Переработка соломы


Альтернативой древесным отходам для  прессования топливных брикетов являются сельскохозяйственные отходы (солома и шелуха зерновых культур, риса, кукурузы, подсолнечника).

Сельскохозяйственные отходы могут быть значительным источником топлива для большинства  сельских регионов, особенно в регионах  с небольшими лесными массивами. Этому способствует ряд предпосылок:

— Солома  является одним из самых дешевых возобновляемых источников энергии.

При переработке сельскохозяйственной продукции удельный вес отходов весьма значителен. В таблице приведена доля отходов на тонну произведенной сельскохозяйственной продукции.




Вид с/хозяйственных культур

Вид отходов

Остатки производства на 1 тонну готового продукта

Рис

Солома, шелуха

1.7т. отходов

Пшеница

Солома, шелуха

2 т отходов

Кукуруза

Стебель, листья

2,4 т отходов

Ячмень

Солома, отруби

1,5 т отходов

— Высокие энергетические характеристики сельскохозяйственных отходов.

Теплотворная способность соломы при сжигании пшеничной соломы составляет 17 -18 МДж/кг, рапсовой соломы порядка  16-17 МДж/кг , кукурузы –18 МДж/кг. Для сравнения теплотворная способность древесины в среднем составляет 17,5-19 МДж/кг.

 Во многих  развивающихся странах сельскохозяйственные отходы используются в качестве удобрений, корма скота, а зачастую попросту сгнивает.

В качестве топлива в основном отходы  используются в их естественном состоянии, в редких случаях  высушенными, порубленными и уплотненными. Недостатками  такого использования являются :


 — сезонность  урожая
— значительные затраты на транспортировку и хранение
— отдельные характеристики, которые отличаются от других видов биотопливного сырья (древесина и древесный уголь).

От древесных опилок солома отличается большим содержанием летучих веществ и низкая плотность (плотность хранения около 0,1-0,2т на м 3 ) и время горения. Большее  по сравнению с древесными отходами содержание  золы, калия, хлора.

Переработка соломыПереработка соломы в топливные брикеты позволяет решить многие проблемы. Брикеты из соломы обладают теплотворной способностью на единицу объема почти в 10 раз большей, чем исходное сырье. Также брикетирование позволит решить вопросы с хранением независимо от времени года, с транспортировкой, автоматизировать процесс загрузки в топочные устройства. Мы предлагаем метод шнекового прессования, который позволяет получать топливные брикеты высокой плотности и повышенной устойчивостью к  влажности. На прессе топливных брикетов ПТБ 1.00.00.000 получены положительные результаты при прессовании соломы зерновых, рапсовой соломы, костры льна. Полученный брикет по своим характеристикам не уступает брикету из древесных отходов. Согласно полученным нам паспортам на твердое топливо брикет из соломы имеет следующие характеристики:

  •       Влажность рабочая – 4.7 %
  •       Зольность аналитическая – 5,5 %
  •       Сера рабочая – 0,01 %
  •       Теплота сгорания – 4480 Ккал/кг
  •        Калорийный топливный эквивалент – 0,59

Все основные параметры соответствуют брикету из опилок за исключением зольности. У опилок она в пределах 0,5%.  У соломы – порядка 5,5 %. Несмотря на это, по своим показателям это весьма перспективный источник энергии.


soloma-v-peletu.jpg
granulator.jpg
soloma-v-pelletu.jpg
linia-granukuvannya.jpg

Наиболее привлекательными рынками сбыта брикетов из соломы является Дания и Швеция. Датчане давно используют и производят брикет из соломы.  Хочется выразить надежду, что и на внутреннем рынке этот эффективный источник топлива будет в скором времени востребован.

