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Copia de seguridad de твердотопливные del producto: compuestos a partir de la biomasa, turba y el biocarbón
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Presentarán los logros de la última 20 aniversario de la creación de sólidos de los productos derivados de materias primas renovables, residuos de bosques-, un árbol, торфопереработки y el apk. Рецептуростроение de compuestos con alto valor calorífico, hidrofóbicos y lo suficientemente resistentes a la biodegradación se abre la posibilidad de su aplicación de tecnologías limpias de combustión en calderas de baja energía, la utilización de hornos industriales o de producción. Estos combustibles, los productos son adecuados para almacenamiento a largo plazo como una copia de seguridad de combustible.
El problema de la creación de materiales compuestos a partir de la biomasa, turba, residuos de bosques y деревопереработки, la celulosa y el papel de las producciones, sólidos de desechos municipales y el biocarbón es relevante en la investigación y la práctica. En el plan de la pertinencia se relaciona con la necesidad de establecer las bases teóricas рецептуростроения sólidos de los productos basados en materias primas renovables, la turba y el otro con el avance de las propiedades establecidas. En la práctica, la pertinencia se define retos de la gestión de los desechos.
En el logro de las metas de reducción de emisiones de CO2 clave en la función total o parcial de la sustitución de carbón de piedra de combustible a base de materias primas renovables. En el momento actual el uso en centrales térmicas de carbón a cambio de carbón de piedra, y en líquido, aceites equipo distribuida de energía de la mezcla de madera y биоугольных sólidos de los productos o compuestos биоугольных briquetas y pellets a cambio de petroleo es la técnica y el real mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, es posible el uso de compuestos combustibles en cambio certificadas de gas natural y el carbón) en la composición de la eficiencia y de ahorro de energía de aditivos en la industria: en hornos de cemento, así como hornos de fundición de vidrio y fundiciones. Estamos en el umbral de rápido desarrollo de la биоугольного del mercado. Según proyecciones de la consultora empresa de ingeniería de la empresa Poyry en el año 2020, la producción de biocarbón será de 7,5 millones de toneladas. Este aumento de la producción de biocarbón vinculado a dos expanden a través nichos en el mercado de su uso: como un componente de combustible de los productos y para mejorar la fertilidad de los suelos.
En las últimas décadas a продуктовым reglas que sobre la base de una materia prima renovable ha despertado mayor interés en relación con el concepto de políticas de desarrollo sostenible, y en relación con el aumento de la importancia de las cuestiones ambientales. En consecuencia, el potencial de mercado de esta con el medio ambiente de la línea de productos está creciendo rápidamente en un 10-20 % en el año. Esto está conectado con la mejora tecnológica de prioridad de la capacidad агрополимеров y de biomasa, que condiciona el hecho de que los polímeros biodegradables se hacan el tema de los numerosos logros de la ciencia, no sólo en el mundo de la ciencia, sino también en la comercialización. Muchos profesionales haciendo esfuerzos para explorar las propiedades, especialmente chalfie, "verde" de los polímeros y ampliar su aplicación práctica.
Sin embargo, biodegradable se refiere al número de rasgos de combustible de los productos basados en materias primas renovables, que debe — y estamos comprometidos a superar, utilizando diferentes técnicas y composiciones de compuestos de biocombustibles, introduciendo en su composición, por ejemplo, "biochar" y sólidos гидрофобизирующие plastificantes-aglomerantes. Por lo tanto, el artículo se centra en los intentos de expansión de la aplicación práctica de lignocelulósicos de polímeros a base de materias primas renovables, incluyendo los biocombustibles, principalmente basada en libros, patentes y artículos del autor [1-5].
El desarrollo de la química y la tecnología de producción ecológicamente racionales de polímeros ("verdes" de los polímeros) también es relevante en la investigación y la práctica, y es la clave para el desarrollo sostenible, que puede apoyar a una vida cómoda. Rusia, como se sabe, es rica no sólo pósteres materias primas minerales, pero биоэнергетическими de los recursos culturales de su tierra arable incluyen el 9 % de las reservas mundiales anuales de materias lignocelulósicas, y los bosques almacenan 25 % de las reservas mundiales de la madera (perennes лигноцеллюлозные materiales). Cuando los combustibles fósiles dominan en los balances de transporte, la producción de calor y energía eléctrica.
El uso en centrales térmicas de carbón a cambio de carbón de piedra, y en líquido, aceites equipo distribuida de energía de la mezcla de madera y биоугольных sólidos de los productos o compuestos биоугольных briquetas y pellets a cambio de petroleo es la técnica y el real mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero
La estrategia de desarrollo de la energía en rusia hasta el año 2020 (aprobado mediante la Resolución del Gobierno de la federación de rusia 28.08.2003 nº 1234-pp), en el que está indicada la necesidad de un mayor uso de la turba y los diferentes tipos de desechos, incluyendo sólidos, residuos urbanos y residuos de лесохимического la producción y/o de la agricultura, la producción de calor y electricidad implica un aumento de la proporción de fuentes de energía renovables en el volumen de la demanda total de energía de hasta el 7% a partir de 2020. La capacidad técnica de la biomasa en rusia es de 53 millones de toneladas en capas de carbón equivalente. Esquema de la circulación de los polisacáridos, сахаридов y en la naturaleza se muestra en la fig. 1.
