Способ получения жидкого топлива из торфа. Торф бензин


Торф и торфобрикеты как топливо для отопления

Опубликовано: 11 января 2018 Поделиться статьей:

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

С давних времён люди для отопления жилища использовали уголь и дрова. Научные разработки совместно с современными технологиями производства поспособствовали появлению нового типа твёрдого топлива – топливных брикетов. Чтобы их изготовить, применяют разное сырьё, это и торф, и отходы деревообработки, сельского хозяйства и пр. Используются торфяные брикеты, о которых пойдёт речь ниже, в разных сферах: для отопления саун, теплиц, домов и т.д.

Торф является наиболее подходящим топливом для обогрева помещений малой площади. Это обусловлено спецификой его химического состава.

Торф как топливо

Особенности и виды торфа

Торф органическая порода, которая является результатом биохимического процесса гниения болотных растений при чрезмерной влажности и кислородном дефиците.

Торф включает растительные волокна, гуминовые кислоты и различные микроэлементы.

Если смотреть на торф как на топливо, учитывая его главные характеристики, то его смело можно назвать молодым углём. По базовым параметрам они похожи, однако при этом добыча торфа не подразумевает создания сложной развитой инфраструктуры, из-за этого и себестоимость его значительно ниже по сравнению с каменным углем.

Главная особенность торфа – зольность. Под ней понимается количество сгораемых продуктов, что остаются после сжигания килограмма топлива. Этот параметр измеряется в процентах.

Чем меньше остаётся золы после сжигания, тем качественнее топливо.

Зольность торфа зависит и от происхождения. Исходя из этого, можно назвать три типа этой породы.

Вид торфа Особенности
Низинный Состоит из большого количества перепревших остатков древесины.Имеет очень высокую зольность (для некоторых видов может достигать 50 %) и низкую тепловую способность.Из-за таких характеристик он часто применяется в приготовлении натуральных удобрений для глинистых грунтов.
Верховой В основе – остатки болотной растительности и сфанговые мхи.Имеет низкую зольность в 1-5 %.Данный торф чаще всего применяют в бытовых целях, именно он чаще всего используется в качестве основного сырья при производстве топлива.
Переходный Это что-то среднее между низинным и верховым торфом.

Само собой, торф как топливо не используют в чистом виде. После добычи, природный материал подвергается особой обработке, позволяющей рационально и эффективно использовать все его свойства.

Поэтому можно выделить следующие виды торфа в зависимости от особенностей его переработки.

Вид торфа Особенности
Измельчённый / фрезерный торф Это россыпь, которая предназначена для сжигания во взвешенном состоянии.
Полубрикет / кусковой торф Характеризуется низкой степенью прессования, данный топливный продукт изготавливается прямо на месте разрабатываемой залежи.
Торфяной брикет Это высококалорийный продукт со значительной степенью прессования.Из-за полученных в результате обработки характеристик, он в силах заменить каменный уголь.Тонна торфобрикетов по объёму выделяемого тепла равна 1,6 тонне бурого угля и 4 м³ дров.Торфяные брикеты стабильны в своих теплотехнических характеристиках, это даёт возможность производить точные расчёты потребности определённого объекта в топливе.
О производителях топливных брикетов Руф, Пини Кей, Нестро и Нильсон можно подробно ознакомиться на этой странице.

Достоинства и недостатки

Торф как горючее имеет множество достоинств, которые трудно недооценить:

  1. Безопасность пользования. Топливный торф не образует искры, при сжигании не выделяются канцерогенных и токсичных испарений.
  2. Качество. Горючие вещества топлива остаются неизменными в течение многих лет.
  3. Экологичность. Торфобрикеты являются природным продуктом и имеет минимальное количество добавок.
  4. Малая площадь, необходимая для хранения в сравнении с традиционными видами топлива.
  5. Дешевизна. При покупке торфяных брикетов оптом, топливо оказывается выгоднее, чем приобретение солярки, каменного угля.
  6. Хорошая теплотворность. Торфобрикеты – это что-то среднее между дровами и чёрным углём.

К недостаткам относят лёгкую воспламеняемость брикетов из торфа. Из-за этого, чтобы обеспечить пожаробезопасность, данное топливо запрещено хранить рядом с приборами отопления и оставлять около огня.

Торфяные брикеты для отопления

Технология изготовления топлива из торфа достаточно простая и выглядит следующим образом:

  1. Через фрезерование верхнего каустобиолитового пласта добывается торфяная крошка.
  2. С помощью сушки и ворошения измельчённое сырьё доводится до необходимого содержания влаги.
  3. Уже подсушенные изделия складываются в штабеля.
  4. После этого продукция высушивает до содержания влаги 9-12 %.
  5. Сырьё сепарируется и прессуется в брикеты. Повышенное давление и температура в 200-350 °C оплавляют заготовки и тем самым повышают их прочность.

