Характеристики биомассы, как энергетического топлива, Общие энергетические характеристики биомассы - Энергетическое использование биомассы
Общие энергетические характеристики биомассы
Как показано, биомасса состоит из разных видов и групп в пределах каждого вида. В соответствии с природой исходных продуктов, технологии их переработки, характера отходов различны их характеристики. Это необходимо учитывать при разработке технологии их практического использования.
Основные характеристики, по которым биомассы отличаются в зависимости от вида (и группы), это (табл. 3.5...3.8):
Џ технический состав (зольность, влажность, калорийность);
Џ элементный состав;
Џ состав минеральной части;
Џ шлакующие характеристики;
Џ экологические характеристики;
Џ коррозионные характеристики.
Общими особенностями биомассы, как энергетического топлива, являются (табл. 5...9):
Џ высокая реакционная способность (выход летучих на горючую массу составляет от 75...80 % до 92 %);
Џ повышенная взрывоопасность и пожароопасность (по классификации "Правил взрывобезопасности" 8 критерий взрываемости Кт достигает 8,4);
Џ крайне нестабильная влажность (в зависимости от способов получения биомассы, ее хранения и складирования влажность колеблется от 25 до 65 %);
Џ повышенные загрязняющие и шлакующие свойства минеральной части при низкой зольности (за счет повышенного содержания щелочных элементов К2O + Na2O, достигающего 30..35 %, "короткие" шлаки при низких температурах плавления ta tc = 1150...1180 C;
Џ высокие коррозионные свойства для биомасс годичного цикла из-за повышенного содержания калия, а также частично хлора (до 4,0 % и 4,5 % соответственно);
Таблица 5
Анализ топлив из биомассы, на сухую массу
Технический анализ, % по весу (несортированное) |
Опилки из мебельных отходов |
Опилки с лесопилок |
Лозное просо |
Гибридная ива |
Измельченная тара |
Влажность |
7,88 |
5,39 |
8,77 |
7,83 |
4,57 |
Летучие |
75,5 1 |
73,55 |
71,68 |
75,34 |
73,58 |
Связанный углерод |
15,53 |
19,59 |
11,19 |
11,04 |
6,74 |
Зольность |
1,08 |
1,47 |
6,95 |
5,8 |
15,11 |
Элементный анализ, % по весу (на сухую массу) | |||||
Водород |
7,09 |
6,26 |
6,02 |
6,02 |
4,8 |
Углерод |
49,08 |
48,47 |
46,21 |
48,29 |
42,4 |
Сера |
0,08 |
0,16 |
0,11 |
0,05 |
0,10 |
Азот |
3,25 |
0,59 |
0,94 |
1,20 |
0,22 |
Кислород |
39,16 |
42,93 |
37,56 |
38,15 |
36,65 |
Хлор |
0,17 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
Минеральная часть |
1,17 |
1,56 |
9,16 |
6,29 |
15,83 |
Таблица 6
Разброс данных при анализе топлив из биомассы, включая несортированное топливо 7, 13, 15
Характеистика топлива |
Опилки из мебельных отходов |
Опилки с лесопилок |
Лозное просо |
Влажность, % по весу, несортированное топливо |
5,95...7,64 |
7,53...58,00 |
5,81...11,05 |
Зольность, % по весу, на сухую массу |
0,59...1,37 |
0,57...2,40 |
5,22...18,45 |
Сера, % по весу, на сухую массу |
0,05...0,10 |
0,02...0,07 |
0,04...0,18 |
Азот, % по весу, на сухую массу |
2,32...4,32 |
0,12...0,72 |
0,59...1,20 |
Таблица 7
Характеристика плавления золы биомассы
№ п/п |
Температуры плавления золы |
Размерность |
Опилки мебельных отходов |
Опилки с лесопилок |
Лозное просо |
Гибридная ива |
Измельченная тара |
1. Восстановительная среда | |||||||
1.1 |
TA |
С |
1195...1280 |
1175...1480 |
1165...1200 |
1150 |
Н/о |
1.2 |
TB |
С |
1215...1285 |
1180...1485 |
1215...1235 |
1160 |
Н/о |