Ahora супермолекулярную la estructura de los "verdes" de los polímeros han comenzado a estudiar en la nanoescala, ya que fue posible observar las moléculas individuales y moleculares de acumulación de bajo атомносиловой microscopia (afm). La uja directamente lo muestra la heterogeneidad de ambos biopolímeros en кристаллическом o el estado amorfo. Además, morfológicos de la vigilancia pueden relacionarse con los resultados obtenidos con otros individuos de la medición. La uja se ha utilizado para observar супермолекулярной la estructura de la celulosa y la lignina, con sus derivados solubles en agua, tales como la carboximetil celulosa de sodio (NaCMC) y лигносульфонат de sodio (ЫаЛС). Ejemplos de puestos a la mica, fueron examinados con la ayuda de la uja.
En фотоизображениях de la uja nº kmts claramente marcada duros de hilo. El grosor de los hilos, ubicados en mono o doble capa, es de alrededor de 0,7 nm. Se considera que гидрофобная parte de una molécula se une a la superficie de la mica, y карбоксиметил grupo se aplican en la superficie exterior. La anchura de los hilos varía de hasta 15,2 18,2 nm. Los resultados obtenidos por el método de difracción de rayos x mostraron que cuatro-cinco de las moléculas estaban vinculados juntos y observado como hilo [6].
Лигнины obtienen a partir de recursos renovables, tales como los árboles, las plantas y los cultivos. Aproximadamente el 30 % de los componentes de la madera es la lignina. Лигнины tóxicos y son muy versátiles de los parámetros físico-químicos y la performance. La mayoría de los industriales лигнинов recibido en los procesos de cocción de la pulpa de la artesanía y diversos el sulfito de la celulosa. Лигниновый kraft, como regla general, se queman como combustible en las fábricas de celulosa, el volumen Anual de la producción de lignina en japón se estima que es de alrededor de 8 millones de toneladas. Además, la lignina se obtiene en el proceso de hidrólisis en las producciones de los paños de limpieza con alcohol. La producción de lignina en el mundo es de alrededor de 30 millones de toneladas al año. Sin embargo, cabe señalar que este valor sólo en el supuesto, ya que no hay estadísticas fiables, ya que a menudo se queman directamente después de la producción. Cerca de un millón de toneladas de derivados solubles en agua лигносульфонатов, que son productos derivados de la cocción, el sulfito de la celulosa, se utiliza en el japón en calidad de sustancias químicas tales como dispersantes.
Industrial de la lignina es un subproducto de la industria papelera y celulosa, como se mencionó anteriormente, y se separa principalmente de la madera al proceso químico de la cocción de la celulosa. Como se describió anteriormente, las principales tecnologías de делигнификации se utilizan en los procesos de cocción de celulosa kraft-сульфитными métodos. Otras tecnologías делигнификации son procesos сольволиза con el uso de disolventes orgánicos o un tratamiento de vapor de alta presión para la eliminación de la lignina de las plantas.
Normalmente лигнины son polímeros naturales arbitraria de malla, sus propiedades físicas y químicas varían en función de los procesos de extracción. Superior de la estructura de la lignina, que se compone de elementos de фенилпропана, аморфна. Tres фенилпропановых monómero, tales como конифериловый alcohol, синапиловый alcohol y каумарильный alcohol, se conectan y crean una malla tridimensional en el proceso de radical basado en la biosíntesis de la lignina. Por el motivo indicado anteriormente la lignina no es regular la estructura (como, por ejemplo, celulosa) es física y químicamente heterogéneo material, estructura química que exactamente no se conoce.
Debido a que cada molécula de lignina tiene más de dos гидроксильных grupos basados en лигнине de poliuretano derivados, derivados поликапролактона y resina epoxi pueden obtenerse mediante el uso de гидроксильных grupos.
La celulosa, la fórmula estructural que se describe en [1, 2], es lineal полисахаридом construida de los eslabones de la С6Н10О5. La cadena, con un máximo de 10 miles de глюкозидных eslabones de la cadena, en la ofensiva contra los racimos mediante puentes de hidrógeno. Перекрученные racimos forman los llamados фибриллы, que a través de гемицеллюлозных y лигниновых componentes como "pegados" entre sí en una única y una estructura rígida. La hemicelulosa — tenedor de polisacáridos, construidas en su mayor parte de los eslabones de la С5Н8О4 más corto que el de la celulosa, de la cadena.