На выходе получается торфобрикет с конкретными параметрами.

Параметр Значение
Размер брикета 150х70х60 мм
Массовая доля серы Около 0,2 %
Содержание примесей золы Максимум 15 %
Теплотворная способность От 4500 ккал/кг
Нормативная влажность Около 18 %

Торфяные брикеты

Торфобрикеты используются только для котлов, функционирующих на твёрдом топливе.

Про особенности работы котлов на торфе можно прочитать здесь.

Подобное брикетирование популярно среди частников и применяется в печках и котлах с регулируемой воздушной подачей. Зола, которая получается после сжигания брикетов торфа, как свидетельствуют отзывы любителей садоводства, является прекрасным минеральным удобрением с большим содержанием фосфора и калия.

Кроме добычи торфяного сырья при помощи фрезерования, известен и более бюджетный и лёгкий приём заготовки кускового торфа. С помощью особого навесного оборудования на трактор прессование осуществляется в местах разработки верхового торфяника.

Укомплектованные брикеты выдавливаются сразу на поле и в естественных условиях сушатся. Минус данных изделий заключается в низкой отдаче тепла и в изменчивости потребительских параметров.

Процесс производства кускового торфа

Торфяные брикеты – это высококалорийное топливо, которое, ко всему, является экологически чистым и имеет невысокую стоимость. А запасы торфа во многих странах являются значительными.

Еще статьи из этой категории:

teplofan.ru

Способ получения жидкого топлива из торфа

Изобретение относится к производству жидкого топлива, которое может быть использовано в местных коммунально-бытовых топливных котлоагрегатах. Описан способ получения жидкого топлива из торфа, включающий предварительную подготовку торфа с последующей его гидрогенизацией, согласно изобретению предварительную подготовку торфа осуществляют путем получения из него торфяной пульпы влажностью 87-99% которую затем диспергируют в течение 1-10 мин, а гидрогенизацию осуществляют путем барбатирования торфяной пульпы водородом в присутствии платинового или платино-палладиевого катализатора в течение 5-180 мин, не прекращая ее диспергирования, при этом диспергирование и гидрогенизацию пульпы проводят при температуре 293-450К и давлении 1-15 атм. После гидрогенизации пульпу отстаивают и производят ее разделение на жидкое топливо и на непрореагировавшие реагенты. Для активации торфяной пульпы в нее перед диспергированием вводят спирт в количестве 25-35% объемных и/или 0,1 н. раствор NaOH в количестве 0,01-0,02 мас.%. Техническим результатом является снижение энергоемкости процесса производства в 5-10 раз и его стоимости. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к производству жидкого топлива, которое может быть использовано в местных коммунально-бытовых топливных котлоагрегатах.

Известен способ получения жидкого топлива из древесины (RU, №94033296, кл. С10В 53/02, 1997 г.) путем воздействия на отходы древесины газопаровой смесью в генераторе под давлением 0,5-1,0 атм и при температуре 150-200°С. Газификацию древесины проводят до полного превращения ее в органический газпромпродукт, который в дальнейшем очищают от соединений серы и смешивают с непрореагировавшей частью газпромпродукта. После чего смесь нагревают до 190-240°С и направляют в реактор для контакта с катализатором, в качестве которого используют гранулированные окислы цветных металлов (меди, цинка, кобальта и др.) для получения паров синтетического топлива (метанола). После конденсации и сепарации газовой смеси выделяют из нее жидкое топливо.

Недостатком этого способа является многоступенчатость процесса, что значительно увеличивает себестоимость продукции.