Источник: bio.ukr.bio

Производство и сжигание гранулированных отходов растениеводства


Рис. 1. Вид линии по гранулированию соломы (с. Заветное, Ростовская область)/strong>

Рис. 2. Вид котельной установки с котлом для сжигания гранул, изготовленных из отходов растениеводства

Рисунки смотрите в PDF-версии журнала

Сохраняющиеся высокие цены на традиционные энергоносители и ужесточающиеся требования к охране окружающей среды обуславливают высокий интерес производителей и потребителей тепловой и электрической энергии, научных организаций к использованию в качестве топлива нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в том числе биомассы. Вступление в силу ряда постановлений Правительства России, определяющих порядок реализации квот на выбросы двуокиси углерода при проведении организационно-технических мероприятий по замене угля и мазута биомассой, обеспечивает финансовый источник для проведения таких мероприятий, что также способствует интенсификации научных исследований и опытно-конструкторских работ по созданию современных котельных установок, работающих на биомассе.

Обычно при упоминании биомассы прежде всего обращается внимание на использование древесной биомассы в качестве топлива, поскольку древесная биомасса − самый древний источник энергии.


нако в исходном состоянии древесная биомасса характеризуется высокой влажностью и относительно низкой теплотой сгорания, и для использования в качестве топлива в котельных установках относительно высокой (более 100 кВт) мощности она должна быть переработана в щепу, а лучше в гранулы (пеллеты). Это позволит относительно просто механизировать и автоматизировать котельные установки, сократить затраты на транспортировку и хранение этого топлива. Из-за высокой влажности древесной биомассы переработка ее в пеллеты является дорогостоящим мероприятием, до 70% затрат на производство таких пеллет приходится на сушку биомассы.

Другой вид биомассы − отходы растениеводства (солома, лузга подсолнечника, риса, проса и т. п.), которые имеют невысокую исходную влажность. В отличие от древесной, эта биомасса, как правило, так и остается отходами, для утилизации которых в любом случае требуются относительно большие затраты. В среднем в 2001−2008 годах в России собирали 38 млн т соломы озимых культур ежегодно. Такую солому используют в животноводстве в тех странах, где оно высоко развито, например в Дании − 36,5% всей собираемой. В РФ около 24 млн т соломы может быть использовано в качестве топлива. Кроме соломы, как топливо можно использовать 1,5−2,0 млн т лузги подсолнечника, 200−300 тыс. т лузги проса, примерно столько же лузги гречихи и других отходов. За исключением лузги подсолнечника использование отходов растениеводства в качестве топлива сопряжено с рядом трудностей, обусловленных их химическим составом.


Солома по элементарному составу (табл. 1) и теплоте сгорания (табл. 2) не слишком отличается от древесины, хотя теплота сгорания соломы все же ниже, чем аналогичный параметр сухой древесины. Вместе с тем, с учетом обычной влажности (ниже 20%) солома превосходит по теплоте сгорания древесную щепу, которая в настоящее время начинает широко использоваться в северо-западных и восточных регионах России и давно используется в странах Северной Европы.

В соломе содержатся следующие элементы (% по массе): азот − 0,45−1,13, калий − 0,5−1,7, хлор − 0,11−0,77. Азот увеличивает эмиссию NO2. Содержание серы в соломе различных культур колеблется от 0,10 до 0,77% по массе. Наименьшее содержание серы наблюдается в соломе озимой ржи (~0,16% по массе) и озимой пшеницы (~0,18% по массе), наибольшее − в соломе рапса (~0,56% по массе). В целом содержание серы в соломе можно считать низким

Температура начала деформации золы у сухой соломы − 735−840°C, а у древесины − 1150−1405°C. Зола соломы размягчается при 1035−1150°С, а плавится при 1175−1330°C, а зола древесины размягчается при температуре 1180−1525°C, а плавится при 1225−1650°C.

Высокое содержание хлора в соломе овса, ячменя и рапса обуславливает усиленную коррозию теплообменного оборудования. Причем в «желтой» (свежеубранной) соломе содержится почти в четыре раза больше хлора, чем в «серой» (увядшей). Для вымывания хлоридов из соломы достаточно 5−7 дней.


Самой большой проблемой при сжигании соломы озимой пшеницы, красной канарской травы, зерноотходов, в том числе и в виде гранул, является низкая температура плавления золы, обуславливающая образование золошлаковых агломератов, препятствующих горению и нормальной работе котлов, предназначенных для сжигания древесных гранул.