Las fuentes renovables de energía a base de лигноцеллюлозного de las materias primas pueden ofrecer una amplia gama de servicios de energía durante mucho tiempo: la entrega confiable de calor, la electricidad, la energía para el transporte sin emisiones de gases de efecto invernadero y el impacto en el clima (en conformidad con el protocolo de kyoto). La ratificación de rusia de la convención de las naciones unidas sobre el cambio climático de 1994 (protocolo de kyoto) y la de París, el acuerdo de 2016 dan a entender que se debe buscar y aplicar nuevas estrategias y soluciones tecnológicas para reducir las emisiones de dióxido de carbono. Además, se aprobó la Estrategia de las naciones unidas de desarrollo de la energía hasta el año 2030, lo que implica la ampliación del ámbito de aplicación de las fuentes renovables de energía, con el fin de aumentar su participación en el consumo de electricidad de hasta 7 °%. Según algunas estimaciones, una adopción parcial de los combustibles fósiles a la biomasa en rusia permitirá guardar de 10 a 20 millones de toneladas de hidrocarburos fósiles y carbón al año. También se reducirá la emisión de dióxido de carbono en la atmósfera. El uso de la biomasa puede crear más incentivos para la inversión en las regiones, así como nuevos puestos de trabajo.
En la actualidad, en rusia hay dos áreas principales de producción de energía de la biomasa: el uso de residuos de лесохимического de la producción y деревопереработки para la generación de calor y electricidad, la producción de pellets de combustible (la mayor parte de ellos proviene de la exportación) y las briquetas para el mercado interno; la producción de biocombustibles líquidos para el transporte de biodiesel y de bioetanol (fig. 2).
Биодеградация, es decir, биоразложение de la biomasa, así como de los compuestos de pellets y briquetas a su base en el medio ambiente puede ser debido a diferentes factores y procesos: oxidación, hidrólisis, механотермическое la descomposición de la foto - y биодеструкция
Disponiendo de grandes reservas de materias primas vegetales, residuos de la cual se puede utilizar como combustible, las empresas rusas no pudieron antes de implementarlas en el mercado interno y en el mercado de europa debido a una serie de las dificultades derivadas de las características de los residuos de biomasa — sus bajos насыпным peso (80-250 kg/m3), el alto grado de humedad, así como биоразлагаемостью.
Биодеградация (биоразложение) de la biomasa, así como de los compuestos de pellets y briquetas a su base en el medio ambiente puede ser debido a diferentes factores y procesos: oxidación, hidrólisis, механотермическое la descomposición de la foto - y биодеструкция. La propensión o, por el contrario, la resistencia a los procesos de biodegradación se definen a partir de un conjunto de estudios de campo y pruebas de laboratorio, que incluye en conformidad con la norma de ensayo de materiales ASTM dimensión físico-mecánicas de la configuración y la composición química de los productos de descomposición como consecuencia de aeróbica y anaeróbica de la degradación del polímero en una variedad de entornos. Estas dificultades se aplican a la seguridad de los sólidos de los productos durante su almacenamiento, transporte, así como el deterioro de los parámetros de la combustión y otros
Una solución parcial para el problema ha sido posible por el aumento de la насыпного de peso y la densidad, el efecto térmico de la combustión mediante la granulación, es decir, la producción de pellets. A pesar de que el desarrollo de la industria de fabricación de pellets de combustible y optimistas, producción de energía a partir de biomasa se enfrenta con una serie de obstáculos que impiden su amplia difusión (como en rusia y en los países de la unión europea). Como se indica en el "Plan de desarrollo de la tecnología a partir de la biomasa de la" Comisión de las comunidades europeas, en el momento de la biomasa se realiza el 4% del total de la energía necesaria, para el año 2020, este porcentaje aumentará hasta el 20 %. En el mismo balance de la federación de rusia sigue prevalecerán los combustibles fósiles. También cabe señalar que rusia se encuentra en el tercer lugar en la lista de los estados con las máximas emisiones de CO2, después de estados unidos y la república popular de China.
De materias primas renovables para el sólido de biocombustibles representa la pulpa y лигниновые de la mezcla en la composición de los corderos de un año agrícola y perennes — madera (en forma de astillas, trozos, virutas, aserrín, polvo, residuos de pulpa y papel industrias, sino también de origen animal en пеллетированном o брикетированном como es una variedad de materias primas para la producción industrial. A partir de la biomasa se realiza no sólo el combustible sólido para hornos, chimeneas y calderas independientes de las viviendas, la cogeneración de pequeña y mediana potencia, pero el líquido o gaseoso combustible para el transporte.
En los últimos años en europa occidental, norteamérica y japón, ha habido un aumento espectacular de la producción de gránulos de biocombustibles. Биогранулы a diferencia de la biomasa inicial tienen un relativamente alto насыпную densidad (600-700 kg/m3), baja humedad (menos del 10 %), relativamente alto calor de combustión (en promedio 18 Mj/kg).
El autor desarrollados y patentados de la receta de combustible de pellets, briquetas y la tecnología para su producción (como en la base de la reproducción de las materias primas, por ejemplo, aserrín y otros desechos лесохимической y la industria de la madera, residuos de ppm, agroindustriales, y de todas carbono de compuestos de carbón, turba, de residuos de la refinación de petróleo), así como patentados en el año 2016, las composiciones para la producción de sólidos de los productos que tienen ventajas respecto a las tradicionales, a través de nuevos aditivos [3, 4] y pueden ser utilizados para crear la copia de seguridad de los biocombustibles, ya que tienen гидрофобностью, la durabilidad y resistente a la biodegradación.
