635
Торфектовані гранули
Торфектований, або біокоал (чорний), гранули мають ряд переваг у порівнянні з традиційними, інакше називають білий. Ці переваги особливо проявляються при спалюванні торфектованих гранул і вугілля на теплових електростанцій.
За різними назвами ринку приховує той самий відомий виробничий процес: випал твердої біомаси (англ. – torrefaction) і її подальше гранулювання в гранули; аналогічна технологія використовується в стрільбі кавових бобів. Процес обсмажування спочатку наноситься в 1930-ті роки у Франції (французьке реф'є, яке перекладається як «смажити», в основному використовується для позначення процесу обсмажування кавових бобів). На відміну від кавових бобів, тверда біомаса спалюється без кисню при температурі 200-330 oC.
Хімічний аналіз біомаси після такої стрільби показав, що він набуває більшого тепла згоряння, інтенсивності енергії та поліпшення порівняно з показниками згоряння біомаси. Процес стрільби застосовується для всіх видів біомаси.
Нідерланди попереду планетиDuywen - невелике село в провінції Гелерланд, поблизу кордону з Німеччиною. З дня заснування в Римській імперії до введення невеликої пивоварні в наш час вона не відіграла важливу роль в галузі Нідерландів.
Всі змінилися протягом останніх кількох років. Компанія Duiven стала найбільшим осередком світового ринку гранул. РАМ Інноги, 100% дочірня компанія з одного з найбільших енергетичних концерну RWE (в якій компанія Gazprom також має частку), разом з голландською компанією Topell Energy (39 відсотків якої належить RWE), інвестувала 15 млн євро в будівництво найбільшого світового виробничого об'єкту для об'єднання гранул сьогодні.
Торфектовані гранули (ТП) через процес розірвання набувають характеристики, які відрізняють їх від звичайних гранул для кращого. Досить сказати, що вміст калорій одного тону рифлених гранул вище одного тону не рефектованих гранул.
Чому німецька компанія RWE впроваджує такий проект за кордоном? Відповідність проста: згідно законодавства Нідерланди, всі вугільні теплові електростанції зобов’язані вигорнути будь-яку кількість біомаси разом з вугіллям, для якого держава, з 2002 року і в цей день гарантовано оплачувати ці теплові електростанції субсидії в кількості 5-6 євро центів за кожну кілват-годину електроенергії, вироблену спільним згорянням біомаси. У Німеччині не існує таких умов для теплових електростанцій (за німецьким законодавством про відновлювану енергетику, тільки виробництво електроенергії на рослинах потужністю до 20 МВт підлягає 100% використанню біомаси). Таким чином, обсяг продажів промислових гранул у Нідерландах та Бельгії, де працюють аналогічні програми голландського уряду для спільного з німецькою мовою, значно вище, ніж у Німеччині. На основі вищевказаних переваг ТП, багато європейських виробників та енергетичних компаній тепер беттінг на торфектованих деревних гранулах та інших торренованих твердих біомасах для отримання конкурентних переваг у виробників класичних гранул.
Навесні 2011 року введено в експлуатацію завод Дуйвен. Продуктивність лінії рефінгу і гранулювання становить 8 тонн на годину, сировина – відходи деревини. «Наскільки основне завдання», – розповідає кришпінське озеро, працівник інвестиційного відділу RWE Innogy, – довести завод до рівня максимально можливого щорічного виходу не менше 60 тис. тонн. П. Лейк перевантажив цей проект з етапу допроектної роботи, тому буквально кожен знає про процес обертів. За його словами, основною проблемою заводу Duiven є забезпечення безперервного постачання сировини на промислову вагу, що сьогодні непросто досягти не тільки в Нідерландах, але і в інших країнах Західної Європи. Ви навіть повинні сортувати і обробити так звану старовинну деревину - будь-які деревні вироби, які служили їх терміном, до меблів, крім деталей, покритих фарбами. Торфектовані гранули подаються до вугільної електростанції, що працює в місті Гертруйденберг поблизу села.
Як працює так званий торбедний реактор, запатентований головний модуль торбації рослин гранул в Дювені, робота?
Сировина у вигляді подрібненої деревини біомаси вводять в реактор і нагрівають в ньому без доступу до кисню до температури 220-330 °C. Нагрів триває від декількох секунд до однієї години - в залежності від встановленого режиму обертів. Під час цього процесу утворюється газ, що забезпечує високу температуру, необхідну для процесу обробки. Для запуску реактора використовується зовнішній джерело живлення. Як тільки реактор досягає необхідної робочої температури, процес стає закритим, без зовнішнього енергопостачання. Після завершення режиму рефектування тривалість якого встановлюється в залежності від якості вхідної сировини, вихід є однорідним продуктом з високою щільністю енергії, відмінною якістю шліфування, вологості до 5%, що містить менше, ніж в неторрованій біомасі, кількості домішок. Крім того, торфектовані гранули набувають гідрофобності, тобто можливість відбиття вологи і протистояти процесам знепаду і бродіння, що дозволяє зберігати їх навіть у відкритому повітрі.