При сжигании гранул, произведенных из отходов растениеводства, в кипящем слое инертного материала также образуются шлаковые агломераты. Причем установлено: чем выше вероятность образования в кипящем слое таких агломератов, тем выше вероятность образования отложений золы на конвективных поверхностях нагрева котлов и коррозии поверхностей нагрева под этими отложениями.

При относительно небольшой мощности котла (400 кВт) и, казалось бы, невысокой зольности топлива (зерноотходы и солома) весь объем топки практически заполнен очаговым остатком (невыгоревшим фиксированным углеродом). Это обуславливает падение КПД котлов до 70%, тогда как при сжигании древесных отходов очагового остатка практически нет и КПД котла типа Ökotherm, работающего на этом топливе, достигает 90−92% [2].

Проблемы при сжигании отходов растениеводства возникают вне зависимости от их вида: натурального (лузга, зерноотходы), сечки или тюков (солома) или гранул.


в некоторых случаях, например при сжигании в топках теплогенераторов сушильных установок, большая мощность теплогенерирующего оборудования предопределяет использование этих отходов только в виде гранул. Между прочим, по оценкам Тамбовского государственного технического университета всего лишь 2,5 млн т соломенных гранул способны заменить все жидкое топливо, которое ныне используется в нашей стране для сушки зерна и зернопродуктов.

Однако при гранулировании соломы возникают большие проблемы, которые обуславливают чрезвычайно малый объем производства соломенных гранул во всем мире, а не только в России и странах СНГ. В отсутствии же производства гранул нет смысла решать проблемы, связанные с их сжиганием. Несколько лет назад специалистами ТГТУ была поставлена цель доказать потенциальным производителям и потребителям гранул из той же соломы, что производить такие гранулы выгодно и технически возможно.

В 2007 году администрация Ростовской области поддержала предложение ТГТУ о строительстве пилотной линии по производству гранул из соломы в одном из районов области, где в обозримом будущем не планировалась газификация. К таким регионам относятся восточные районы Ростовской области, граничащие с Республикой Калмыкия и Волгоградской областью. Сельское хозяйство там представлено овцеводством и выращиванием зерновых культур. В одном только Заветинском районе Ростовской области, по данным районного управления сельского хозяйства, под озимыми в 2006 году было занято 34 568 га (в коллективных хозяйствах 21 571 га). Причем в последние семь лет отмечается тенденция увеличения в районе площади, занятой озимыми. Урожайность озимых в районе невысокая (из-за плохих климатических условий), но в последние годы выросла более чем в полтора раза. Валовый сбор соломы озимых в 2006 году составил 56 тыс. т, а в 2000−2006 годах − в среднем 46,7 тыс. т в год. В коллективных хозяйствах валовый сбор озимой соломы в 2006 году составил 36 тыс. т, а в среднем за семь лет − 31,1 тыс. т в год. На 6−8 тыс. га озимые убираются с измельчением для поддержания плодородия почвы. Для нужд животноводства в районе используется 15−18 тыс. т соломы, в основном яровых культур. Валовый сбор соломы яровых составил в 2006 году 38 тыс. т. Таким образом, в 2006 году невостребованными оказались около 40 тыс. т соломы озимых. В среднем в 2000−2006 годах ежегодно оставались невостребованными и сжигались на полях около 28 тыс. т соломы озимых. В случае получения положительного результата при реализации проекта планировалось на первом этапе заменить 50?% угля, сжигаемого в муниципальных котельных района, а в дальнейшем увеличить производство соломенных гранул до 12 тыс. т в год, чтобы полностью заменить ими уголь как в муниципальной энергетике, так и в быту. При этом надо иметь в виду, что расчетная стоимость гранул из соломы составляет 1200−2500 руб./т (в зависимости от стоимости соломы, электроэнергии, рабочей силы и т. п.), а стоимость угля − 5500 руб./т (в ценах 2009 года). С учетом того что теплотворная способность угля, применяемого в Заветинском районе, не более чем на 30% выше теплотворной способности соломенных гранул, преимущества использования последних очевидны.

Из-за ограниченности финансовых ресурсов для производства соломенных гранул было выбрано относительно недорогое оборудование отечественного производства. Оно включало стандартный набор, состоящий из дробилки соломенной сечки типа ДКР-3, бункера-накопителя соломенной муки, гранулятора ОГМ-0,8 с дозатором и смесителем, транспортера готовых гранул, колонки охлаждения со столом рассева, нории для транспортирования гранул в бункер готовой продукции.