En los últimos años en europa occidental, norteamérica y japón, ha habido un aumento espectacular de la producción de gránulos de biocombustibles. Биогранулы a diferencia de la biomasa inicial tienen un relativamente alto насыпную densidad, baja humedad relativamente alto calor de combustión (en promedio de 20 Mj/kg)
Propiedades térmicas de los mencionados componentes de las materias primas y de combustibles compuestos pueden ser caracterizados de diversos tipos de las investigaciones físico-químicas, incluyendo термогравиметрию (tg), diferenciado-análisis térmico (ДТА), diferencial сканирующую калориметрию (dsc), термомеханометрию (TMA), análisis mecánico dinámico (ДМА), калориметрию de la combustión. Al mismo tiempo, estamos combinaban buenas técnicas de medición diferentes, incluyendo espectrales métodos, como la tg — conversión de ft — ir-espectrometría de masas (ФТИР), así como la tg-ДТА. Estructura molecular de la celulosa y la lignina, los investigadores apuntaron durante los últimos 100 años, ya que ambos biopolímero son los principales componentes de las materias primas vegetales. Últimamente han aparecido más estructural sensibles de los métodos y la estructura cristalina de la celulosa se ha investigado mediante difracción de rayos x y espectrometría de твердофазного resonancia magnética nuclear (rmn). Por otro lado, las instituciones de la estructura de la lignina en el estado amorfo hasta que casi no han sido estudiados.
Continúa la celebración de опытнопромышленной aprobación de nuevas recetas y formas de producción de pellets de combustible. Junto con nuestros socios, que tengan equipos para la producción de pellets y briquetas, se prevé la continuación de los trabajos de mejora de las composiciones y la realización de la aprobación de nuevas recetas y formas de producción de pellets de combustible.
Las ventajas y la novedad de la patente de invención (2016 [4]) y la pureza de la tecnología en comparación con los combustibles, los productos se describen a continuación:
1. De materias primas renovables, "biochar" y la turba es un material básico de biocombustibles sólidos de los productos), y compuestos. Es un tipo de combustible industrial. Sólido plastificante en la composición de un compuesto de combustible de producto — tizón, a diferencia de los líquidos de resinas tipo de adhesivos, así como de agua caliente y vapor (que tradicionalmente se utilizan para las распариванием), proporciona una mejora de todos los parámetros operativos de las briquetas/pellets y la reducción de la биоразлагаемости:
3. El aumento de la eficiencia брикетированного/пеллетированного de combustible de hasta el 80 y el 90 % en comparación con el de piedra, el carbón y la leña. Posibilidad de transformación de la energía producida, por ejemplo, de calor en electricidad. Calentar la vivienda y locales de producción брикетами/ пеллетами más barato que el de la energía eléctrica.
4. La polivalencia de combustible de los productos de biocarbón y la posibilidad de utilizar para la combustión en calderas de uso doméstico y de producción, en la energía de las instalaciones térmicas y eléctricas de las estaciones o, por ejemplo, como sorbente. Es decir, la posibilidad de aplicar en el mercado de los combustibles, y en el mercado de productos para mejorar los suelos.
5. La exigencia en el mercado europeo — exportado la mercancía.
6. Las pilas de combustible de los productos, a diferencia de la biomasa inicial, tienen un relativamente alto насыпную densidad (600-700 kg/m3), baja humedad (menos del 10 %), relativamente alto calor de combustión (en promedio de 16 a 18 Mj/ kg, llegando a 30 Mj/kg de acuerdo con la Patente de la invención de la federación de rusia, 2016).
7. La autonomía en relación con la baja пожароопасностью convenientes y almacenamiento, y transporte (así como las briquetas/ gránulos tienen un alto valor de ángulo de reposo de la masa). Es posible la alimentación automática-carga en la caldera y la automatización del proceso de obtención de energía térmica.
Conclusiones
Por lo tanto, uno de los más importantes logros del progreso científico-técnico en el campo de la investigación de nuevos intensivos de sistemas (para el reemplazo parcial de minerales de carbón y gas) en la última 20 años se hizo el estudio, la creación y la introducción en la práctica de tecnologías de producción de sólidos de productos compuestos, de los cuales el combustible es altamente poder calorífico y una combinación de propiedades, tales como, por ejemplo, la hidrofobicidad y la resistencia a la biodegradación, que contribuyen a su largo plazo de almacenamiento y el uso como una copia de seguridad de combustible, así como la utilización de многоцелевому destino, incluso en la composición de la construcción de materiales compuestos y para mejorar la fertilidad de los suelos — en la composición de los fertilizantes. publicado
Fuente: www.c-o-k.ru/articles/rezervnye-tverdotoplivnye-izdeliya-kompozity-na-osnove-biomassy-torfa-i-biouglya
El problema de la creación de materiales compuestos a partir de la biomasa, turba, residuos de bosques y деревопереработки, la celulosa y el papel de las producciones, sólidos de desechos municipales y el biocarbón es relevante en la investigación y la práctica. En el plan de la pertinencia se relaciona con la necesidad de establecer las bases teóricas рецептуростроения sólidos de los productos basados en materias primas renovables, la turba y el otro con el avance de las propiedades establecidas. En la práctica, la pertinencia se define retos de la gestión de los desechos.
