças na umidade do ambiente ou com influências forçadas por fluxos massas de ar. Em uma palavra, ocorre a secagem.

Devido à forma correta, tamanho pequeno e consistência uniforme, os grânulos podem ser despejados através das mangas de carregadores a vácuo ou mangas sem indução mecânica de movimento, mas ao longo de uma inclinação pré-arranjada da calha usando a força de aceleração queda livre corpos sob a influência de determinados, peso físico. Isso permite não só automatizar os processos de carga e descarga e também garantir a dosagem uniforme de combustível durante a combustão, mas também obter economia de energia durante a movimentação.

Hoje, os pellets são comparáveis ​​em termos de custo de calor ao carvão, mas este último é difícil de implementar em processos de automação e operações básicas - o carregamento / remoção de escória deve ser realizado usando equipamento de extração de cinzas ou manualmente, dependendo do tipo de equipamento de caldeira. Um aspecto importante é a ausência de resíduo de cinzas, consequentemente, a ausência de custos de descarte. A formação de escória ao usar pellets é minimamente menor e igual a 3% da massa queimada do grânulo de lignina.

Ao contrário de outros tipos de combustível obtidos pelo método de granulação e prensagem, os aditivos e aditivos de terceiros não participam do processo de fabricação, substancias químicas portanto, não causam uma reação alérgica em humanos.

Em termos de valor calorífico, facilidade de utilização, armazenamento, transporte, utilização em equipamentos térmicos existentes, tanto industriais como domésticos, e qualidades ambientais, os pellets são um elo intermédio entre o carvão e o gás combustível, mas mais móveis e seguros.

1. Os pellets de lignina hidrolítica são produzidos na forma de pellets combustíveis prensados ​​a partir de lignina hidrolítica obtida por hidrólise de resíduos de madeira com soluções de ácido sulfúrico, caracterizados pelo fato de que, antes do processamento, a lignina hidrolítica é enriquecida com resíduos derivados da produção de hidrólise e, antes da prensagem, passa por limpeza fina com triagem em frações com posterior remoção de elementos minerais e diminuição do teor de cinzas.

2. Método para fabricação de pellets a partir de lignina hidrolítica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que antes do processamento, a lignina hidrolítica é enriquecida com resíduos derivados da produção de hidrólise e, antes da prensagem, é submetida a uma limpeza fina com triagem em frações, seguida de remoção dos elementos minerais e redução do teor de cinzas.

3. O método de acordo com a página 2, caracterizado pelo fato de que a lignina de hidrólise é enriquecida com produção de hidrólise de resíduos derivados na quantidade de 1-20% em peso.

Patentes semelhantes:

A invenção divulga um método para controle automatizado do processo de prensagem de combustível de turfa, incluindo medição de umidade, temperatura, consumo de matéria-prima e posterior comparação dos dados medidos com os valores definidos no microcontrolador, enquanto inclui adicionalmente medição automática e controle do pressão de pressão, velocidade de movimento e material de tempo de retenção no canal de matriz (prensagem).

A invenção descreve uma tora de queima longa, que é um produto monolítico com volume superior a 0,5 l e peso superior a 500 g, contendo parafina, estearina, cera ou suas misturas, farinha de madeira, palha triturada, papel não mais diâmetro superior a 1 mm, ou suas misturas, pellets de madeira até 4 mm de diâmetro e com um teor de humidade não superior a 8%, com uma fracção mássica em %: parafina, estearina, cera 30-40 farinha de madeira, palha triturada , papel 20-60 pellets de madeira 10-40 O resultado técnico da invenção reivindicada é o aumento do tempo de queima das toras, bem como sua identificação inequívoca.

A invenção revela um processo contínuo para a produção de material de biomassa densificado torrificado, compreendendo as etapas de: (a) fornecimento de material de biomassa densificado, (b) imersão do material de biomassa densificado em um líquido combustível, (c) torrefação do material de biomassa densificado em um líquido combustível em ou dentro de uma faixa de temperatura de cerca de 270°C a cerca de 320°C por um período de tempo de pelo menos 10 minutos a cerca de 120 minutos para formar biomassa densificada torrefada, (d) transportar a biomassa densificada torrefada do líquido combustível para um banho de água, e (e) recuperar a biomassa compactada e resfriada de um banho de água, enquanto a biomassa compactada e torrificada extraída no estágio (e) contém não mais do que cerca de 20% em peso/peso.

A invenção refere-se a um método para a produção de material de biomassa enriquecido com carbono, ao material assim obtido, bem como ao seu uso. O método para produzir material de biomassa enriquecido com carbono inclui as etapas de: (i) fornecer material lignocelulósico como matéria-prima, (ii) submeter a referida matéria-prima a um tratamento a temperaturas variando de 120°C a 320°C na presença de um subestequiométrico quantidade de oxigênio a uma concentração de O2 ou equivalentes de O2 na faixa de 0,15-0,45 mol/kg de material lignocelulósico seco, desde que a combustão completa do material lignocelulósico requeira uma quantidade estequiométrica de oxigênio em um recipiente de reação selado, (iii) aberto referido vaso de reação, e (iv) separar o produto sólido das misturas do vaso de reação.