Планировалось, что солома будет заготавливаться в виде тюков диаметром 145 мм и длиной 140 мм и измельчаться в сечку с помощью измельчителя ИРК-145. Однако оказалось, что использовать указанный измельчитель невозможно, так как сечка получалась длиной до 200 мм, что затрудняло ее загрузку в дробилку и резко снижало производительность установки. В основном эти сложности обуславливались климатическими условиями, в которых выращиваются зерновые в Заветинском районе. С середины апреля до конца октября в районе устанавливается жаркая погода со средней температурой воздуха в летние месяцы (в период уборки) 35−45°С. В этот период стебель зерновых имеет длину 150−250 мм, влажность соломы падает до 4%. В таких условиях очень трудно получить плотные тюки соломы; насыпная плотность соломы в тюках − в среднем 88 кг/м3. При измельчении в ИРК-145 такой тюк расслаивается, более короткие стебли соломы проскакивают через ножи измельчителя практически нетронутыми.

Поэтому был применен измельчитель рулонов соломы принципиально новой конструкции, который позволяет не только измельчать солому в сечку длиной до 50 мм, но и тонко регулировать производительность для возможности совмещения его с дробилкой ДКР-3. Был разработан специальный переход между дробилкой и измельчителем, обеспечивающий перемещение материала во взвешенном состоянии. Таким образом, была решена проблема измельчения соломы при исходной влажности материала не выше 20%.

Сложности возникли также с гранулированием соломы. Из-за низкого содержания лигнина в соломе на первом этапе было трудно регулировать влажность соломенной муки для получения качественных гранул. От обработки соломы паром пришлось отказаться ввиду больших энергозатрат, а обработка соломенной муки водой давала низкий эффект. Решено было получать качественные гранулы за счет увеличения степени сжатия муки в матрице гранулятора. Была применена специальная матрица с двухступенчатой фильерой, гранулятор ОГМ-0,8 был заменен на гранулятор ОГМ-1,5, на главный привод которого был установлен электродвигатель мощностью 110 кВт. В результате были получены очень качественные гранулы с блестящей поверхностью. При влажности соломы 7−20% производительность линии достигала 600−700 кг/ч. При этом было отмечено, что хорошо гранулируется не только свежеубранная солома, но и солома урожая 2-3-летней давности, если в тюках нет гнилой соломы. Линия была введена в эксплуатацию осенью 2009 года.

Произведенные соломенные гранулы будут сжигаться в котлах конструкции ТГТУ, в которых реализуется технология сжигания гранул из соломы, лузги проса, риса и подобных отходов в кипящем слое, который формируют сами гранулы и твердые продукты их горения (частицы коксового остатка и золы). Образующаяся при таком горении гранул зола измельчается тяжелыми гранулами, постоянно поступающими в слой. Мелкие частицы золы уносятся из слоя из-за высоких скоростей газов в слое, которые нужны для поддержания во взвешенном состоянии тяжелых гранул. Это препятствует накоплению соединений калия − основной причине образования золошлаковых агломератов. Кроме того, даже если такие агломераты и образуются, они сразу же разрушаются постоянно движущимися тяжелыми гранулами.

КПД котлов мощностью 200, 300, 500 и 1000 кВт при сжигании гранул, произведенных из отходов растениеводства, − не ниже 85%.

Исследования, проведенные ТГТУ, показали, что при сжигании биогранул (в том числе изготовленных из отходов растениеводства) в кипящем слое, сформированном самими гранулами, частицами их коксового остатка и золой, температура в слое достигает 1000−1100?°С, что достаточно для воспламенения и устойчивого горения коксового остатка; движущиеся частицы постоянно разрушают образующиеся в слое золошлаковые агломераты, поэтому очаговый остаток имеет порошкообразную структуру. В результате при сжигании по предложенному способу гранул из соломы потери от механической неполноты сгорания составляют 7,94%, тогда как при сжигании в обычном гранульном котле Pelling-27 (Чехия) в плотном слое движущихся гранул − 36,44%, при сжигании гранул из лузги проса − 15,76% против 30,12%, гранул из лузги риса − 10,07% против 43,02%, гранул из лузги подсолнечника − 4,96% против 12,46%.