«Порівняно з традиційними гранулами, ТП має безліч переваг, а головне –, звичайно, підвищена щільність енергії», – розповідає Мартін Англійська, фахівець відділу біоенергетики та захисту навколишнього середовища в австрійському інституті машинобудування та хімії у Відні. При порушенні властивостей біомаси радикально змінюється: структура целюлози знищується, утворюється значна частина вологи, утворюються вільні молекули вуглецю, водню і кисню. Структура торфектованих гранул схожа на вугілля, так як при хімічних процесах в деревному та іншому рослинному біомасі, під час перебудови всі вуглеводи перетворюються в біохар (ненасичені вуглеводні), окислюють і реагують з молекулами кисню. Біочар має такі ж властивості, як викопане вугілля і може легко його спалювати. З огляду на те, що в результаті стрільби, волога торфектованих гранул значно знижується, вони стають ламкими і подрібнюються більш легко, ніж звичайні гранули. Таким чином, при згортанні ТП з вугіллям немає необхідності модернізувати паливну лінію - не потрібно додатково встановлювати гранульовані дробарки і окрему гранульову систему.
У більшості вугільних електростанцій використовується флаєрний метод горіння палива, а вугілля дробиться до пилоподібного стану перед подачею в котел, а промислові гранули подрібнюються до розміром близько 2 мм при згортанні на дробарки. Торфектовані гранули подрібнюються разом з вугіллям, а завдяки властивостям, описаним вище, потрібна менше енергії для їх подрібнення, ніж для шліфування класичних гранул. Торфектовані гранули можна змішати заздалегідь з вугіллям в паливному складі ТЕС. Оскільки щільність енергії ТП перевершує прості гранули, витрати на транспортування та зберігання, оскільки спеціальні сухі номери не потрібні для зберігання торфектованих гранул, вони можуть зберігатися навіть у відкритому повітрі, разом з вугіллям. Прості гранули деревини при такому зберіганні через біологічну активність деревини поглинають вологу від повітря, втрачають вміст калорій, схильні до гниття, а коли вода замочується і знищується. Торрефікація також зменшує вміст сульфату в гранулах. Але, можливо, головною мотивацією застосування торрефікації в Європі є екологічна спрямованість використання торфектованої біомаси (зниження викидів парникових газів від згортання з вугіллям) і обмежена ресурсна база для виробництва звичайних деревних гранул. Вимоги до енергетичного брусу щорічно зростає, і навіть доцільно збільшити використання енергоблоків не вирішує проблеми нестачі сировини для виробництва біопалива.
Якість сировини для виробництва кріплих гранул не схильна до таких суворих вимог, як якість сировини для простих деревних гранул - для виробництва ТП, можна використовувати найнижчі якісні чіпси або кору. Ресурсна база для виробництва торфектованих паливних гранул розширюється через те, що в технологічному процесі можна використовувати соломку, сітку, залишки рослинного масла, обробка цукрових буряків, інші сільськогосподарські відходи, тверді побутові відходи (MSW) і навіть всі види пластмас. Різноманітні суміші твердої біомаси можна обґрунтувати. Наприклад, FoxCoal в Нідерландах, щоб відреагувати пластик разом з відпрацьованим папером і отримати високоякісні гранули, які багато в чому перевершують вугілля. Біологічна біомаса часто називають біометром.
Асоціація голландських торфакцій (DTA), яка включає в себе 4Енергетичний інвест з Бельгії, Центр досліджень енергії Нідерланди (ECN) та голландські компанії FoxCoal, Topell Energy, Torr-Coal Technology.
Інші відомі компанії в Нідерландах, такі як BTG (Biomas Technology Group), запроваджена технологіям об'єднання біомаси. Нидерланди займають перше місце в світі в кількості компаній і державних установ, що працюють в цій галузі.
Таблиця 1. Вплив параметрів процесу об'єднання на склад
Торрі
,00 Р
У 2006 році голландський фахівець з термодинаміки та піролізу біомаси Марк Ян Принц у журналі аналітичного та прикладного піролізу, а також в папці, опублікованому Університетом Ейндховена (Environmental Technology Group, кафедрою хімічної інженерії та хімії), наведено результати термодинамічних досліджень процесів тренізації та газифікації деревини, які він провів у співпраці з групою дослідників. З цих результатів випливає, що характеристики перетираного дерева безпосередньо залежать від типу деревини, тривалості і температури процесу. Маса. 1 показує результати порівняння характеристик верби перед рефрекцією і після двох режимів процесу.
Перспективи визначення в НімеччиніУ Німеччині, на відміну від інших країн Західної Європи, використання торфектованої біомаси видно тільки в довгостроковій перспективі. Дерев'яні гранули використовуються на німецькому ринку майже 100% тільки в галузі теплоенергетики - в комунальних котелах, для обігріву житлових секторів, ферм, невеликих промислових підприємств (на зразок Нідерланди, Бельгія, Велика Британія, де гранули використовуються переважно для виробництва електроенергії). У Німеччині котлети вигорають в котлах потужністю до 300 кВт (у приватних домогосподарствах) і в невеликих котлах потужністю до 3 МВт.