1.3 |
TC |
С |
1230...1290 |
1185...1490 |
1265...1285 |
1260 |
Н/о |
2. Окислительная среда | |||||||
2.1 |
TA |
С |
1210...1335 |
1180...1510 |
1230...1250 |
1175 |
Н/о |
2.2 |
TB |
С |
1215...1340 |
1190...1515 |
1270...1310 |
1180 |
Н/о |
2.3 |
TC |
С |
1250...1345 |
1200...1520 |
1290...1380 |
1225 |
Н/о |
3. Состав золы в % по весу | |||||||
3.1 |
SiO2 |
% |
15,0...18,25 |
52,4...41,0 |
61,0...67,2 |
56,4 |
14,67 |
3.2 |
Al2O3 |
% |
3,7...3,9 |
8,1...12,3 |
2,0...2,6 |
7,2 |
4,1 |
3.3 |
Fe2O3 |
% |
10,3...22,0 |
7,3...9,9 |
3,9...7,2 |
5,9 |
10,5 |
3.4 |
TiO2 |
% |
5,3...7,6 |
0,5...0,6 |
0,15...0,2 |
0,9 |
8,8 |
3.5 |
CaO |
% |
22,8...29,5 |
12,3...15,7 |
9,5...11,8 |
16,3 |
37,4 |
3.6 |
MgO |
% |
3,4...4,4 |
1,1...1,8 |
4,3...4,9 |
2,6 |
6,7 |
3.7 |
Na2O |
% |
7,5...13,6 |
0,3...0,8 |
0,4...0,8 |
2,0 |
11,7 |
3.8 |
K2O |
% |
3,3...6,6 |
7,5...10,1 |
3,7...8,3 |
4,1 |
3,2 |
3.9 |
P2O5 |
% |
0,0...3,0 |
0,7...0,8 |
2,1...4,0 |
2,0 |
0,0 |
Џ возможные значительные колебания основных характеристик в пределах одной биомассы (влажности, калорийности и др.);
Џ затрудненность движения биомассы по тракту за счет волокнистого строения материала (питатели, бункера, течки и др.);
Џ ухудшенные сыпучие свойства, низкая плотность, высокая волокнистость, неоднородный гранулометрический состав, что приводит
Таблица 8
Характеристики топлива и биомасс 4
Показатель |
Уголь |
Торф |
Дрова |
Биомасса | ||||
Кузнецкий СС (разрезы) |
Челябинский Б3 |
Брезовский Б2 |
Древесные отходы |
Солома |
Растительные отходы | |||
Влага, Wrt, % |
9,5 |
15,5 |
33 |
50 |
35 |
25,3 |
12,77 |
11,26 |
Зольность Ad, % |
18,75 |
43 |
7 |
12,5 |
1,15 |
4,72 |
5,86 |
4,66 |
Выход летучих Vd, % |
16,86 |
25,65 |
44,64 |
61,25 |
80,03 |
76,79 |
77,48 |
78,71 |
Коксовый остаток, Cd, % |
64,39 |
31,35 |
48,36 |
26,25 |
18,82 |
18,5 |
16,67 |
16,63 |
Выход летучих Vdaf, % |
20,75 |
45 |
48 |
70 |
80,96 |
80,59 |
82,3 |
82,56 |
Теплота сгорания Qri, кДж/кг |
25150 |
12600 |
15650 |
8120 |
11600 |
13350 |
15200 |
15580 |
Элементный состав, % | ||||||||
Сdaf |
86,75 |
71 |
71 |
56,5 |
50,96 |
53,36 |
48,21 |
50,11 |
Hdaf |
4,45 |
5,1 |
4,9 |
6 |
6,08 |
6,27 |
6,04 |
5,95 |
Sdaf |
0,55 |
1,7 |
0,3 |
0,3 |
0,03 |
0,05 |
0,12 |
0,12 |
Ndaf |
2,2 |
2,0 |
0,7 |
2,5 |
0,33 |
0,48 |
0,67 |
1,21 |
Odaf |
6,7 |
20,2 |
23,1 |
34,7 |
42,6 |
39,48 |
44,82 |
42,55 |
Cldaf (сверх 100 %) |
- |
- |
- |
0,04 |
0,04 |
0,05 |
0,32 |
0,17 |
Состав золы, % | ||||||||
SiO2 |
55,86 |
56,31 |
30 |
35,82 |
6,06 |
45,3 |
58,36 |
59,6 |
Al2O3 |
27,8 |
25,02 |
11 |
8,7 |
1,76 |
10,15 |
2,56 |
2,18 |
TiO2 |
0,9 |
0,9 |
- |
0,41 |
- |
- |
0,05 |
0,11 |
Fe2O3 |
7,79 |
858 |
9 |
16,38 |
1,38 |
4,54 |
0,8 |
1,53 |
CaO |
3,72 |
2,93 |
42 |
32,45 |
54,34 |
24,3 |
9,61 |
15,0 |
MgO |
1,21 |
2,72 |
6 |
3,58 |
10,05 |
3,85 |
2,63 |
4,33 |
K2O |
1,71 |
242 |
1,2 |
1,23 |
24,52 |
9,11 |
25,0 |
16,67 |
Na2O |
1,06 |
1,11 |
0,8 |
1,43 |
1,75 |
2,22 |
1,04 |
0,69 |
MnO (сверх 100 %) |
0,1 |
0,3 |
- |
0,36 |
1,58 |
2,19 |
- |
- |
P2O5 (сверх 100 %) |
0,45 |
0,5 |
- |
2,35 |
10,78 |
3,12 |
2,98 |
9,59 |
SO3 (сверх 100 %) |
- |
- |
- |
- |
5,19 |
- |
4,27 |
2,21 |
Cl (сверх 100 %) |
- |
- |
- |
- |
0,35 |
- |
4,39 |
3,59 |
К возникновению проблем транспорта и размола и не всегда позволяет использовать существующее пылеприготовительное оборудование и совместный размол с другим топливом;