En el logro de las metas de reducción de emisiones de CO2 clave en la función total o parcial de la sustitución de carbón de piedra de combustible a base de materias primas renovables. En el momento actual el uso en centrales térmicas de carbón a cambio de carbón de piedra, y en líquido, aceites equipo distribuida de energía de la mezcla de madera y биоугольных sólidos de los productos o compuestos биоугольных briquetas y pellets a cambio de petroleo es la técnica y el real mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, es posible el uso de compuestos combustibles en cambio certificadas de gas natural y el carbón) en la composición de la eficiencia y de ahorro de energía de aditivos en la industria: en hornos de cemento, así como hornos de fundición de vidrio y fundiciones. Estamos en el umbral de rápido desarrollo de la биоугольного del mercado. Según proyecciones de la consultora empresa de ingeniería de la empresa Poyry en el año 2020, la producción de biocarbón será de 7,5 millones de toneladas. Este aumento de la producción de biocarbón vinculado a dos expanden a través nichos en el mercado de su uso: como un componente de combustible de los productos y para mejorar la fertilidad de los suelos.
En las últimas décadas a продуктовым reglas que sobre la base de una materia prima renovable ha despertado mayor interés en relación con el concepto de políticas de desarrollo sostenible, y en relación con el aumento de la importancia de las cuestiones ambientales. En consecuencia, el potencial de mercado de esta con el medio ambiente de la línea de productos está creciendo rápidamente en un 10-20 % en el año. Esto está conectado con la mejora tecnológica de prioridad de la capacidad агрополимеров y de biomasa, que condiciona el hecho de que los polímeros biodegradables se hacan el tema de los numerosos logros de la ciencia, no sólo en el mundo de la ciencia, sino también en la comercialización. Muchos profesionales haciendo esfuerzos para explorar las propiedades, especialmente chalfie, "verde" de los polímeros y ampliar su aplicación práctica.
Sin embargo, biodegradable se refiere al número de rasgos de combustible de los productos basados en materias primas renovables, que debe — y estamos comprometidos a superar, utilizando diferentes técnicas y composiciones de compuestos de biocombustibles, introduciendo en su composición, por ejemplo, "biochar" y sólidos гидрофобизирующие plastificantes-aglomerantes. Por lo tanto, el artículo se centra en los intentos de expansión de la aplicación práctica de lignocelulósicos de polímeros a base de materias primas renovables, incluyendo los biocombustibles, principalmente basada en libros, patentes y artículos del autor [1-5].
El desarrollo de la química y la tecnología de producción ecológicamente racionales de polímeros ("verdes" de los polímeros) también es relevante en la investigación y la práctica, y es la clave para el desarrollo sostenible, que puede apoyar a una vida cómoda. Rusia, como se sabe, es rica no sólo pósteres materias primas minerales, pero биоэнергетическими de los recursos culturales de su tierra arable incluyen el 9 % de las reservas mundiales anuales de materias lignocelulósicas, y los bosques almacenan 25 % de las reservas mundiales de la madera (perennes лигноцеллюлозные materiales). Cuando los combustibles fósiles dominan en los balances de transporte, la producción de calor y energía eléctrica.
El uso en centrales térmicas de carbón a cambio de carbón de piedra, y en líquido, aceites equipo distribuida de energía de la mezcla de madera y биоугольных sólidos de los productos o compuestos биоугольных briquetas y pellets a cambio de petroleo es la técnica y el real mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero
La estrategia de desarrollo de la energía en rusia hasta el año 2020 (aprobado mediante la Resolución del Gobierno de la federación de rusia 28.08.2003 nº 1234-pp), en el que está indicada la necesidad de un mayor uso de la turba y los diferentes tipos de desechos, incluyendo sólidos, residuos urbanos y residuos de лесохимического la producción y/o de la agricultura, la producción de calor y electricidad implica un aumento de la proporción de fuentes de energía renovables en el volumen de la demanda total de energía de hasta el 7% a partir de 2020. La capacidad técnica de la biomasa en rusia es de 53 millones de toneladas en capas de carbón equivalente. Esquema de la circulación de los polisacáridos, сахаридов y en la naturaleza se muestra en la fig. 1.