На форумі, що проводиться в рамках міжнародної виставки на гранулах (інтерпеллетах), яка проводиться щорічно в Штутгарті, заступником голови Німецької асоціації виробників пелюшок (DEPV) Ганс Мартін Баєр заявив, що сьогодні для теплоенергетики ще не актуально. Це принципово неправильно, щоб поліпшити ефективність сучасних європейських теплових електростанцій, більшість з яких працюють на «передісторичному обладнанні», спалюючи нове покоління біопалива. Чому не розв’язувати цю проблему шляхом модернізації електростанцій для оптимального згоряння звичайної біомаси?
Такі заяви, швидше за все, пояснюються тим, що зараз в Німеччині, так як багато європейських експертів неодноразово відзначили, є перевиробництво паливних гранул. У 2001 році Німеччина видобула 1,86 млн тонн гранул, споживала лише 1,4 млн тонн з реальною продуктивністю всіх гранульованих рослин 2.7 млн тонн на рік. У 2012 році країна очікується отримання більш ніж 2 млн тонн деревних гранул. Більшість цих продуктів відповідають Din + або новий європейський стандарт EN-A1, A2. Промислові гранули виробляють в невеликих обсягах, так як твердопаливні теплові електростанції в Німеччині використовують переважно деревні відходи (брухти палива, відходи після санітарної палички, догляд за скиданнями, ландшафтні роботи, старі деревні та ін.).
І експорт таких гранул з Німеччини на електростанції в Нідерландах не витримує конкуренцію виробників з США та Канади, де вартість продукції нижча, а транспортні витрати на морські перевезення по всій території Атлантиці в Роттердамі за допомогою великокаліберних океанських суден на тонну значно менше, ніж вартість перевезення дорожніми або рейками з Німеччини.
У Німеччині немає економічних передумов для виробництва торфектованих гранул. До того ж досить достаткова сировина для ТЕС. Але для інших видів біомаси щорічно утворюються значні обсяги сировини. За даними Німецького центру досліджень біомаси (DBFZ), солом'я можна використовувати з 8 до 13 млн тонн на рік. І перший і так далеко єдина теплова електростанція в Emsland, використовуючи введений соломкою, була введена тільки в цьому році.
Тим не менш, деякі німецькі науково-дослідні центри та енергетичні компанії намагаються зберегти час і проводити дослідження на біомасі, отримувати гранти з ЄС для цих розробок. З січня 2012 року ДБФЗ проводить таку роботу в рамках 7-ї наукової програми з біоенергетики Європейського Союзу; дата завершення досліджень та презентації результатів 2015 р. У проекті беруть участь понад 20 європейських компаній та дослідницьких центрів. До них відносяться дочірні підприємства провідних європейських енергетичних компаній, таких як RWE Innogy, E.on UK, Vattenfall AB, Австрійський науково-дослідний інститут хімії та технологій (OFI), і Нидерландський енергетичний центр (ECN). Janet Witt, директор Департаменту біоенергетичних систем ДБФЗ, каже, що цей центр є координатором усього проекту, під час експериментів і досліджень, торифікація різних видів твердої біомаси буде здійснюватися, згортання отриманого крутого біопаливо з коричневим і вугільним вугіллям в різних співвідношеннях. На основі результатів дослідження будуть розроблені рекомендації для виробників твердих біопалива: які біопалива та як краще торфектувати. Тести будуть проводитися на реакторах різних типів: стаціонарні, мобільні, роторно-друмові, вихрово-шарові реактори тощо. Для визначення, яке обладнання найбільше підходить для цього. Торфектовані гранули і брикети будуть протестовані для збереження властивостей у відкритому повітрі (випробування на реакцію з шаром грунту і гідрофобністю).
У 2009 році RWE Інноги встановлене обладнання для демонстрації біомаси в Гас-Waerme Institut в Ессені як частина іншого наукового проекту, в якому: Рур-Університет Бочка (Ruhr-Universitaet Bochum), Technische Hochschule Aachen, Thyssen-Krupp metal company (Thyssen Kru), Hümbärühärühmba (Huermbühmba) біоінженер Echita (Huermbühühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbhmbhmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbühmbühmbhmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbühühmbühühmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbhmbhmbhmbühmbhmbühmbühmbüh З 2012 року проект включив не тільки дослідження мікроелементизації біомаси, але й інші шляхи підвищення якості твердої біомаси для більш ефективного згоряння, зокрема з вугіллям.
Управління енергетичним концерном Vattenfall, одного з провідних європейських виробників електроенергії (головно в Німеччині та Швеції) в вугільних теплових електростанцій, планує виробляти торфектовані гранули в кількості до 5 млн тонн на рік до 2020 року на заводах, які будуть побудовані в США та Південній Америці. Директор концерну з планування та використання біомаси Ульріх Руш, однак, говорить про ці плани досить обережно, враховуючи, що сьогодні реалізовано лише невеликі пілотні проекти для обертизації, і це не так легко запустити масштабне виробництво на їх основі. Все ще необхідно проводити всі види випробувань і вивчити всі дійсно робочі технології для визначення. Для цих цілей планується придбати торфектовані гранули від 40 виробників, що працюють по всьому світу, а в Берліні Reuter West TPP належить концерну, провести технічні тести на згоряння торфектованих гранул з вугіллям в різних пропорціях. Попередньо проаналізують ко-перевезення промислових гранул, або, як вони нещодавно стали відомими, білими гранулами, на вугільних електростанціях концерну показали, що суміш гранул і вугілля повинна містити не більше 20% білих гранул від загального обсягу палива, випалених на станції. У разі використання торфектованих (чорних) гранул, ця сума може бути збільшена до 50-70%.
