Топливные гранулы из биомассы - экологически чистый источник энергии. Они изготавливаются из сельскохозяйственных и лесных отходов, таких как опилки, солома и рисовая лузга. Грануляторы перерабатывают эти отходы в гранулы.
Мы рассмотрим теплотворную способность, преимущества и перспективы использования топливных гранул из биомассы.
Состав различных видов биомассы
Теплотворная способность топливных гранул из биомассы в первую очередь зависит от состава исходного сырья. В таблице ниже приведены соотношения компонентов для распространённых видов биомассы.
| Материал | Влажность (Mad%) | Зольность (Aar%) | Летучие вещества (Vdar%) | Фиксированный углерод (FC%) | Низшая теплота сгорания (ккал/кг) | Плотность (кг/м3) | Общее содержание серы (Sar%) |
| Сорняки | 5.43 | 9.1 | 68.27 | 16.4 | 3873 | - | 0.22 |
| Рисовая солома | 3.61 | 12.2 | 67.8 | 19.36 | 4215 | - | 0.09 |
| Рисовая шелуха | 5.62 | 17.82 | 62.61 | 13.95 | 3828 | - | 0.04 |
| Кукурузный стебель | 6.1 | 4.7 | 76 | 13.2 | 4241 | - | 0.11 |
| Кукурузный початок | 4.87 | 5.93 | 71.95 | 17.25 | 4238 | - | 0.01 |
| Пшеничная солома | 4.39 | 8.9 | 67.36 | 19.32 | 4429 | - | 0.07 |
| Арахисовая шелуха | 7.88 | 1.6 | 68.1 | 22.42 | 5119 | - | 0.1 |
| Еловая древесина | 3.27 | 0.71 | 81.2 | 14.79 | 4587 | - | 0.03 |
| Сосновая древесина | 6 | 0.4 | 79.6 | 17 | 4552 | - | 0 |
| Тополиная древесина | 6.7 | 1.5 | 80.3 | 11.5 | 4286 | - | 0.02 |
| Коровий навоз | 6.46 | 32.4 | 48.72 | 12.52 | 2779 | - | 0.22 |
| Битуминозный уголь | 8.85 | 21.37 | 38.48 | 31.3 | 5808 | - | 0.46 |
| Дрова | - | - | - | - | 4003 | - | - |
| Листва | - | - | - | - | 3502 | - | - |
| Стебли сои | 5.1 | 3.13 | 74.56 | 17.12 | 3862 | - | 0.11 |
| Стебли сорго | 4.71 | 8.91 | 68.9 | 17.48 | 3601 | - | 0.01 |
| Стебли хлопка | 6.78 | 3.97 | 68.54 | 20.71 | 4323 | - | 0.22 |
| Щепа древесная | 10 | 0.3 | 73 | 17.01 | 4401 | 0.5 | - |
Определения:
Зольность: Остаток негорючих веществ после полного сгорания.
Летучие вещества: Горючие газы, выделяющиеся при нагревании материала.
Фиксированный углерод: Оставшееся твёрдое топливо после удаления влаги, золы и летучих веществ.
Низшая теплота сгорания (LHV): Действительное количество тепла, выделяемое при сгорании.
Теплотворная способность различных гранул биомассы
В таблице ниже приведены энергетические характеристики и области применения различных топливных гранул из биомассы.
| Основной вид | Сырьё | Низшая теплота сгорания (ккал/кг) | Плотность (т/м3) | Зольность (%) | Применение |
| Сосновая древесина | Кедр, ель, пихта | 4300-4500 | ≥1.20 | ≤0.9 | Домашнее отопление, промышленные котлы, производство электроэнергии из биомассы |
| Твёрдые породы древесины | Дуб, каталпа, вяз | 4500 | ≥1.2 | ≤0.9 | Высокоэффективное отопление, промышленные котлы, электростанции |
| Мягкая древесина | Тополь, берёза | 4300 | ≥1.20 | ≤1.1 | Домашнее отопление, котлы на биомассе, промышленный обогрев |
| Сельскохозяйственные отходы | Стебли сои, стебли хлопка, арахисовая шелуха | 3800 | ≥1.15 | ≤6.0 | Отопление в сельской местности, мелкое производство электроэнергии, улучшение почвы |
| Стебли кукурузы, стебли рапса | 3700 | ≥1.15 | ≤6.0 | Выработка электроэнергии, сельскохозяйственное отопление, корм для животных | |
| Пшеничная солома | 3500 | ≥1.10 | ≤7.0 | Отопление в сельской местности, мелкое производство электроэнергии, органические удобрения | |
| Стебли картофеля | 3400 | ≥1.10 | ≤7.0 | Отопление для скота (свинофермы, коровники), мелкие котлы | |
| Рисовая солома | 3200 | ≥1.10 | ≤8.0 | Отопление в сельской местности, мелкое производство электроэнергии, компостирование |
(Примечание: фактическая энергетическая ценность гранул зависит от исходного сырья и технологий обработки.)