Ahora супермолекулярную la estructura de los "verdes" de los polímeros han comenzado a estudiar en la nanoescala, ya que fue posible observar las moléculas individuales y moleculares de acumulación de bajo атомносиловой microscopia (afm). La uja directamente lo muestra la heterogeneidad de ambos biopolímeros en кристаллическом o el estado amorfo. Además, morfológicos de la vigilancia pueden relacionarse con los resultados obtenidos con otros individuos de la medición. La uja se ha utilizado para observar супермолекулярной la estructura de la celulosa y la lignina, con sus derivados solubles en agua, tales como la carboximetil celulosa de sodio (NaCMC) y лигносульфонат de sodio (ЫаЛС). Ejemplos de puestos a la mica, fueron examinados con la ayuda de la uja.
En фотоизображениях de la uja nº kmts claramente marcada duros de hilo. El grosor de los hilos, ubicados en mono o doble capa, es de alrededor de 0,7 nm. Se considera que гидрофобная parte de una molécula se une a la superficie de la mica, y карбоксиметил grupo se aplican en la superficie exterior. La anchura de los hilos varía de hasta 15,2 18,2 nm. Los resultados obtenidos por el método de difracción de rayos x mostraron que cuatro-cinco de las moléculas estaban vinculados juntos y observado como hilo [6].
Лигнины obtienen a partir de recursos renovables, tales como los árboles, las plantas y los cultivos. Aproximadamente el 30 % de los componentes de la madera es la lignina. Лигнины tóxicos y son muy versátiles de los parámetros físico-químicos y la performance. La mayoría de los industriales лигнинов recibido en los procesos de cocción de la pulpa de la artesanía y diversos el sulfito de la celulosa. Лигниновый kraft, como regla general, se queman como combustible en las fábricas de celulosa, el volumen Anual de la producción de lignina en japón se estima que es de alrededor de 8 millones de toneladas. Además, la lignina se obtiene en el proceso de hidrólisis en las producciones de los paños de limpieza con alcohol. La producción de lignina en el mundo es de alrededor de 30 millones de toneladas al año. Sin embargo, cabe señalar que este valor sólo en el supuesto, ya que no hay estadísticas fiables, ya que a menudo se queman directamente después de la producción. Cerca de un millón de toneladas de derivados solubles en agua лигносульфонатов, que son productos derivados de la cocción, el sulfito de la celulosa, se utiliza en el japón en calidad de sustancias químicas tales como dispersantes.
Industrial de la lignina es un subproducto de la industria papelera y celulosa, como se mencionó anteriormente, y se separa principalmente de la madera al proceso químico de la cocción de la celulosa. Como se describió anteriormente, las principales tecnologías de делигнификации se utilizan en los procesos de cocción de celulosa kraft-сульфитными métodos. Otras tecnologías делигнификации son procesos сольволиза con el uso de disolventes orgánicos o un tratamiento de vapor de alta presión para la eliminación de la lignina de las plantas.
Normalmente лигнины son polímeros naturales arbitraria de malla, sus propiedades físicas y químicas varían en función de los procesos de extracción. Superior de la estructura de la lignina, que se compone de elementos de фенилпропана, аморфна. Tres фенилпропановых monómero, tales como конифериловый alcohol, синапиловый alcohol y каумарильный alcohol, se conectan y crean una malla tridimensional en el proceso de radical basado en la biosíntesis de la lignina. Por el motivo indicado anteriormente la lignina no es regular la estructura (como, por ejemplo, celulosa) es física y químicamente heterogéneo material, estructura química que exactamente no se conoce.
Debido a que cada molécula de lignina tiene más de dos гидроксильных grupos basados en лигнине de poliuretano derivados, derivados поликапролактона y resina epoxi pueden obtenerse mediante el uso de гидроксильных grupos.
La celulosa, la fórmula estructural que se describe en [1, 2], es lineal полисахаридом construida de los eslabones de la С6Н10О5. La cadena, con un máximo de 10 miles de глюкозидных eslabones de la cadena, en la ofensiva contra los racimos mediante puentes de hidrógeno. Перекрученные racimos forman los llamados фибриллы, que a través de гемицеллюлозных y лигниновых componentes como "pegados" entre sí en una única y una estructura rígida. La hemicelulosa — tenedor de polisacáridos, construidas en su mayor parte de los eslabones de la С5Н8О4 más corto que el de la celulosa, de la cadena.
Las fuentes renovables de energía a base de лигноцеллюлозного de las materias primas pueden ofrecer una amplia gama de servicios de energía durante mucho tiempo: la entrega confiable de calor, la electricidad, la energía para el transporte sin emisiones de gases de efecto invernadero y el impacto en el clima (en conformidad con el protocolo de kyoto). La ratificación de rusia de la convención de las naciones unidas sobre el cambio climático de 1994 (protocolo de kyoto) y la de París, el acuerdo de 2016 dan a entender que se debe buscar y aplicar nuevas estrategias y soluciones tecnológicas para reducir las emisiones de dióxido de carbono. Además, se aprobó la Estrategia de las naciones unidas de desarrollo de la energía hasta el año 2030, lo que implica la ampliación del ámbito de aplicación de las fuentes renovables de energía, con el fin de aumentar su participación en el consumo de electricidad de hasta 7 °%. Según algunas estimaciones, una adopción parcial de los combustibles fósiles a la biomasa en rusia permitirá guardar de 10 a 20 millones de toneladas de hidrocarburos fósiles y carbón al año. También se reducirá la emisión de dióxido de carbono en la atmósfera. El uso de la biomasa puede crear más incentivos para la inversión en las regiones, así como nuevos puestos de trabajo.