Багато науково-дослідних проектів, описаних вище в Німеччині, також здійснюється через те, що в 2018 році держава зупинить підсидування вугільної промисловості. 15 липня 2011 року в силу здійснювалося нове вугільне право (Стеніконолфінанзіерезгецец), що регулює державні субсидії для видобутку вугілля в Німеччині та державної допомоги для закривання шахт та укладних шахт. Сума допомоги поступово зменшиться, а до кінця 2018 року повністю припиняється. Можливість продовження субсидії виключено, так як згодою Європейської Комісії для нових субсидій було отримано в 2011 році тільки за умови, що ця робота буде виконана в 2018 році. Цього року, ймовірно, буде кінець вугільної ери Німеччини, якщо енергетичні ціни різко підвищуються.
Що про інші країни Європи?У 2008 році компанія BioEnergy Development North AB (BioEnergy Development North AB) запустила пілотний проект в Швеції, щоб зміцнити біомасу. У 2009 році видобуває першу партію рефектованих біопаливо і отримала фінансування від Шведської енергетичної адміністрації шведської енергії для побудови промислового заводу з переробки в Ернскььольдсвіку та продовження його рефреакційних досліджень в Університеті. Умео. Наприкінці 2009 року було розпочато проектування ТЕС потужністю 22 МВт. «Це перша світова лінія для об’єднання такої великої потужності», - сказав Андрій Нордін, професор Університету Умео. Схожі дослідження та експерименти проводяться ще однією шведською компанією - Торкаппаратер АБ, яка з 1937 р. розробляє технології для сушіння деревини.
Настільний 2. Характеристика торфектованих гранул,
отримано на пілотному заводі Thermya SA, у порівнянні з
з характеристиками класичних гранул і чіпсів
У Франції компанія Thermya SA запатентувала новий принцип реактора (Torspyd) з двома вертикальними колонами, вздовж яких біомаса і газ постійно переміщаються в протилежних напрямках. Маса. 2 показує характеристики торфектованих гранул, отриманих на пілотному заводі цієї компанії, у порівнянні з особливостями класичних гранул і чіпсів.
Не можна, але згадувати тут ще одну французьку компанію - Біозелене з технологією термічної обробки біомаси і відходів шляхом рефрефікації, піролізу і газифікації за допомогою запатентованого електронагріву шнека (швидка) конвеєра і обладнання для термообробки сипучих продуктів.
Коли тверда біомаса є обґрунтованою за допомогою цієї технології, виведення є шматком біочара, характеристики яких аналогічні до тих, хто з середньокалорійного вугілля, а також рідкого біопаливо (так званого піролізного масла) та біогазу, які можна використовувати як:
Незважаючи на те, що технологія біозеленого в першу чергу призначена для переробки та переробки відходів: біомаси, тверді відходи, пластмаси і т.д., вона також може бути використана для переохолодження гранул або брикети.
Британська фірма Rotawave Biocoal Ltd розробила технологію на основі принципу роботи мікрохвильової печі, а отже, називається мікрохвильовою технологією для біопалива, що дозволяє видобути тверді сорбовані біопаливо та органічні масла з біомаси. Технологія ґрунтується на використанні високочастотних електромагнітних ефектів на сировину, розташованих в унікальному керамічному барабані, що дозволяє підтримувати високотемпературний режим в системі, мінімізувати експлуатаційні витрати і забезпечити невеликі розміри виробництва.
Таблиця 3. Приклади інвестиційних витрат у проектах рослин
Торифікація гранул в Європі
За даними Міжнародного енергетичного агентства, в ЄС біомаса використовується більш ніж 150 вугільних електростанцій, як паливо для згоряння. Більшість з цих теплових електростанцій розташовані в Нідерландах, Бельгії, Данії, Великобританії та Польщі. У Польщі планується побудувати теплові електростанції, призначені для згоряння згортання торфектованої біомаси та вугілля. На сьогоднішній день деревні паливні гранули і невеликі кількості гранул від сільськогосподарських відходів (прото, соняшникові віски і т.д.) в основному використовуються як біомаса.
Комерційний директор компанії Topell Energy Robin Пост ван дер Бург на конференції з генерації альтернативної енергії в березні 2012 року в Роттердамі обговорили з російськими партнерами можливість постачання торрифікація обладнання до Росії. Мапа Пост ван дер Бург сказав, що згідно з ним понад 60 комерційних компаній та дослідницьких інститутів наразі займається торрифікаціям у світі.
Торфектовані гранули все ще використовуються на теплових електростанціях нерегулярно, ми можемо сказати, в порядку тестування. Не вдалося встановити серійне виробництво технологічного обладнання для об’єднання. І майже всі рослини і лінії, побудовані на біомасі, працюють переважно в режимі демонстрації або, на краще, виробляють продукцію нижче реальної ємності.
Тим не менш, інтерес європейців у торфектованих гранулах зростає. Про це свідчать дані про інвестиційні витрати в проектах рослин для об’єднання гранул (Таблиця 3).
