2. Нетрадиционные виды топлива. Щепа, отходы лесопереработки, "пеллеты".

Биото́пливо — топливо из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности организмов или органических промышленных отходов.

Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (синтез-газ, биогаз, водород).

Твердое биотопливо

Дрова — древнейшее топливо, используемое человечеством. В настоящее время в мире для производства дров или биомассы выращивают энергетические леса, состоящие из быстрорастущих пород (тополь, эвкалипт и др.). В России на дрова и биомассу в основном идет балансовая древесина, не подходящая по качеству для производства пиломатериалов.

Топливные гранулы и брикеты — прессованные изделия из древесных отходов (опилок, щепы, коры, тонкомерной и некондиционной древесины, порубочные остатки при лесозаготовках), соломы, отходов сельского хозяйства (лузги подсолнечника, ореховой скорлупы, навоза, куриного помета) и другой биомассы. Древесные топливные гранулы называются пеллеты, они имеют форму цилиндрических или сферических гранул диаметром 8 — 23 мм и длиной 10 — 30 мм. В настоящее время в России производство топливных гранул и брикетов экономически выгодно только при больших объемах.

Энергоносители биологического происхождения (главным образом навоз и т. п.) брикетируются, сушатся и сжигаются в каминах жилых домов и топках тепловых электростанций, вырабатывая дешёвое электричество.

Отходы биологического происхождения — необработанные или с минимальной степенью подготовки к сжиганию: опилки, щепа, кора, лузга, шелуха, солома и т. д.

Древесная щепа — производится путем измельчения тонкомерной древесины или порубочных остатков при лесозаготовках непосредственно на лесосеке или отходов деревообработки на производстве при помощи мобильных рубительных машин или с помощью стационарных рубительных машин (шредеров). В Европе щепу в основном сжигают на крупных теплоэлектростанциях мощностью от одного до нескольких десятков мегаватт.

Часто также: топливный торф, твёрдые бытовые отходы и т. д.

Билет 12.

1. Промышленные и бытовые отходы как топливо. Проблемы сбора и селекции.

Благодаря деятельности мусоросжигательных заводов появилась реальная возможность использовать тепло, вырабатываемое при сжигании. Такое тепло используют для получения относительно недорогой электроэнергии. Бытовые отходы являются легко возобновляемым топливом. Так как бытовые отходы обладают высокой влажностью и хорошей зольностью, они являются топливом низкосортного качества, что требует создания новой специальной теории горения. Бытовые отходы сравнимы с бурыми углями. Однако бурые угли однородны по составу, а бытовые отходы представляют собой смесь различных по составу и свойствам компонентов. Теория горения бытовых отходов должна быть универсальной для всех его компонентов. Это необходимо для обеспечения полноты сгорания и минимального образования вредных веществ. Бытовые отходы, используемые как топливо, имеют ряд особенностей:

1. теплотехнические характеристики компонентов, находящихся в составе бытовых отходов, схожи с характеристиками твердого топлива;

2. при сгорании бытовые отходы выделяют меньше вредных окислов серы, чем бурый уголь;

— исходя из величины выхода летучих веществ бытовые отходы как топливо более реакционные, чем твердое топливо; — стабилизация процесса горения бытовых отходов поддерживается при совместном сжигании с ними топлива другого вида. В бытовых отходах содержатся металлические предметы, которые ускоряют окислительные процессы при горении. Это происходит потому, что металл является катализатором между горючими компонентами и окислителем. Кроме положительных моментов термической обработки бытовых отходов, существуют еще и отрицательные. Так, например, во время сжигания происходит довольно мощный выброс в атмосферу множества вредных веществ. Необходимо правильно организовывать процесс горения. Это очень важно, так как при неправильной организации образуются продукты неполного сгорания. Это, в свою очередь, ведет к образованию вредных и ядовитых веществ, которые, сгорая, выбрасываются в атмосферу и загрязняют ее. При сжигании твердых бытовых отходов выделяется большое количество токсичных хлорсодержащих компонентов — диоксинов и фуранов, которые являются сверхстойкими органическими загрязнителями. Эти синтетические яды появляются при температуре 250-800 градусов С. Они опасны не только своей токсичностью, но и способностью оставаться в окружающей среде, не разлагаясь в течение как минимум 10 лет. Диоксины разрушают гормональную систему человека, что вызывает иммунодефицит и ослабляет защитные силы организма, а также способствуют развитию женских болезней, росту количества выкидышей и рождению детей-инвалидов. В связи с борьбой против диоксинов были приняты очень четкие нормы по утилизации бытовых отходов на мусоросжигательных заводах. Это привело к тому, что большинство заводов сейчас закрыты или идет их реконструкция. Для того чтобы хотя бы немного уменьшить вредные выбросы, из отходов извлекают батарейки и аккумуляторы, пластик, листья. Сжигание неразделенного потока отходов в настоящее время считается чрезвычайно опасным. Таким образом, мусоросжигание может быть только одним из компонентов комплексной программы утилизации бытовых отходов. Сжигание мусора позволяет примерно в 3 раза уменьшить вес отходов, устранить некоторые неприятные свойства: запах, выделение токсичных жидкостей, бактерий, а также выработать дополнительную энергию, которую можно использовать для получения электричества или отопления.

Финляндия достигла хороших результатов в исследованиях возможности использования промышленных отходов в качестве транспортного топлива, сообщает газета Helsingin Sanomat. Академия Финляндии изучает переработку биобутанола и биогаза с целью превращения их в топливо для транспорта. Исследования показали, что бутанол, получаемый при переработке отходов пищевой и лесной промышленности, может стать хорошей заменой бензину. Метан, получаемый из биогаза, с свою очередь зарекомендовал себя как лучшее транспортное топливо с точки зрения процесса его производства.