En la actualidad, en rusia hay dos áreas principales de producción de energía de la biomasa: el uso de residuos de лесохимического de la producción y деревопереработки para la generación de calor y electricidad, la producción de pellets de combustible (la mayor parte de ellos proviene de la exportación) y las briquetas para el mercado interno; la producción de biocombustibles líquidos para el transporte de biodiesel y de bioetanol (fig. 2).
Биодеградация, es decir, биоразложение de la biomasa, así como de los compuestos de pellets y briquetas a su base en el medio ambiente puede ser debido a diferentes factores y procesos: oxidación, hidrólisis, механотермическое la descomposición de la foto - y биодеструкция
Disponiendo de grandes reservas de materias primas vegetales, residuos de la cual se puede utilizar como combustible, las empresas rusas no pudieron antes de implementarlas en el mercado interno y en el mercado de europa debido a una serie de las dificultades derivadas de las características de los residuos de biomasa — sus bajos насыпным peso (80-250 kg/m3), el alto grado de humedad, así como биоразлагаемостью.
Биодеградация (биоразложение) de la biomasa, así como de los compuestos de pellets y briquetas a su base en el medio ambiente puede ser debido a diferentes factores y procesos: oxidación, hidrólisis, механотермическое la descomposición de la foto - y биодеструкция. La propensión o, por el contrario, la resistencia a los procesos de biodegradación se definen a partir de un conjunto de estudios de campo y pruebas de laboratorio, que incluye en conformidad con la norma de ensayo de materiales ASTM dimensión físico-mecánicas de la configuración y la composición química de los productos de descomposición como consecuencia de aeróbica y anaeróbica de la degradación del polímero en una variedad de entornos. Estas dificultades se aplican a la seguridad de los sólidos de los productos durante su almacenamiento, transporte, así como el deterioro de los parámetros de la combustión y otros
Una solución parcial para el problema ha sido posible por el aumento de la насыпного de peso y la densidad, el efecto térmico de la combustión mediante la granulación, es decir, la producción de pellets. A pesar de que el desarrollo de la industria de fabricación de pellets de combustible y optimistas, producción de energía a partir de biomasa se enfrenta con una serie de obstáculos que impiden su amplia difusión (como en rusia y en los países de la unión europea). Como se indica en el "Plan de desarrollo de la tecnología a partir de la biomasa de la" Comisión de las comunidades europeas, en el momento de la biomasa se realiza el 4% del total de la energía necesaria, para el año 2020, este porcentaje aumentará hasta el 20 %. En el mismo balance de la federación de rusia sigue prevalecerán los combustibles fósiles. También cabe señalar que rusia se encuentra en el tercer lugar en la lista de los estados con las máximas emisiones de CO2, después de estados unidos y la república popular de China.
De materias primas renovables para el sólido de biocombustibles representa la pulpa y лигниновые de la mezcla en la composición de los corderos de un año agrícola y perennes — madera (en forma de astillas, trozos, virutas, aserrín, polvo, residuos de pulpa y papel industrias, sino también de origen animal en пеллетированном o брикетированном como es una variedad de materias primas para la producción industrial. A partir de la biomasa se realiza no sólo el combustible sólido para hornos, chimeneas y calderas independientes de las viviendas, la cogeneración de pequeña y mediana potencia, pero el líquido o gaseoso combustible para el transporte.
En los últimos años en europa occidental, norteamérica y japón, ha habido un aumento espectacular de la producción de gránulos de biocombustibles. Биогранулы a diferencia de la biomasa inicial tienen un relativamente alto насыпную densidad (600-700 kg/m3), baja humedad (menos del 10 %), relativamente alto calor de combustión (en promedio 18 Mj/kg).
El autor desarrollados y patentados de la receta de combustible de pellets, briquetas y la tecnología para su producción (como en la base de la reproducción de las materias primas, por ejemplo, aserrín y otros desechos лесохимической y la industria de la madera, residuos de ppm, agroindustriales, y de todas carbono de compuestos de carbón, turba, de residuos de la refinación de petróleo), así como patentados en el año 2016, las composiciones para la producción de sólidos de los productos que tienen ventajas respecto a las tradicionales, a través de nuevos aditivos [3, 4] y pueden ser utilizados para crear la copia de seguridad de los biocombustibles, ya que tienen гидрофобностью, la durabilidad y resistente a la biodegradación.