Прототипом изобретения является способ получения искусственного нефтеподобного вещества из растительного сырья (RU, №2217471, кл. C10G 1/04, 2003 г.), включающий гидрогенизацию сырья при температуре и давлении сверхкритических значений и последующую сепарацию полученных продуктов, при этом в качестве растительного сырья используют торф, предварительно подготовленный в виде торфяной шихты путем сушки его до влажности 15%, измельчения с последующим калиброванием на сите диаметром отверстий 2 мм и смешивания с катализатором, и торфяной пасты путем смешивания высушенного и измельченного торфа с керосином, мазутом и железным катализатором - измельченным железом при соотношении компонентов, мас.%: торф 23,8, керосин 47,6, мазут 23,8 и железный катализатор 4,8. Торфяную шихту и торфяную пасту соответственно загружали в пиролизатор и в гидрогенизатор, после чего перед операцией гидрогенизации торфяную шихту подвергали пиролизу со скоростью 6 К/мин до возникновения в пиролизаторе температуры Tmax=720К или давления Pmax=15 МПа, а гидрогенизации подвергали предварительно нагретую до температуры 320К торфяную пасту химически активными парогазообразными продуктами пиролиза торфа, направленными в гидрогенизатор по окончании процесса его пиролиза, со скоростью 6 К/мин до возникновения в гидрогенизаторе температуры Tmax=720К или давления Pmax=15 МПа с последующей выдержкой гидрогенизата без принудительного охлаждения в течение 25-30 минут. Процесс получения искусственного нефтеподобного вещества повторяют неоднократно. Каждый последующий процесс осуществляли в присутствии остаточных парогазовых продуктов пиролиза и гидрогенизации предыдущего процесса, сброс которых производили при достижении ими температуры 420К в предварительно нагретые в автоклавах до температуры 320К соответственно торфяную шихту и торфяную пасту.

Недостатком известного способа является сложность и многоступенчатость процесса получения жидкого топлива. Кроме того, высокие температура и давление, при которых осуществляется процесс, значительно его усложняет и увеличивает энергоемкость и, как следствие, себестоимость продукции.

В основу изобретения положена задача по снижению температуры и давления в процессе производства жидкого топлива, а также снижение количества технологических операций и уменьшения количества используемых компонентов.

Техническим результатом является снижение энергоемкости процесса производства в 5-10 раз и его стоимости.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе получения жидкого топлива из торфа, включающем предварительную подготовку торфа с последующей его гидрогенизацией, согласно изобретению предварительную подготовку торфа осуществляют путем получения из него торфяной пульпы влажностью 87-99%, которую затем диспергируют в течение 1-10 мин, а гидрогенизацию осуществляют путем барботирования торфяной пульпы водородом в присутствии платинового или платино-палладиевый катализатора в течение 5-180 мин, не прекращая ее диспергирования, при этом диспергирование и гидрогенизацию пульпы проводят при температуре 293-450К и давлении 1-15 атм. После гидрогенизации пульпу отстаивают и производят ее разделение на жидкое топливо и на непрореагировавшие реагенты. Для активации торфяной пульпы в нее перед диспергированием вводят спирт или спиртобензол в количестве 25-35 об.% и/или 0,1 н. раствор NaOH в количестве 0,01-0,02 мас.%.

Влажность торфяной пульпы - 87-99% обусловлена тем, что при указанном диапазоне обеспечивается низкая вязкость суспензии и, таким образом, создаются благоприятные условия для ее механохимической активации и гидрогенизации путем барботажа водородом. При повышении концентрации пульпы свыше 99% в смесь вводится избыточное количество влаги, что увеличивает в дальнейшем затраты на сушку, а при уменьшении концентрации меньше 87% повышается и ее вязкость, а следовательно, снижается равномерность ее свойств по объему, образуя сгустки.

Температура 293-450К диспергирования пульпы при давлении 1-15 атм и времени диспергирования 1-10 мин обеспечивает гомогенизацию, активацию торфяной пульпы и увеличение удельной поверхности материала.

При уменьшении значений температуры, давления и продолжительности процесса не происходит образования достаточного количества активных центров, образующихся в процессе диспергации, что приводит к снижению выхода жидкого топлива практически до нуля.

При повышении значений этих параметров значительно повышается энергоемкость процесса и не происходит образования дополнительных активных центров, о чем свидетельствует стабилизация или даже небольшое снижение выхода продукта по окончании процесса.

Гидрогенизация торфяной пульпы путем барботажа водорода в присутствии платинового или платино-палладиевого катализатора с одновременным диспергированием в течение 5-180 мин, обеспечивает условия, при которых молекулы ароматических углеводородов торфа распадаются на более мелкие молекулы (деструкция) и образуется жидкий нефтеобразный продукт. Отсутствие катализатора не позволяет получать нефтеобразный продукт. При уменьшении продолжительности времени процесса менее 5 минут снижается и выход жидкого топлива, а при увеличении продолжительности времени процесса более 180 минут - увеличение выхода продукта не происходит вследствие полного взаимодействия активных центров с водородом.