Видання
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki
Джерело: lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/2683
За різними назвами ринку приховує той самий відомий виробничий процес: випал твердої біомаси (англ. – torrefaction) і її подальше гранулювання в гранули; аналогічна технологія використовується в стрільбі кавових бобів. Процес обсмажування спочатку наноситься в 1930-ті роки у Франції (французьке реф'є, яке перекладається як «смажити», в основному використовується для позначення процесу обсмажування кавових бобів). На відміну від кавових бобів, тверда біомаса спалюється без кисню при температурі 200-330 oC.
Хімічний аналіз біомаси після такої стрільби показав, що він набуває більшого тепла згоряння, інтенсивності енергії та поліпшення порівняно з показниками згоряння біомаси. Процес стрільби застосовується для всіх видів біомаси.
Нідерланди попереду планетиDuywen - невелике село в провінції Гелерланд, поблизу кордону з Німеччиною. З дня заснування в Римській імперії до введення невеликої пивоварні в наш час вона не відіграла важливу роль в галузі Нідерландів.
Всі змінилися протягом останніх кількох років. Компанія Duiven стала найбільшим осередком світового ринку гранул. РАМ Інноги, 100% дочірня компанія з одного з найбільших енергетичних концерну RWE (в якій компанія Gazprom також має частку), разом з голландською компанією Topell Energy (39 відсотків якої належить RWE), інвестувала 15 млн євро в будівництво найбільшого світового виробничого об'єкту для об'єднання гранул сьогодні.
Торфектовані гранули (ТП) через процес розірвання набувають характеристики, які відрізняють їх від звичайних гранул для кращого. Досить сказати, що вміст калорій одного тону рифлених гранул вище одного тону не рефектованих гранул.
Чому німецька компанія RWE впроваджує такий проект за кордоном? Відповідність проста: згідно законодавства Нідерланди, всі вугільні теплові електростанції зобов’язані вигорнути будь-яку кількість біомаси разом з вугіллям, для якого держава, з 2002 року і в цей день гарантовано оплачувати ці теплові електростанції субсидії в кількості 5-6 євро центів за кожну кілват-годину електроенергії, вироблену спільним згорянням біомаси. У Німеччині не існує таких умов для теплових електростанцій (за німецьким законодавством про відновлювану енергетику, тільки виробництво електроенергії на рослинах потужністю до 20 МВт підлягає 100% використанню біомаси). Таким чином, обсяг продажів промислових гранул у Нідерландах та Бельгії, де працюють аналогічні програми голландського уряду для спільного з німецькою мовою, значно вище, ніж у Німеччині. На основі вищевказаних переваг ТП, багато європейських виробників та енергетичних компаній тепер беттінг на торфектованих деревних гранулах та інших торренованих твердих біомасах для отримання конкурентних переваг у виробників класичних гранул.
Навесні 2011 року введено в експлуатацію завод Дуйвен. Продуктивність лінії рефінгу і гранулювання становить 8 тонн на годину, сировина – відходи деревини. «Наскільки основне завдання», – розповідає кришпінське озеро, працівник інвестиційного відділу RWE Innogy, – довести завод до рівня максимально можливого щорічного виходу не менше 60 тис. тонн. П. Лейк перевантажив цей проект з етапу допроектної роботи, тому буквально кожен знає про процес обертів. За його словами, основною проблемою заводу Duiven є забезпечення безперервного постачання сировини на промислову вагу, що сьогодні непросто досягти не тільки в Нідерландах, але і в інших країнах Західної Європи. Ви навіть повинні сортувати і обробити так звану старовинну деревину - будь-які деревні вироби, які служили їх терміном, до меблів, крім деталей, покритих фарбами. Торфектовані гранули подаються до вугільної електростанції, що працює в місті Гертруйденберг поблизу села.
Як працює так званий торбедний реактор, запатентований головний модуль торбації рослин гранул в Дювені, робота?
Сировина у вигляді подрібненої деревини біомаси вводять в реактор і нагрівають в ньому без доступу до кисню до температури 220-330 °C. Нагрів триває від декількох секунд до однієї години - в залежності від встановленого режиму обертів. Під час цього процесу утворюється газ, що забезпечує високу температуру, необхідну для процесу обробки. Для запуску реактора використовується зовнішній джерело живлення. Як тільки реактор досягає необхідної робочої температури, процес стає закритим, без зовнішнього енергопостачання. Після завершення режиму рефектування тривалість якого встановлюється в залежності від якості вхідної сировини, вихід є однорідним продуктом з високою щільністю енергії, відмінною якістю шліфування, вологості до 5%, що містить менше, ніж в неторрованій біомасі, кількості домішок. Крім того, торфектовані гранули набувають гідрофобності, тобто можливість відбиття вологи і протистояти процесам знепаду і бродіння, що дозволяє зберігати їх навіть у відкритому повітрі.