En los últimos años en europa occidental, norteamérica y japón, ha habido un aumento espectacular de la producción de gránulos de biocombustibles. Биогранулы a diferencia de la biomasa inicial tienen un relativamente alto насыпную densidad, baja humedad relativamente alto calor de combustión (en promedio de 20 Mj/kg)
Propiedades térmicas de los mencionados componentes de las materias primas y de combustibles compuestos pueden ser caracterizados de diversos tipos de las investigaciones físico-químicas, incluyendo термогравиметрию (tg), diferenciado-análisis térmico (ДТА), diferencial сканирующую калориметрию (dsc), термомеханометрию (TMA), análisis mecánico dinámico (ДМА), калориметрию de la combustión. Al mismo tiempo, estamos combinaban buenas técnicas de medición diferentes, incluyendo espectrales métodos, como la tg — conversión de ft — ir-espectrometría de masas (ФТИР), así como la tg-ДТА. Estructura molecular de la celulosa y la lignina, los investigadores apuntaron durante los últimos 100 años, ya que ambos biopolímero son los principales componentes de las materias primas vegetales. Últimamente han aparecido más estructural sensibles de los métodos y la estructura cristalina de la celulosa se ha investigado mediante difracción de rayos x y espectrometría de твердофазного resonancia magnética nuclear (rmn). Por otro lado, las instituciones de la estructura de la lignina en el estado amorfo hasta que casi no han sido estudiados.
Continúa la celebración de опытнопромышленной aprobación de nuevas recetas y formas de producción de pellets de combustible. Junto con nuestros socios, que tengan equipos para la producción de pellets y briquetas, se prevé la continuación de los trabajos de mejora de las composiciones y la realización de la aprobación de nuevas recetas y formas de producción de pellets de combustible.
Las ventajas y la novedad de la patente de invención (2016 [4]) y la pureza de la tecnología en comparación con los combustibles, los productos se describen a continuación:
1. De materias primas renovables, "biochar" y la turba es un material básico de biocombustibles sólidos de los productos), y compuestos. Es un tipo de combustible industrial. Sólido plastificante en la composición de un compuesto de combustible de producto — tizón, a diferencia de los líquidos de resinas tipo de adhesivos, así como de agua caliente y vapor (que tradicionalmente se utilizan para las распариванием), proporciona una mejora de todos los parámetros operativos de las briquetas/pellets y la reducción de la биоразлагаемости:
- aumenta el valor de la resistencia y reduce la крошимость);
- mejora el brillo de la superficie y en algunas categorías de mejora de la blancura;
- contribuye a un aumento de los valores de densidad 1,2 g/cm3 y más;
- aumenta la duración de la combustión (arde sin humo, exactamente);
- aumenta el poder calorífico (efecto térmico de la combustión dentro de 16-18-30 Mj/kg);
- reduce el consumo de energía debido a la reducción de la presión durante el prensado y "подсушивающего efecto con respecto a la humedad de la materia prima.
3. El aumento de la eficiencia брикетированного/пеллетированного de combustible de hasta el 80 y el 90 % en comparación con el de piedra, el carbón y la leña. Posibilidad de transformación de la energía producida, por ejemplo, de calor en electricidad. Calentar la vivienda y locales de producción брикетами/ пеллетами más barato que el de la energía eléctrica.
4. La polivalencia de combustible de los productos de biocarbón y la posibilidad de utilizar para la combustión en calderas de uso doméstico y de producción, en la energía de las instalaciones térmicas y eléctricas de las estaciones o, por ejemplo, como sorbente. Es decir, la posibilidad de aplicar en el mercado de los combustibles, y en el mercado de productos para mejorar los suelos.
5. La exigencia en el mercado europeo — exportado la mercancía.
6. Las pilas de combustible de los productos, a diferencia de la biomasa inicial, tienen un relativamente alto насыпную densidad (600-700 kg/m3), baja humedad (menos del 10 %), relativamente alto calor de combustión (en promedio de 16 a 18 Mj/ kg, llegando a 30 Mj/kg de acuerdo con la Patente de la invención de la federación de rusia, 2016).
7. La autonomía en relación con la baja пожароопасностью convenientes y almacenamiento, y transporte (así como las briquetas/ gránulos tienen un alto valor de ángulo de reposo de la masa). Es posible la alimentación automática-carga en la caldera y la automatización del proceso de obtención de energía térmica.
Conclusiones
Por lo tanto, uno de los más importantes logros del progreso científico-técnico en el campo de la investigación de nuevos intensivos de sistemas (para el reemplazo parcial de minerales de carbón y gas) en la última 20 años se hizo el estudio, la creación y la introducción en la práctica de tecnologías de producción de sólidos de productos compuestos, de los cuales el combustible es altamente poder calorífico y una combinación de propiedades, tales como, por ejemplo, la hidrofobicidad y la resistencia a la biodegradación, que contribuyen a su largo plazo de almacenamiento y el uso como una copia de seguridad de combustible, así como la utilización de многоцелевому destino, incluso en la composición de la construcción de materiales compuestos y para mejorar la fertilidad de los suelos — en la composición de los fertilizantes. publicado
Fuente: www.c-o-k.ru/articles/rezervnye-tverdotoplivnye-izdeliya-kompozity-na-osnove-biomassy-torfa-i-biouglya
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