A invenção descreve um método para produzir briquetes de combustível de carvão vegetal, incluindo moagem, mistura e prensagem com pré-aquecimento misturas até 80-100°C a uma pressão de 170-200 MPa e umidade de 10-12%, caracterizada pelo fato de que ao preparar a mistura, 5-10% em peso de serragem é adicionado ao carvão.

A invenção revela um método para produção de combustíveis a partir de biomassa, em que a biomassa é submetida a tratamento térmico em uma faixa de temperatura de 150 a 300°C, um reator (11) com pressão, aumento de vapor e ar, no qual a pressão é liberada após a conclusão do tratamento, enquanto aumenta a partir da pressão de descarga, o volume de vapor e outros gases é acumulado temporariamente em um recipiente (14) com volume adaptativo, e o vapor e outros gases são submetidos à troca de calor em pelo menos um trocador de calor ( 13) para que os gases condensados ​​se condensem e liberem calor de condensação em pelo menos um trocador de calor ( 13).

A invenção descreve um método para a fabricação de briquetes de combustível a partir de resíduos de madeira, incluindo o carregamento de resíduos de madeira, sua prensagem e secagem, enquanto após o carregamento dos resíduos de madeira, eles são adicionalmente compactados por ultrassom, seguido de prensagem e processamento simultâneos de resíduos de madeira por um campo elétrico de alta frequência.

A invenção revela briquetes de combustível a partir de uma mistura de dois componentes de origem madeireira: o primeiro componente é resíduo de madeira triturada de empresas de processamento de madeira e/ou empresas de processamento de madeira, e o segundo componente é carvão vegetal, enquanto a mistura de dois componentes é apresentada na forma forma de um material compósito homogeneizado obtido pela composição de uma matriz de resíduos de madeira triturada e endurecimento de partículas dispersas de carvão, realizado em duas etapas: a primeira etapa - ao combinar os seguintes processos simultâneos: secagem de resíduos de madeira com a umidade natural original, dispersão do carvão original e adsorção da matriz do carvão disperso; e a segunda etapa - no processo de briquetagem do material compósito, preferencialmente por extrusão, e a combinação de secagem, dispersão e adsorção é realizada em um fluxo de calor em loop dinâmico de uma mistura de gases de combustão com vapor de umidade de resíduos de madeira liberado durante o processo processo de secagem, enquanto o teor de carvão na matéria-prima é mantido entre 5÷30 wt.

A invenção descreve um método para produzir briquetes de combustível a partir de resíduos de madeira, incluindo moagem, secagem até um teor de umidade de 12-16%, mistura dos componentes da mistura, incluindo lignina de hidrólise técnica, e a preparação da mistura de aglutinante é realizada por adicionando 70-80% de carbonato de sódio à lignina de hidrólise técnica 5-10% e posterior ativação mecânica seguida pela adição de 15-20% de alcatrão aquecido a 90°C, a mistura obtida na quantidade de 10-15% é misturada com resíduos de madeira, triturados a 1-5 mm na quantidade de 85-90%, e a briquetagem da mistura é realizada a temperatura 90±2°C e pressão 45-50 MPa.

A invenção revela um método para produzir pellets de combustível, incluindo dosagem e mistura de lodo ativado formado em estações de tratamento biológico de efluentes com um aditivo desidratante, desidratação da mistura resultante e posterior moldagem da mistura, enquanto usa lodo ativado com um teor de água de 97-99 % em peso, como aditivo desidratante, é usado um lodo de tratamento químico de água de usina termelétrica (TPP) com um teor de umidade não superior a 3%, é realizada a dosagem e mistura de lodo ativado com um lodo de tratamento químico de água TPP na proporção (7-10): estágios, enquanto no primeiro estágio a centrifugação é realizada por 1-3 minutos até obter uma mistura com um teor de umidade de 69-74% e, no segundo estágio, a secagem é realizada em um secador de esteira a uma temperatura de 105-115 ° C por 20-40 minutos até obter uma mistura com umidade de 40-45%, em seguida, a mistura desidratada é formada por granulação e, em seguida, os grânulos são revestidos com um aditivo orgânico, enquanto as pelotas de combustível contém, % em peso: lodo ativado - 65-75, lodo de tratamento químico de água de TPP - 6-10, aditivo orgânico - o restante.

A invenção descreve um produto feito de carvão vegetal, contendo um corpo cilíndrico e elementos de suporte, e sua superfície inferior é feita na forma de uma lente côncava, e os elementos de suporte são separados por passagens difusoras de ar com configuração curvilínea arqueada do lado de fora e expandindo para dentro.