«Порівняно з традиційними гранулами, ТП має безліч переваг, а головне –, звичайно, підвищена щільність енергії», – розповідає Мартін Англійська, фахівець відділу біоенергетики та захисту навколишнього середовища в австрійському інституті машинобудування та хімії у Відні. При порушенні властивостей біомаси радикально змінюється: структура целюлози знищується, утворюється значна частина вологи, утворюються вільні молекули вуглецю, водню і кисню. Структура торфектованих гранул схожа на вугілля, так як при хімічних процесах в деревному та іншому рослинному біомасі, під час перебудови всі вуглеводи перетворюються в біохар (ненасичені вуглеводні), окислюють і реагують з молекулами кисню. Біочар має такі ж властивості, як викопане вугілля і може легко його спалювати. З огляду на те, що в результаті стрільби, волога торфектованих гранул значно знижується, вони стають ламкими і подрібнюються більш легко, ніж звичайні гранули. Таким чином, при згортанні ТП з вугіллям немає необхідності модернізувати паливну лінію - не потрібно додатково встановлювати гранульовані дробарки і окрему гранульову систему.
У більшості вугільних електростанцій використовується флаєрний метод горіння палива, а вугілля дробиться до пилоподібного стану перед подачею в котел, а промислові гранули подрібнюються до розміром близько 2 мм при згортанні на дробарки. Торфектовані гранули подрібнюються разом з вугіллям, а завдяки властивостям, описаним вище, потрібна менше енергії для їх подрібнення, ніж для шліфування класичних гранул. Торфектовані гранули можна змішати заздалегідь з вугіллям в паливному складі ТЕС. Оскільки щільність енергії ТП перевершує прості гранули, витрати на транспортування та зберігання, оскільки спеціальні сухі номери не потрібні для зберігання торфектованих гранул, вони можуть зберігатися навіть у відкритому повітрі, разом з вугіллям. Прості гранули деревини при такому зберіганні через біологічну активність деревини поглинають вологу від повітря, втрачають вміст калорій, схильні до гниття, а коли вода замочується і знищується. Торрефікація також зменшує вміст сульфату в гранулах. Але, можливо, головною мотивацією застосування торрефікації в Європі є екологічна спрямованість використання торфектованої біомаси (зниження викидів парникових газів від згортання з вугіллям) і обмежена ресурсна база для виробництва звичайних деревних гранул. Вимоги до енергетичного брусу щорічно зростає, і навіть доцільно збільшити використання енергоблоків не вирішує проблеми нестачі сировини для виробництва біопалива.
Якість сировини для виробництва кріплих гранул не схильна до таких суворих вимог, як якість сировини для простих деревних гранул - для виробництва ТП, можна використовувати найнижчі якісні чіпси або кору. Ресурсна база для виробництва торфектованих паливних гранул розширюється через те, що в технологічному процесі можна використовувати соломку, сітку, залишки рослинного масла, обробка цукрових буряків, інші сільськогосподарські відходи, тверді побутові відходи (MSW) і навіть всі види пластмас. Різноманітні суміші твердої біомаси можна обґрунтувати. Наприклад, FoxCoal в Нідерландах, щоб відреагувати пластик разом з відпрацьованим папером і отримати високоякісні гранули, які багато в чому перевершують вугілля. Біологічна біомаса часто називають біометром.
Асоціація голландських торфакцій (DTA), яка включає в себе 4Енергетичний інвест з Бельгії, Центр досліджень енергії Нідерланди (ECN) та голландські компанії FoxCoal, Topell Energy, Torr-Coal Technology.
Інші відомі компанії в Нідерландах, такі як BTG (Biomas Technology Group), запроваджена технологіям об'єднання біомаси. Нидерланди займають перше місце в світі в кількості компаній і державних установ, що працюють в цій галузі.
Таблиця 1. Вплив параметрів процесу об'єднання на склад
Торрі
,00 РУ 2006 році голландський фахівець з термодинаміки та піролізу біомаси Марк Ян Принц у журналі аналітичного та прикладного піролізу, а також в папці, опублікованому Університетом Ейндховена (Environmental Technology Group, кафедрою хімічної інженерії та хімії), наведено результати термодинамічних досліджень процесів тренізації та газифікації деревини, які він провів у співпраці з групою дослідників. З цих результатів випливає, що характеристики перетираного дерева безпосередньо залежать від типу деревини, тривалості і температури процесу. Маса. 1 показує результати порівняння характеристик верби перед рефрекцією і після двох режимів процесу.
Перспективи визначення в НімеччиніУ Німеччині, на відміну від інших країн Західної Європи, використання торфектованої біомаси видно тільки в довгостроковій перспективі. Дерев'яні гранули використовуються на німецькому ринку майже 100% тільки в галузі теплоенергетики - в комунальних котелах, для обігріву житлових секторів, ферм, невеликих промислових підприємств (на зразок Нідерланди, Бельгія, Велика Британія, де гранули використовуються переважно для виробництва електроенергії). У Німеччині котлети вигорають в котлах потужністю до 300 кВт (у приватних домогосподарствах) і в невеликих котлах потужністю до 3 МВт.
На форумі, що проводиться в рамках міжнародної виставки на гранулах (інтерпеллетах), яка проводиться щорічно в Штутгарті, заступником голови Німецької асоціації виробників пелюшок (DEPV) Ганс Мартін Баєр заявив, що сьогодні для теплоенергетики ще не актуально. Це принципово неправильно, щоб поліпшити ефективність сучасних європейських теплових електростанцій, більшість з яких працюють на «передісторичному обладнанні», спалюючи нове покоління біопалива. Чому не розв’язувати цю проблему шляхом модернізації електростанцій для оптимального згоряння звичайної біомаси?