Џ неоднородный гранулометрический состав;
Џ обогащение шлаков щелочами при сжигании биомассы снижает их коммерческую привлекательность (в цементной промышленности, например).
В то же время следует отметить достаточно высокие экологические характеристики биомассы:
Џ низкая зольность (Ad = 2...12 % в среднем 4 %);
Џ низкое содержание серы (Sdaf = 0,02...0,1 %) и азота (Ndaf = = 0,3...1,2 %);
Џ снижение загрязнения атмосферы таким парниковым газом, как СО2, за счет рециркуляции углекислого газа (сколько поглощают сами деревья и растения СО2, столько же и выделяют при горении, не увеличивая его количества в атмосфере);
Џ низкое содержание хлора в минеральной части (в среднем 0,04 % и лишь для растительных отходов до 4,3 %).
В табл. 3.8 приводятся данные по характеристикам биомассы, которая использовалась российскими исследователями 4 при совместном и раздельном сжигании биомассы с углем на огневом стенде УралВТИ. Как и предполагалось, принципиальных отличий в составе биомасс не наблюдается. Здесь же, для сравнения, даны характеристики для угля и торфа.
Похожие статьи
-
Ресурсы биомассы в России, как энергетического топлива - Энергетическое использование биомассы
Основными ресурсными источниками растительной биомассы являются: древесина, отходы от ее заготовки и переработки, сельскохозяйственные отходы...
-
Основные источники биоэнергетического топлива - Энергетическое использование биомассы
Основные источники биоэнергетических энергоресурсов включают в себя: - отходы сельскохозяйственного производства; - органические отходы промышленности, в...
-
Введение - Энергетическое использование биомассы
В последние годы в мире возникла большая заинтересованность в использовании биомассы для выработки тепловой и электрической энергии, ее вовлечение в...
-
Перед началом расчета тонкослойных отстойников, которые работают по противоточной схеме (рис. 4.1), принимают: высоту яруса по вертикали hв, угол наклона...
-
Общая характеристика источников загрязнения Источниками загрязнения признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в водные...
-
Энергия биомассы - Возможности использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии
Понятие "биомасса" относят к веществам растительного или животного происхождения, а также отходам, получаемым в результате их переработки. В...
-
В свое время нефть потеснила уголь и вышла на первое место в мировом энергетическом балансе. Однако это чревато определенными экологическими проблемами....
-
Предприятия угольной промышленности оказывают существенное отрицательное влияние на водные и земельные ресурсы. Основные источники выброса вредных...
-
В г. Кокшетау ежедневно происходит загрязнение твердыми бытовыми отходами, которые образуются в жилых зданиях, учебных заведениях, а также в других...
-
Общие сведения о предприятии Предприятие ОАО "Новоросцемент", производство цементный завод "Первомайский" расположено по адресу: Российская Федерация,...
-
Определение характеристик режима испытания ДВС - Экологическая экспертиза энергетических средств
До проведения испытания необходимо определить кривую крутящего момента при максимальной нагрузке для определения значений крут Ящего момента исследуемых...
-
Работа проведена на высокогорном стационаре "Малая Хатипара" в Тебердинском заповеднике. Реакцию растений на дефолиацию исследовали в условиях природных...
