Стоит, наверное, сказать, что сам по себе пиролиз известен человечеству уже многие тысячелетия. Классическим примером процесса является получение из дров древесного угля, который потом шел на выплавление из железной руды первых образцов металла.
Принципиальная схема установки для получения жидкого и газообразного топлива.
Измельченное древесное сырье 1 очищается от примесей и загружается в приемный бункер 2. Оттуда с помощью шнекового транспортера-дозатора 3, установленного внутри камеры предварительного нагрева и удаления влаги, сырье подается в реактор пиролиза 5. Образовавшийся в камере удаления влаги пар может быть использован для отопления или направлен в теплообменник 4.
В реакторе пиролиза происходит термическое разложение органической древесной массы с образованием преимущественно газифицированной фракции. Не пришедшие в газообразное состояние продукты пиролиза выводятся из реактора с помощью транспортного устройства 7 в сборник твердого остатка 8. Газифицированные же продукты пиролиза древесины, пройдя через камеру очистки 6, поступают в конденсатор 9, где разделяются на жидкую и газообразную фракции. Сконденсированный жидкий продукт накапливается в приемнике 11. Газообразные продукты, пройдя блок очистки газа 10, подаются на сжигание в дизель-генераторную установку 12.
Дизельный агрегат работает на комбинированном топливе в газодизельном режиме, одновременно потребляя пиролизный газ и дизельное топливо с добавлением до 20 % пиролизной жидкости, поступающей из смесителя 13.
Однако сотрудники ВНИИ электрификации сельского хозяйства смогли дать этой древней технологии вторую жизнь. Они выявили параметры процесса быстрого пиролиза, которые позволяют получить максимальную пользу от каждого вида сырья. А также разработали схему установки (см. рис.), которая позволяет производить такую переработку в автоматизированном режиме. В итоге получается лишь небольшое количество неорганических компонентов, объем которых намного меньше, чем первоначальных отходов.
Получаемое в результате пиролиза высококалорийное газовое и жидкое топливо — его теплотворная способность 5500 ккал/кг — может быть использовано в котлах ТЭЦ и иных промышленных установок мощностью от 10 кВт до 10 МВт. И даже как моторное топливо в двигателях внутреннего сгорания. Причем затраты энергии на работу самой установки пиролиза составляют 5 — 12 % от энергии производимого топлива.
Первая экспериментальная установка для получения жидкого и газообразного топлива из древесных отходов позволяла перерабатывать до 1 т отходов в сутки. Анализ продуктов пиролиза, проведенный в химлабораториях Всероссийского института минерального сырья и Всероссийского научного института топлива и нефти, показал, что полученное жидкое топливо по химическому составу и другим показателям ничуть не хуже мазута, который обычно получают из нефти.
Несконденсированный же газ в основном содержит легкие углеводороды (метан, этан, пропан и т. д.), хорошо горит и может быть использован, например, в дизель-генераторах для получения электроэнергии.
Древесный уголь, который также получается в ходе пиролиза, может затем найти применение в сталелитейной промышленности, в быту и в медицине. При переработке древесных опилок из 1 тонны опилок в сутки получается 0,5 тонны жидкого и газообразного топлива. Срок окупаемости установки — 3 года.
ВНИИ электрификации сельского хозяйства заключает сейчас договоры на изготовление установок производительностью по перерабатываемому сырью 1–2 тонны в сутки. Срок поставки — 6–8 месяцев после заключения контракта.
С. НИКОЛАЕВ
ТЕМ ВРЕМЕНЕМ В АМЕРИКЕ
По мере роста цен на топливо интерес к использованию альтернативных источников энергии растет и во всем мире. Один из таких источников — биодизельное топливо — теперь доступен в округе Мифлин, США. Здесь заправочная станция компании Snedeker Energy продает биодизельное топливо всем желающим.
Исходным сырьем для него может послужить, например, соя. Она перерабатывается с помощью химического процесса, который называется трансэстерификация или трансэфирообразование. Это процесс отделения глицерина от растительных масел. Получаемые при этом метилэстеры используются как топливо, а глицерин можно использовать для приготовления мыла или чего-нибудь еще.