Введение в торфяную пульпу дополнительно спирта или спиртобензола в количестве 25-35% (объемных) обеспечивает экстракцию битуминозных веществ торфа и перевод их в растворенное состояние, что улучшает условия протекания процесса гидрогенизации и, как следствие, увеличивает выход готового продукта. Введение в торфяную пульпу дополнительно 0,1 н. NaOH в количестве 0,01-0,02% (массовых) позволяет повысить степень активации торфяной пульпы за счет создания нейтральной или слабощелочной среды, способствующей созданию благоприятных условий, при которых молекулы ароматических углеводородов торфа распадаются на более мелкие молекулы и повышают выход продукта.

Процесс получения жидкого топлива из торфа осуществляют следующим образом.

Приготавливают водную торфяную пульпу влажностью 87-99%, затем полученную пульпу загружают в диспергатор и диспергируют при температуре 293-450 К° и давлении 1-15 атм в течение 1-10 мин. После этого подготовленную торфяную пульпу загружают в реактор, в котором производят ее гидрогенизацию путем барботажа водородом и в присутствии платинового или платино-палладиевого катализатора с одновременным диспергированием в течение 5-180 мин. После окончания процесса пульпу отстаивают и производят разделение непрореагировавших остатков торфа, влаги и нефтеподобного вещества.

Для активизации процесса перед диспергированием в торфяную пульпу вводят спирт или спиртобензол в количестве 25-35% (объемных) и 0,1 н. раствор NaOH в количестве 0,01-0,02% (массовых).

Пример 1. Приготавливают 100 кг 87% водной торфяной пульпы, после чего ее диспергируют в течение 10 минут при температуре 450К и давлении 15 атм. Далее пульпу помещают в реактор, в котором загружен платиновый катализатор, закрывают реактор крышкой и производят барботаж водородом через пульпу с одновременным диспергированием в течение 5 мин. После окончания процесса пульпу отстаивают и производят разделение непрореагировавших остатков торфа, влаги и нефтеподобного вещества. Выход нефтеподобного продукта составил 69% от сухого вещества торфа.

Способ получения жидкого топлива из торфа не ограничивается одним примером. Так, в рамках данного изобретения осуществлены и другие примеры получения жидкого топлива из торфа, результаты которых представлены в таблице.

Основные параметры получения жидкого топлива.
Состав торфяной пульпы, %Режим обработки пульпыВыход жидкого топлива, % с.в.т.
Торф, %Вода, %Спирт, % от массы пульпыNaOH (0,1 н.), % от массы пульпыкатализатортемпература, Кдавление, атмпродолжительность механохимической переработки, минпродолжительность гидрогенизации, час
119900платина328511,0050
платино-палладиевый
259500273152,5069
3138700платина45015103,0069
платино-палладиевый
41991,00328511,0051
55955,60платина273152,0070
платино-палладиевый
6138717,6045015103,076,5
71991,00,002платина328510,7556
платино-
85955,60,01палладиевый273151,5077
платино-
9138717,60,05палладиевый45015103,0077,5

Изобретение позволяет получать жидкое нефтеподобное вещество, которое может быть подвергнуто дальнейшей химической переработке, для получения углеводородов или непосредственному сжиганию в котлоагрегатах для получения тепловой энергии.

Данное изобретение в настоящее время находится на стадии опытно-лабораторных испытаний.

1. Способ получения жидкого топлива из торфа, включающий предварительную подготовку торфа с последующей его гидрогенизацией, отличающийся тем, что предварительную подготовку торфа осуществляют путем получения из него торфяной пульпы влажностью 87-99%, которую затем диспергируют в течение 1-10 мин, а гидрогенизацию осуществляют путем барбатирования торфяной пульпы водородом в присутствии платинового или платино-палладиевого катализатора в течение 5-180 мин, не прекращая ее диспергирования, при этом диспертирование и гидрогенизацию проводят при температуре 293-450 К° и давлении 1-15 атм, после гидрогенизации пульпу отстаивают и производят ее разделение на жидкое топливо и на непрореагировавшие реагенты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в торфяную пульпу перед диспергированием вводят спирт в количестве 25-35 об.%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в торфяную пульпу перед диспергированием вводят 0,1 н. раствор NaOH в количестве 0,01-0,02 мас.%.

www.findpatent.ru

Торф как вид топлива: за и против

Роль местных видов топлива в энергосистеме многих стран увеличивается с каждым днем. Тут все очевидно и просто. Тенденция роста цен на такие энергоносители, как уголь, нефть, газ в последнее время стала устойчивой и постоянной в силу их исчерпаемости и труднодоступности оставшихся залежей. Соответственно – возрастает стоимость электроэнергии. В этой ситуации роль таких видов топлива, как торф и древесина переоценить очень сложно. Торф – это топливо, которое в буквальном смысле мы топчем ногами. Ученые уже давно подсчитали, что данный ресурс со временем успешно может заменить уголь, газ и мазут.