Понимание теплотворной способности топливных гранул из биомассы
Теплотворная способность топливных гранул из биомассы обозначает количество энергии, выделяемой при полном сгорании единицы массы. Это важный показатель эффективности топлива и его экономической целесообразности.
Факторы, влияющие на теплотворную способность
- Характеристики сырья: основной фактор теплотворной способности
Химический и биологический состав биомассы во многом определяет её тепловую отдачу. Разные виды биомассы горят по-разному из-за разных количеств лигнина, целлюлозы, жиров и других компонентов.
Например, сосновая древесина, богатая лигнином, выделяет больше тепла, чем солома, содержащая много целлюлозы. Даже у одного вида растения теплотворная способность различается в зависимости от части. Стволы деревьев горят интенсивнее из-за высокого содержания лигнина, а листья, с большим содержанием влаги и меньшим количеством лигнина, выделяют меньше тепла.
- Физические свойства: ключ к эффективности горения
Физические свойства обозначают внешние характеристики гранул биомассы, главным образом содержание влаги, зольность, плотность и летучие вещества. Эти факторы напрямую не влияют на теплотворную способность, но влияют на эффективность горения и плотность энергии.
Например, сухая древесина имеет низкое содержание влаги и золы. Она более плотная и горит эффективнее, выделяя больше энергии на единицу объёма. Влажная древесина содержит больше влаги и золы, имеет меньшую плотность и горит менее эффективно, выделяя меньше энергии.
- Технологии обработки: практические методы повышения теплотворной способности
Обработка играет ключевую роль в повышении теплотворной способности и эффективности горения гранул биомассы. К распространённым методам относятся сушка, дробление и прессование, пиролиз и газификация, а также добавление присадок.
Сушка снижает содержание влаги, что повышает теплотворную способность. Дробление и прессование улучшают эффективность горения и плотность энергии. Пиролиз и газификация преобразуют биомассу в более энергетически насыщенные топлива. Добавление специальных присадок может дополнительно увеличить тепловую отдачу или повысить эффективность использования энергии.
- Частый вопрос: влияет ли плотность гранул на теплотворную способность?
Ответ - нет. Теплотворная способность измеряется в энергии на килограмм, а плотность отражает компактность. Гранулы большей плотности обеспечивают больше энергии на единицу объёма.
Например, 1 кг гранул высокой плотности и 1 кг гранул низкой плотности выделяют одинаковое количество тепла. Однако гранулы высокой плотности более компактны, поэтому они обеспечивают больше энергии на единицу объёма и легче хранятся, транспортируются и сгорают.
Основные преимущества топлива из биомассы
- Перерабатываемый: Зола из гранул биомассы является высококачественным органическим калийным удобрением.
- Экономия труда: Чистые и удобные в обращении, снижают затраты на рабочую силу и улучшают условия труда.
- Экологичность: Низкое содержание серы, малое количество золы и минимальные вредные выбросы по сравнению с углём.
- Экономичность: Более стабильная цена по сравнению с углём или природным газом.
- Универсальность: Подходит для отопления домов, промышленных котлов, выработки электроэнергии из биомассы и производства органических удобрений.
Перспективы использования топлива из биомассы
Топливные гранулы из биомассы экологичны, эффективны и возобновляемы. Их широко используют для отопления домов, промышленных котлов, выработки электроэнергии и обеспечения чистой энергии в сельских районах. В будущем оптимизация технологий и стимулирующие меры политики расширят роль биомассы в глобальном переходе к зелёной энергетике.