-
Отходы производства -- это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов химических соединений, образовавшиеся при производстве продукции или выполнении...
-
А. Введение Специфика белорусской энергетики - значительная ее зависимость от природного газа, что при отсутствии собственных запасов природного газа и...
-
Общая характеристика объекта - Обследование, мониторинг и экологическая оценка территорий
ОАО "УК "Кузбассразрезуголь" - крупнейшая компания в Кемеровской области и РФ, специализирующаяся на добыче угля открытым способом. В состав УК входят 6...
-
Экологические проблемы использования природных ресурсов - Характеристика социальной экологии
Природные ресурсы - компоненты природы, которые при данном уровне развития производительных сил используются или могут быть использованы как средства...
-
Энергетическая характеристика среды экосистемы - Энергия экосистемы
Организмы, которые функционируют на поверхности Земли или вблизи нее, получают энергию от солнечного излучения и длинноволновое тепловое излучение - от...
-
Общую характеристику существующей техногенной нагрузки на компоненты природной среды, животный мир и растительность района предполагаемого расположения...
-
Целлюлозно-бумажная промышленность - наиболее сложная отрасль лесного комплекса, связанная с механической обработкой и химической переработкой древесины....
-
Основы демэкологии (экологии популяций), Вид и его экологическая характеристика - Общая экология
Вид и его экологическая характеристика Вид -- элементарная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап в их эволюции. Это...
-
Общая характеристика структуры и состава атмосферы Жизнь на Земле возможна до тех пор, пока существует атмосфера ? газовая оболочка, защищающая живые...
-
Инфракрасное излучение или инфракрасные лучи, это электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с...
-
Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование...
-
Альтернативная энергетика Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменением...
-
ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ, Общая характеристика загрязнений окружающей среды - Предмет и задачи экологии
Общая характеристика загрязнений окружающей среды Загрязнение - привнесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных...
-
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДСКИХ ЭКОСИСТЕМ И ЗАДАЧИ ГОРОДСКОЙ ЭКОЛОГИИ - Основы экологии
По мере развития города в нем все более дифференцируются его функциональные зоны - это промышленная, селитебная, лесопарковая. Промышленные зоны - это...
-
Котельные являются наиболее распространенными источниками загрязнения атмосферного воздуха среди предприятий железнодорожного транспорта (на их долю...
-
Расчет выбросов в атмосферу частиц золы и недожога Количество золовых частиц и недожога, уносимое из топки парогенераторов за любой промежуток...
-
Получение электроэнергии. Энергосодержащие отходы можно использовать сразу без какой-либо переработки в качестве топлива для двигателей или, переработав...
-
Итак, основная задача формирования ЭК в рамках процедуры ландшафтного планирования -- обеспечить экологическую стабильность, ограниченную в настоящее...
-
Вопросы 1. Общая характеристика чрезвычайных ситуаций природного происхождения 2. Понятие об экологическом кризисе и экологической катастрофе, их общие...
-
Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например,...
-
Роль экологической функции в деятельности государства Экологический фактор оказывает определенное влияние на эволюцию функций государства, суть которого...
-
Планирование и прогнозирование использования природных ресурсов Управление природопользованием предполагает рациональное расходование природных ресурсов...
-
Общая характеристика Балаковкой АЭС Балаковская атомная электростанция - одна из крупнейших АЭС в России. Расположена она на левом берегу Саратовского...
-
Общая характеристика машиностроительной отрасли Машиностроение как отрасль существует более двухсот лет. По числу занятых и по стоимости выпускаемой...
-
Вывод - Общая характеристика источников экологического права
Нормативно правовые акты как источники экологического права разделяются также на акты органов законодательной и исполнительной власти, органов местного...
-
Источники - Общая характеристика источников экологического права
Нормативно правовые акты как источники экологического права Украины не являются однородными, их структура отображает сложность, структурированную...
-
Общая характеристика серной кислоты - Влияние производства серной кислоты на биосферу
Безводная серная кислота - тяжелая бесцветная маслянистая жидкость, растворяющаяся в воде в любых соотношениях. Она гигроскопичная, нелетучая, без...
-
Общая характеристика района проживания - Экологическая обстановка в месте моего проживания
Восточный - один из микрорайонов города Барнаула, расположенный в Октябрьском районе. Он соседствует с Северной промплощадкой, Кубой и поселком Ильича....
Характеристики биомассы, как энергетического топлива, Общие энергетические характеристики биомассы - Энергетическое использование биомассы