піроліз торфу
Існуючі в природі величезні запаси торфу, ще буквально півстоліття тому, широко використовувалися в Росії замість більш звичного всім нам природного газу, бензину та дизельного палива. В країні випускалися сотні тисяч газогенераторів різного розміру, які застосовувалися для виробництва генераторного газу (до його складу входили СО + Н2 + СН4 + інертні гази).
Після очищення від домішок отриманий в такому генераторі газ використовувався в якості палива для двигунів внутрішнього згоряння і для потреб великих промислових виробництв.
Однак з відкриттям великих нафтових і газових запасів в нашій країні поступово почали забувати про те, що торф можна використовувати як поновлюване джерело моторного палива. В даний час найбільш поширеним способом отримання енергії з торфу є спалювання торф'яних палив в спеціальних печах і котлах з метою отримання теплової енергії. Однак, куди більш перспективно звернути увагу на більш корисну з економічної точки зору технологію - піроліз торфу (газифікацію).
У чому полягає процес піролізу торфу.
Процес піролізу торфу називається також газифікацією або газогенерації. Даний процес відбувається при температурі від 800 до 1300 град С.
Суть даного процесу полягає у виробництві пального газу за допомогою нагрівання сировини до певної температури при обмеженому доступі кисню. В результаті даного процесу, що відбувається в топкових пристроях, що обмежують приплив повітря ззовні можна отримати такі речовини як:
- монооксид вуглецю
- металевий газ
- водень
- метан
- газоподібні вуглеводні
- І інші компоненти в самих різних пропорціях.
Давайте розглянемо, чим відрізняється даний процес від звичайного горіння торфу.
Якщо при спалюванні торфу в звичайній печі забезпечити приплив необхідної кількості кисню, то в результаті такого спалювання утворюється двоокис вуглецю, вода, зола (кількість якої відповідає змісту неорганічних речовин в початковому торфі) і тепло.
Але якщо після початку процесу горіння надходження повітря буде обмежено, то горіння триватиме, але продукти горіння будуть трохи іншими. В результаті виходить вода, газоподібний водень і монооксид вуглецю. При цьому буде виділятися тепло, що сприяє продовженню процесу горіння. Під впливом тепла в молекулах складних вуглеводнів, які містяться в торфі, розриваються хімічні зв'язки. Одночасно з цим в процесі об'єднання атомів водню з вуглецем і киснем виділяється тепло і утворюється газоподібний енергоносій - генераторний газ.
Отриманий шляхом піролізу торфу газ складається з водню, метану, моноксиду і діоксиду вуглецю, невеликої кількості вуглеводневих сполук високого порядку, наприклад такого як етан, і різні домішок, наприклад таких як смоли і частки золи.
На відміну від набагато більшого обсягу вихідного торфу, отриманий з нього шляхом піролізу газ більш зручний для зберігання і транспортування. Генераторний газ може бути використаний для отримання теплової та електричної енергії і як паливо для двигунів внутрішнього згоряння після його очищення. Крім цього, після додаткового очищення від H2S, CS2 і CO2 -генераторний газ може бути використаний у виробництві аміаку як джерело водню. Також можливо і подальша переробка генераторного газу з метою отримання з нього рідких видів палива.
Побічні продукти піролізу торфу.
Варто згадати, що в процесі піролізу торфу крім газу утворюються і інші продукти: кокс, торф'яна смола і підсмільну вода. Підсмільну вода становить інтерес як джерело фенолів, амонієвих солей і аміаку. Концентрація в підсмільну воді корисних компонентів приблизно така:
- феноли 4-7 (кг / м3)
- летючий аміак 7 - 14 (кг / м3)
- амонієві солі 5 - 7 (кг / м3)
Отриманий в результаті піролізу торфу кокс може бути використаний в металургії.
Торф'яна смола являє собою складну суміш хімічних сполук, в числі яких:
- феноли і ефіри фенолів
- воску і парафіни
- жирні кислоти
- спирти
- масла
Завдяки цьому отриману в результаті піролізу торфу смолу використовують як джерело сировини для хімічної промисловості.
Таким чином, піроліз торфу дозволяє вирішити безліч проблем, які можна поділити на:
Екологічні - піроліз торфу практично безвідходна процедура, яка не супроводжується забрудненням навколишнього середовища. Таким чином, використання торф'яного газу з метою опалення дозволить скоротити викид в земну атмосферу більш шкідливих речовин, що утворюються в результаті горіння інших видів палива. Крім того, разом з торфом можна піддавати переробці і відходи деревообробної промисловості, що є великомасштабним екологічним заходом, що сприяє виконанню Кіотської угоди.
Ресурсозбереження. Інформація, наявна у вчених сьогодні, підтверджує, що кількість світових запасів нафти, газу і вугілля невблаганно зменшується. І поповнити ці не заповнює природні ресурси просто неможливо. А торф є заповнювати природним ресурсом, тому його використання дозволить зберегти нафтові і вугільні запаси.
Соціальні. розвиток даної технології піролізу торфу дозволить створювати енергетичні установки різної потужності в будь-якому з куточків нашої неосяжної країни. А для їх обслуговування будуть необхідні люди для постійної роботи. Таким чином, розвиток даного напрямку може дати поштовх до розвитку малих виробництв в будь-яких віддалених районах.
Сьогодні багато районів Сибіру і Далекого Сходу досить погано електрифіковані і газифіковані, проте вони володіють невичерпними торф'яними запасами. І створення повністю автономної дешевої енергетики в подібних районах - це проблема, яка потребує втручання на державному рівні.