В марте 2010 года делегация в составе ведущих специалистов биоэнергетического центра ТГТУ и руководства фирмы EKO Holz und Pellets (ФРГ) по приглашению итальянской компании − производителя оборудования для гранулирования отходов АПК General Dies s.r.l. посетила в Италии ряд заводов, гранулирующих биомассу из отходов растениеводства, и в том числе самый крупный в южной Европе завод в провинции Лацио, состоящий из двух линий гранулирования производительностью 5 т гранул в час каждая.

Сергей ПЕРЕДЕРИЙ

Использованная литература

1. 1. Ronnbäck M., Johansson M., Claesson F. Combustion test in residential burners of pellets from new ash rich biomass // Proceeding on European Pellets Conferences. Wels, Austria, 2009.

2. Kiesewalter S., Rohricht C. Pelletierung von Stroh und Heu // In Proceeding on European Pellets Conferences. Wels, Austria, 2004. Р. 283−296.

Источник: lesprominform.ru

Компания — Инициатор проекта досконально проанализировала основные тенденции рынка потребителей картона. Основу возможного резюме, как результата этого анализа, могут составит следующие утверждения:
1. Отечественный рынок потребителей картона в последние годы, несмотря на кризисные явления, показывает уверенный и существенный рост.
2. Увеличение объемов спроса на картон обусловлен ростом спроса со стороны производителей гофротары, а именно эти предприятия и являются потенциальными партнерами проекта – покупателями готовой продукции, запланированной к производству – картона для гладких слоев гофротары.
3. Постоянное увеличение стоимости вторичного сырья, а именно макулатуры, также говорит о наличии спроса на картон и отчасти, о некотором дефиците макулатурного картона.
4. Использование только макулатуры в качестве сырья для производства картона — может быть весьма рискованным решением, поскольку высокий удельный вес макулатуры в себестоимости и ее цена может существенным образом повлиять на маржинальность картона, его отпускным ценам и запланированную, весьма высокую и амбициозную динамику выхода на плановые объемы производства и продаж.
Конкуренты:
Николь-Пак г. Новоульяновск», Ульяновская область. Фабрика ориентирована на производство картонной гильзы для намотки рулонных материалов. Фабрика введена в эксплуатацию в октябре 2011 года. Проектная мощность −3 000 тонн продукции в год с увеличением производительности до 6 000 т. Объем производства и продаж фабрики неуклонно растет: территориальное расположение позволило расширить географию продаж и сократить расходы наших клиентов на транспортировку продукции.
«Николь-Пак г. Нижний Новгород», Нижегородская область
Основанный на базе картонно-рубероидного завода, «Николь-Пак г.
НижнийНовгород» после реконструкции КДМ, начатой в декабре 2011 года, начал выпуск коробочного и гильзового картона в мае 2012 года. Проектная мощность производства −20 000 тонн в год; в 2016 году планировалось выйти на увеличение показателей до 24 000 тонн готовой продукции в год.
Общество с ограниченной ответственностью «КАРТОНПРО», Нижний
Новгород. ООО «КартонПро» занимается оптовыми поставками и комплексным снабжением бумажной продукцией и упаковкой предприятий различных сфер деятельности: полиграфических, фармацевтических, промышленных, мебельных, пищевых и пр. В ассортимент основной продукции входит бумага, картон,
гофрокартон, рубероид. В Тюменской Области (где планируется размещение и деятельность завода) конкурентов нет.

Источник: startupnetwork.ru

Производство топлива из растительных отходов — новое перспективное направление для инвестирования.

Сырьём для производства твердого биотоплива — топливных гранул (пеллет) могут быть древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки. А также отходы сельскохозяйственных культур: солома, лузга подсолнечника, отходы кукурузы, крупяного производства и т. п.