Такі заяви, швидше за все, пояснюються тим, що зараз в Німеччині, так як багато європейських експертів неодноразово відзначили, є перевиробництво паливних гранул. У 2001 році Німеччина видобула 1,86 млн тонн гранул, споживала лише 1,4 млн тонн з реальною продуктивністю всіх гранульованих рослин 2.7 млн тонн на рік. У 2012 році країна очікується отримання більш ніж 2 млн тонн деревних гранул. Більшість цих продуктів відповідають Din + або новий європейський стандарт EN-A1, A2. Промислові гранули виробляють в невеликих обсягах, так як твердопаливні теплові електростанції в Німеччині використовують переважно деревні відходи (брухти палива, відходи після санітарної палички, догляд за скиданнями, ландшафтні роботи, старі деревні та ін.).
І експорт таких гранул з Німеччини на електростанції в Нідерландах не витримує конкуренцію виробників з США та Канади, де вартість продукції нижча, а транспортні витрати на морські перевезення по всій території Атлантиці в Роттердамі за допомогою великокаліберних океанських суден на тонну значно менше, ніж вартість перевезення дорожніми або рейками з Німеччини.
У Німеччині немає економічних передумов для виробництва торфектованих гранул. До того ж досить достаткова сировина для ТЕС. Але для інших видів біомаси щорічно утворюються значні обсяги сировини. За даними Німецького центру досліджень біомаси (DBFZ), солом'я можна використовувати з 8 до 13 млн тонн на рік. І перший і так далеко єдина теплова електростанція в Emsland, використовуючи введений соломкою, була введена тільки в цьому році.
Тим не менш, деякі німецькі науково-дослідні центри та енергетичні компанії намагаються зберегти час і проводити дослідження на біомасі, отримувати гранти з ЄС для цих розробок. З січня 2012 року ДБФЗ проводить таку роботу в рамках 7-ї наукової програми з біоенергетики Європейського Союзу; дата завершення досліджень та презентації результатів 2015 р. У проекті беруть участь понад 20 європейських компаній та дослідницьких центрів. До них відносяться дочірні підприємства провідних європейських енергетичних компаній, таких як RWE Innogy, E.on UK, Vattenfall AB, Австрійський науково-дослідний інститут хімії та технологій (OFI), і Нидерландський енергетичний центр (ECN). Janet Witt, директор Департаменту біоенергетичних систем ДБФЗ, каже, що цей центр є координатором усього проекту, під час експериментів і досліджень, торифікація різних видів твердої біомаси буде здійснюватися, згортання отриманого крутого біопаливо з коричневим і вугільним вугіллям в різних співвідношеннях. На основі результатів дослідження будуть розроблені рекомендації для виробників твердих біопалива: які біопалива та як краще торфектувати. Тести будуть проводитися на реакторах різних типів: стаціонарні, мобільні, роторно-друмові, вихрово-шарові реактори тощо. Для визначення, яке обладнання найбільше підходить для цього. Торфектовані гранули і брикети будуть протестовані для збереження властивостей у відкритому повітрі (випробування на реакцію з шаром грунту і гідрофобністю).
У 2009 році RWE Інноги встановлене обладнання для демонстрації біомаси в Гас-Waerme Institut в Ессені як частина іншого наукового проекту, в якому: Рур-Університет Бочка (Ruhr-Universitaet Bochum), Technische Hochschule Aachen, Thyssen-Krupp metal company (Thyssen Kru), Hümbärühärühmba (Huermbühmba) біоінженер Echita (Huermbühühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbhmbhmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbühmbühmbhmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbühühmbühühmbühmbühmbühmbühmbühmbhmbhmbhmbhmbühmbhmbühmbühmbüh З 2012 року проект включив не тільки дослідження мікроелементизації біомаси, але й інші шляхи підвищення якості твердої біомаси для більш ефективного згоряння, зокрема з вугіллям.
Управління енергетичним концерном Vattenfall, одного з провідних європейських виробників електроенергії (головно в Німеччині та Швеції) в вугільних теплових електростанцій, планує виробляти торфектовані гранули в кількості до 5 млн тонн на рік до 2020 року на заводах, які будуть побудовані в США та Південній Америці. Директор концерну з планування та використання біомаси Ульріх Руш, однак, говорить про ці плани досить обережно, враховуючи, що сьогодні реалізовано лише невеликі пілотні проекти для обертизації, і це не так легко запустити масштабне виробництво на їх основі. Все ще необхідно проводити всі види випробувань і вивчити всі дійсно робочі технології для визначення. Для цих цілей планується придбати торфектовані гранули від 40 виробників, що працюють по всьому світу, а в Берліні Reuter West TPP належить концерну, провести технічні тести на згоряння торфектованих гранул з вугіллям в різних пропорціях. Попередньо проаналізують ко-перевезення промислових гранул, або, як вони нещодавно стали відомими, білими гранулами, на вугільних електростанціях концерну показали, що суміш гранул і вугілля повинна містити не більше 20% білих гранул від загального обсягу палива, випалених на станції. У разі використання торфектованих (чорних) гранул, ця сума може бути збільшена до 50-70%.