A invenção revela um método para a produção de briquetes e pellets de combustível, incluindo moagem, secagem, dosagem, alimentação, mistura, briquetagem, granulação e resfriamento, caracterizado pelo fato de que os briquetes e pellets são produzidos com base em uma mistura de corte de palha com a adição de até 20 a 30% de alcachofra de Jerusalém ou talos de girassol e suas cestas, ou 30 a 40% de resíduos secos de floresta ou jardim, ou até 20% de serragem.

A invenção revela um método para produzir um material combustível seco, incluindo: uma etapa de mistura de uma pluralidade de partículas feitas de um material combustível contendo umidade e um líquido desidratante feito de uma emulsão contendo uma resina sintética para formar uma mistura na qual as superfícies das partículas entram em contato com o líquido desidratante; e uma etapa de secagem para formar um revestimento de resina sintética feito de um líquido desidrogenante seco nas superfícies das partículas, evaporando a umidade das partículas para formar partículas revestidas, incluindo partículas com uma porcentagem reduzida de teor de umidade e um revestimento de resina sintética que reveste a superfície das partículas, em que a resina sintética contida no líquido de desidrogenação é uma resina acrílica, uma resina de uretano ou uma resina de acetato de polivinila, obtendo-se assim um material combustível seco formado a partir das partículas revestidas.

A presente invenção refere-se a um processo ambientalmente amigável e altamente eficiente para a produção de combustíveis sólidos usando resíduos orgânicos com alto teor de água, que inclui: (a) uma etapa de mistura de resíduos na qual resíduos orgânicos com alto teor de água e resíduos sólidos urbanos são alimentados em um Fe- reator baseado, e são misturados; (b) uma etapa de hidrólise na qual vapor de alta temperatura é fornecido ao reator à base de ferro para hidrolisar a mistura; (c) uma etapa de despressurização na qual o vapor do reator é ventilado e a pressão dentro do reator rapidamente para garantir resíduos orgânicos de baixo peso molecular após a etapa (b) ou de modo a aumentar a área de superfície específica lixo doméstico após a etapa (b); (d) um estágio de vácuo ou pressão diferencial para remover a água; e (e) uma etapa de produção de combustível sólido na qual o produto de reação da etapa (d) é naturalmente seco e comprimido para formar um combustível sólido com um teor de água de 10 a 20%. // 2569369

Um dispositivo para a produção de combustível de grão fino a partir de matérias-primas energéticas sólidas ou pastosas por secagem, contendo um reator de impacto com rotor e elementos de impacto, e o reator de impacto especificado é resistente ao calor até 350 ° C, um dispositivo para fornecer gás de secagem quente na parte inferior do reator de impacto, um dispositivo para fornecer matéria-prima de energia sólida ou pastosa na parte superior do reator, pelo menos um dispositivo para descarregar uma corrente de gás contendo partículas de matéria-prima de energia trituradas e secas, e um dispositivo para separar e descarregar partículas secas e trituradas de matéria-prima energética de uma corrente de gás descarregada de um reator de choque, enquanto o gás de secagem é introduzido no reator de impacto próximo ao selo de labirinto e/ou através do selo de labirinto localizado próximo ao eixo do rotor de o reator de impacto.

A invenção descreve um método para produzir combustível sólido, que inclui as etapas nas quais uma suspensão é preparada misturando carvão de baixa qualidade em pó e óleo; vaporizar a umidade contida na suspensão por aquecimento e separar a suspensão obtida após a etapa de evaporação em um material sólido e um líquido, a etapa de evaporação incluindo as etapas de aquecimento da suspensão no primeiro caminho de circulação e aquecimento da suspensão aquecida no segundo caminho de circulação, que é diferente do primeiro caminho de circulação, em que o vapor de processo gerado no estágio de evaporação é usado como meio de transferência de calor para qualquer um dos estágios de pré-aquecimento e estágio de aquecimento, e o vapor introduzido externamente é usado como calor meio de transferência para o outro estágio.

A invenção descreve pellets de lignina hidrolítica, feitos na forma de pellets de combustível, prensados ​​a partir de lignina hidrolítica, obtidos por hidrólise de resíduos de madeira com soluções de ácido sulfúrico, caracterizados pelo fato de que antes do processamento, a lignina hidrolítica é enriquecida com resíduos derivados da produção de hidrólise, e antes da prensagem, passa por uma limpeza fina com triagem em frações com posterior remoção dos elementos minerais e diminuição do teor de cinzas. Também divulgado é um método para fabricar pastilhas de lignina hidrolítica. O resultado técnico consiste em obter pellets com ótimas características: alto poder calorífico, alta resistência mecânica e não há formação de resíduos de cinzas durante a combustão. 2 n. e 1 z.p. voar.