Переработка соломы

Потребление топливных гранул во всем мире растет очень быстрыми темпами (около 30 — 50% в год) это связано с долгосрочной тенденцией роста цен на углеводородное топливо, истощением его мировых запасов.
В 2005 году потребление пеллет в Европе составило 2,5 млн. тонн, в 2007 году – 5 млн. тонн, к 2010 году прогнозируется рост потребления до 12 млн. тонн.  Китай к 2020 году намеревается производить до 50 млн. тонн пеллет ежегодно
Европейский рынок топливных гранул ежегодно растет более чем на 20 %, а в отдельных странах на 35 %

В России отходы сельского хозяйства сегодня – почти невостребованный ресурс. Например, используется лишь 10% всего объема соломы (в основном, в животноводстве, в качестве подстилки скоту, как добавка в корма).
Между тем, масса накопления соломы злаковых и крупяных культур в России за год составляет 80 – 100 млн. тонн. При этом чаще всего солому сжигают или запахивают в землю.
Южный Федеральный округ располагает 36% общероссийских запасов соломы и отходов АПК.

Урожай зерновых на Дону – в среднем 8 млн тонн. Это примерно 7,2 млн тонн соломы.
В Ростовской области разработана и уже опробована новая технология по переработке соломы в топливные пеллеты. Эти пеллеты могут использоваться и как самостоятельное топливо, и как добавка к традиционному углю, в бытовых и промышленных условиях.

Переработка соломы – это возможность создания сотен и даже тысяч новых рабочих мест (сбор соломы, ее перевозка к местам переработки, производство пеллет).
Программа переработки соломы может быть интересна бюджету как возможность сокращения расходов на закупку традиционного топлива (угля) для муниципальных котельных.
Стоимость одной линии для производства пеллет – около 3 млн рублей (средняя мощность).
Окупаемость проекта — 2,5 – 3 года.

В Заветинском районе Ростовской области уже завершается монтаж первой установки по производству топливных гранул из соломы. В перспективе программа переработки соломы может быть развернута в 13 донских районах.

Кроме того, перерабатывать в топливо возможно и другие виды растительных отходов. Например, компания «Астон» планирует обеспечивать энергетические потребности своих новых маслоэкстракционных заводов в городах Миллерово и Морозовске Ростовской области за счет сжигания подсолнечной лузги. Себестоимость энергии, получаемой таким способом, не будет превышать 60 копеек за Квт/час (рыночная цена – 2,4 – 2,6 рубля).
Использование топлива из растительных отходов позволяет значительно снизить себестоимость продукции. Окупаемость такого проекта – 7 месяцев – 1 год.

Переработка соломы

 

Сравнительная теплотворная способность различных видов топлива
Природный газ 8060 Ккал/куб.м.
Уголь 4000 – 6000 Ккал/кг
Пеллеты из соломы 3500 – 4400 Ккал/кг
Подсолнечная лузга 3685 Ккал/кг
Сравнительная таблица различных видов биотоплива
Биотопливо Теплота сгорания, кВт*ч/кг Зольность, % Точка размягчения, (0С) N,% Cl, мг/кг S, мг/кг
Злаковая солома 4,78 5,68 960 0,47 2,503 737
Рапсовая солома 4,76 6,20 1,273 0,84 4,668 2,703
Целое злаковое растение 4,76 4,24 668 1,16 1,807 1,370
Злаковые зерна 4,72 2,26 709 1,96 660 1,050
Рапсовые зерна 7,35 4,60 3,94 1,000
Сено 4,83 5,71 1,061 1,14 3,112 1,581
Луговое сено 4,74 7,09 918 1,26 7,588 1650
Хвойная древесина 5,23 0,79 1,398 0,14 87 234
Лиственная древесина 5,11 0,55 1,265 0,49 163 402

 

Эффект от использования альтернативного топлива из отходов сельского хозяйства:
— создание экологически чистого, безотходного производства
— снижение себестоимости продукции
— экономически эффективное использование растительных отходов
— экономия бюджетных средств, выделяемых на закупку топлива для муниципальных котельных;
— развитие малого бизнеса
— создание новых рабочих мест на селе.

Прогнозируемый выпуск пеллет в России в 2009 году — около 1 млн тонн.
Использование соломы может потенциально покрыть до 5,8% потребности РФ в топливе.

 

Источник: www.ipa-don.ru


Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.