Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

Біомаса

Те, з чого складається рослинність і тваринний світ, прийнято називати біомасою. Рослинна біомаса є первинним джерелом енергії на Землі. Основа біомаси - органічні сполуки вуглеводнів, які в процесі окиснення при згоранні або в результаті природного перегнивання виділяють теплоту.

ПЕРЕЗВОНИТЕ МНЕ

У біоенергетиці як одне з можливих джерел поновлювальної енергії може використовуватися біомаса. Під цим терміном у цій галузі розуміють всі види рослин, рослинні відходи сільського господарства, деревообробної та інших видів промисловості, що мають енергетичну цінність і можуть бути використані як паливо. У більш широкому розумінні до біомаси відносять також побутові відходи не завжди рослинного походження, що зумовлено однаковим принципом їх утилізації.

Найчастіше біомасою є солома, відходи перероблення зерна під час обмолочення, відходи деревини (тріска, кора, стружки), опале листя, гілки дерев тощо.

Біомаса, як уже зазначалося, є одним із найдавніших джерел енергії, однак її використання до недавнього часу зводилося до прямого спалювання у відкритому вогнищі або в печах і топках з відносно низьким ККД. Останнім часом ефективному енергетичному використанню біомаси стали приділяти значно більше уваги, при цьому з'явилися й нові аргументи:

- використання рослинної біомаси за умови її безперервного поновлення (наприклад нові лісові насадження після вирубки лісу) не призводить до збільшення концентрації СО2 в атмосфері;

- у промислово розвинених країнах в останні роки з’явилися залишки оброблюваної землі, яку доцільно використовувати під енергетичні плантації;

- енергетичне використання відходів (сільськогосподарських, промислових, побутових) вирішує екологічні проблеми;

- новітні технології дозволяють використовувати біомасу значно ефективніше.

- Про екологічну чистоту біомаси свідчить те, що в період росту рослини поглинають сонячну енергію, воду, вуглекислий газ, виділяють кисень та утворюють вуглець у процесі фотосинтезу. Під час спалювання процес йде у зворотному напрямку: кисень поглинається, а тепло, вода та вуглекислий газ виділяються. В цьому процесі кількість поглинутого та виділеного вуглекислого газу абсолютно однакова. Використовувати рослини як паливо можна, коли вони досягнуть певних розмірів: для трави потрібно менше року, для дерева - 10-15 років.

Щодо нафти, вугілля та газу спостерігається та ж закономірність для С02, але час, необхідний для поновлення балансу С02, сягає кількох мільйонів років.

Серйозною проблемою є енергетичне використання твердих побутових відходів. Вихід відходів становить 250-700 кг на одного мешканця в рік і збільшується щорічно на 4-6 %, випереджуючи приріст населення. Сміттєспалювальні установки (інсинератори) в багатьох країнах світу є малоефективними та не відповідають вимогам екології. Тому розроблення нових схем використання твердих побутових відходів є дуже актуальним питанням.

Особливо гостро проблема ефективного використання біомаси стоїть для країн, що розвиваються, насамперед для тих, у яких біомаса є єдиним доступним джерелом енергії. Тут іде мова про раціональне використання деревини та різних сільськогосподарських і побутових відходів. Усім відомо, що сьогодні населення деяких країн, у першу чергу африканських, вирубує ліси для приготування їжі. Цей процес завдає значної шкоди як місцевому, так і глобальному клімату. Просте вогнище для приготування їжі має ККД 14-15 %. Використання більш досконалих пристроїв дасть змогу підвищити ККД до 35-50 %, скоротити потребу в паливі більше ніж утричі.

Використання біомаси для отримання енергії є більш екологічно безпечним, ніж, наприклад, вугілля - під час спалювання біомаси виділяється менше 0,2 % сірки і від 3 до 5 % золи в порівнянні з 2— З % і 10-15 % відповідно для вугілля, до того ж біомаса практично нейтральна відносно діоксиду водню. Крім того, зола біомаси може повернутися в ґрунт, що забезпечує замкненість кругообігу біогенних елементів.

Як відомо, утворення біомаси (ріст клітин) зумовлене виробленням у клітинах рослин вуглецю за рахунок процесу фотосинтезу за схемою

В процесі утворення 1 кг сухої біомаси (деревини) поглинається 1,83 кг СО2 і стільки ж виділяється при її розкладанні (окисненні, горінні).

Щороку завдяки фотосинтезу утворюється така кількість біомаси, що її сухий залишок еквівалентний 220 млрд т, що перевищує світову потребу в паливі приблизно в 10 разів.

Біопаливо має низьку енергетичну здатність порівняно з органічним паливом і з ним важче працювати. Приблизне значення теплотворності біопалива (ккал/кг) можна визначити з виразу [1]

q = 4100-45<і,

де d — вологість біопалива, %.

Отже, для біопалива з вмістом вологи 40 % теплотворність може становити близько 2300 ккал/кг. Теплотворність окремих видів відходів:

- відходи лісного господарства - 2050 ккал/кг;

- відходи деревообробки - 2300 ккал/кг;

- міські тверді відходи - 2400 ккал/кг;

- пластмаса - до 12000 ккал/кг.

Недоліком біомаси як палива є відносно великий, порівняно з іншими видами палива, вміст вологи. Біомаса вважається сухою, якщо знаходиться в довготривалій рівновазі з середовищем, зазвичай суха біомаса містить від 10 до 15 % вологи.

Позитивним щодо біомаси є мала кількість утвореної після її спалювання золи та її якість. У ряді випадків така зола може бути використана як добриво, тоді як при спалюванні вугілля проблема золовиділення та утилізації такої золи є доволі серйозною.

Побутові відходи (сміття) міст складаються з продуктів життєдіяльності людини. В містах із розвиненою промисловістю та торговельною інфраструктурою відходи доповнюються за рахунок їх діяльності. У спрощеному вигляді відходи на 1 людину за добу для таких міст становлять:

- побутові відходи —1,1 кг;

- торгівельні - 0,6 кг;

- промислові —1,4 кг;

- різні речі - 0,1 кг; разом - 3,2 кг.

У місті з кількістю мешканців 20 тис. осіб за добу збирається 64 т відходів. У середньому густина відходів коливається в межах 120- 300 кг/м, їхня теплота згорання - 10350 кДж/кг, вологість - 28,6 %, зольність - 20,8. Місто за рік може зекономити за рахунок використання побутових відходів 8250 т у. п.

У теперішній час у світі для енергетичних цілей використовується до 1 млрд т у. п. рослинної маси, що еквівалентно 25 % світового добування нафти. Потенціальні ж ресурси рослинної маси для енергетичного використання досягають 100 млрд ту. п. У країнах екваторіального поясу біомаса залишається основним джерелом енергії, її частка в енергобалансі країн, що розвиваються, становить 35 %; у світовому споживанні енергоресурсів - 12 %.

Найбільш ефективними технологіями використання біомаси є термохімічні: пряме спалювання, газифікація, піроліз, метанове збродження.

Додати коментар

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+380 (68) 408 39 56 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (50) 984 5 684 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (67) 561 22 71 — решта обладнання
ICQ: 491675177
e-mail: msd@inbox.ru

WordPress Video Lightbox