Багато науково-дослідних проектів, описаних вище в Німеччині, також здійснюється через те, що в 2018 році держава зупинить підсидування вугільної промисловості. 15 липня 2011 року в силу здійснювалося нове вугільне право (Стеніконолфінанзіерезгецец), що регулює державні субсидії для видобутку вугілля в Німеччині та державної допомоги для закривання шахт та укладних шахт. Сума допомоги поступово зменшиться, а до кінця 2018 року повністю припиняється. Можливість продовження субсидії виключено, так як згодою Європейської Комісії для нових субсидій було отримано в 2011 році тільки за умови, що ця робота буде виконана в 2018 році. Цього року, ймовірно, буде кінець вугільної ери Німеччини, якщо енергетичні ціни різко підвищуються.
Що про інші країни Європи?У 2008 році компанія BioEnergy Development North AB (BioEnergy Development North AB) запустила пілотний проект в Швеції, щоб зміцнити біомасу. У 2009 році видобуває першу партію рефектованих біопаливо і отримала фінансування від Шведської енергетичної адміністрації шведської енергії для побудови промислового заводу з переробки в Ернскььольдсвіку та продовження його рефреакційних досліджень в Університеті. Умео. Наприкінці 2009 року було розпочато проектування ТЕС потужністю 22 МВт. «Це перша світова лінія для об’єднання такої великої потужності», - сказав Андрій Нордін, професор Університету Умео. Схожі дослідження та експерименти проводяться ще однією шведською компанією - Торкаппаратер АБ, яка з 1937 р. розробляє технології для сушіння деревини.
Настільний 2. Характеристика торфектованих гранул,
отримано на пілотному заводі Thermya SA, у порівнянні з
з характеристиками класичних гранул і чіпсів
У Франції компанія Thermya SA запатентувала новий принцип реактора (Torspyd) з двома вертикальними колонами, вздовж яких біомаса і газ постійно переміщаються в протилежних напрямках. Маса. 2 показує характеристики торфектованих гранул, отриманих на пілотному заводі цієї компанії, у порівнянні з особливостями класичних гранул і чіпсів.
Не можна, але згадувати тут ще одну французьку компанію - Біозелене з технологією термічної обробки біомаси і відходів шляхом рефрефікації, піролізу і газифікації за допомогою запатентованого електронагріву шнека (швидка) конвеєра і обладнання для термообробки сипучих продуктів.
Коли тверда біомаса є обґрунтованою за допомогою цієї технології, виведення є шматком біочара, характеристики яких аналогічні до тих, хто з середньокалорійного вугілля, а також рідкого біопаливо (так званого піролізного масла) та біогазу, які можна використовувати як:
- котельне паливо;
- паливо для виробництва електроенергії;
- сировини для виробництва хімічних речовин і смол;
- куріння рідини в харчовій промисловості;
- консерванти, такі як антисептики;
- дизельне паливо.
Незважаючи на те, що технологія біозеленого в першу чергу призначена для переробки та переробки відходів: біомаси, тверді відходи, пластмаси і т.д., вона також може бути використана для переохолодження гранул або брикети.
Британська фірма Rotawave Biocoal Ltd розробила технологію на основі принципу роботи мікрохвильової печі, а отже, називається мікрохвильовою технологією для біопалива, що дозволяє видобути тверді сорбовані біопаливо та органічні масла з біомаси. Технологія ґрунтується на використанні високочастотних електромагнітних ефектів на сировину, розташованих в унікальному керамічному барабані, що дозволяє підтримувати високотемпературний режим в системі, мінімізувати експлуатаційні витрати і забезпечити невеликі розміри виробництва.
Таблиця 3. Приклади інвестиційних витрат у проектах рослин
Торифікація гранул в Європі
За даними Міжнародного енергетичного агентства, в ЄС біомаса використовується більш ніж 150 вугільних електростанцій, як паливо для згоряння. Більшість з цих теплових електростанцій розташовані в Нідерландах, Бельгії, Данії, Великобританії та Польщі. У Польщі планується побудувати теплові електростанції, призначені для згоряння згортання торфектованої біомаси та вугілля. На сьогоднішній день деревні паливні гранули і невеликі кількості гранул від сільськогосподарських відходів (прото, соняшникові віски і т.д.) в основному використовуються як біомаса.
Комерційний директор компанії Topell Energy Robin Пост ван дер Бург на конференції з генерації альтернативної енергії в березні 2012 року в Роттердамі обговорили з російськими партнерами можливість постачання торрифікація обладнання до Росії. Мапа Пост ван дер Бург сказав, що згідно з ним понад 60 комерційних компаній та дослідницьких інститутів наразі займається торрифікаціям у світі.
Торфектовані гранули все ще використовуються на теплових електростанціях нерегулярно, ми можемо сказати, в порядку тестування. Не вдалося встановити серійне виробництво технологічного обладнання для об’єднання. І майже всі рослини і лінії, побудовані на біомасі, працюють переважно в режимі демонстрації або, на краще, виробляють продукцію нижче реальної ємності.
Тим не менш, інтерес європейців у торфектованих гранулах зростає. Про це свідчать дані про інвестиційні витрати в проектах рослин для об’єднання гранул (Таблиця 3).
Видання
P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!
Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki
Джерело: lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/2683