Торф представляет собой остатки растений, которые не полностью разложились в болотных условиях. Болото характеризуется недостатком кислорода и большой влажностью, они и не дают растениям полностью разложиться, а последние в свою очередь накапливаются из года в год и превращаются в однородную массу – торф. Мировой ресурс этого ископаемого по оценкам экспертов от 250 до 500 млрд. тонн. В общей сложности он покрывает 3% суши.

Первое место по запасам торфа досталось Канаде, тут сосредоточено 170 млрд. тонн, а второе – у России – 150 млрд. тонн. Большая доля торфяников в Швеции, Финляндии, Германии, Белоруссии, Ирландии, Великобритании, некоторых штатах США. В России по подсчетам экспертов сосредоточено от 40 до 60% мировых запасов. Занятые торфом земли в нашей стране составляют 31,8% в Томской области и 12,5% в Вологодской. Внушительное количество залежей находится в Центральных регионах – Рязанская, Московская, Владимирская области. Каждый год запасы торфа в нашей стране пополняются на 250 млн. тонн. При таких условиях у России есть большое будущее в решении проблемных вопросов местной энергетики, повышении плодородия почвы, экологических задач. Совсем недавно наша страна была лидером в потреблении  торфяного топлива, но сегодня уступает место таким странам, как Финляндия, Ирландия и Канада.

 

Торфоуборочные машины (Фото Владимир А. Довгань)

Международная организация TACIS подсчитала, что добыча торфа в мире в последние несколько лет, увеличилась на 10%. Спрос на этот ресурс неизменно растет. Например, в Финляндии каждый год на энергетические нужды добывают 10 миллионов тонн и обеспечивают 20% тепла в стране. Там очень распространены небольшие станции, мощность которых от 2 до 10 МВт, и все они в качестве сырья используют торф. Похожая картина наблюдается и в Швеции.

Почему же наша страна, которая долгое время была лидером в данной отрасли, потеряла пальму первенства? В России торф стали добывать еще 200 лет назад. Он использовался в качестве топлива на тепловых электростанциях. На сельскохозяйственные нужды добывали 160-180 тонн каждый год. А в 1965 году добыча достигла своего исторического максимума и составила 27,9 млн. тонн.

Так выглядит типичный район торфодобычи (Фото alex-leit.livejournal.com)

Последующие 30 лет показатели только снижались. Все дело в том, что в 60-е годы в Западной Сибири были открыты крупные месторождения природного газа. Энергетика ускоренными темпами стала переходить на этот вид топлива. В итоге к концу 90х годов объем добычи торфа снизился до 2-4 миллионов тонн в год. Напомним, в советские времена эта цифра составляла 220-280 миллионов тонн. Но ориентация на газ – это только одна из причин упадка торфяной отрасли.   Этот вид топлива стало добывать невыгодно еще и по причине двойного лицензирования: недропользование и водопользование. Болото относят и к одному и ко второму типу. Развитие отрасли тормозит и отсутствие инвестиционных ресурсов. Оборудование торфяных электростанции порядком поизносилось, потому что многие из них были построены более 40 лет назад.

Никто не спорит с тем, что сегодня использование газа в качестве топлива – очень удобно и дешево, поэтому газификация районов происходит ударными темпами. Но помимо того, что газ – ресурс исчерпаемый, эта тенденция имеет еще один минус – области стали очень зависимы от «голубого топлива», за счет которого сегодня вырабатывается 90% тепла. Если газовая труба при определенных форс-мажорных обстоятельствах лопнет, а отопительная система разморозится, экономические потери могут быть очень масштабные. Избежать негативных последствий помог бы дополнительный тепловой агрегат с резервным топливом. Что касается сравнения торфа с углем, преимущество по многим позициям находится у первого.

Одна из опасностей торфодобычи — осушение болот, которые являются «легкими природы»

Энергоемкость торфяных брикетов однородна, тогда как теплотворная способность угля неравномерна. И стоимость его при учете транспортных расходов во много раз выше цены торфа. Допустим, что цена тонны торфа составляет 100%, северным и западным регионам России за такое же количество кузнецкого угля придется заплатить 190%, за воркутинский уголь – 120-160%, а за топочный мазут – 250%. Большим плюсом торфяного топлива является его экологическая безопасность, проблема которой является сегодня одной из актуальных в мире.

Например, каменный уголь содержит 1-3% серы, мазут – 1,2%. При сгорании из серы образуется двуокись серы, которая вступает в реакцию с атмосферной влагой и вырабатывает сернистую кислоту, а она в свою очередь превращает обычный дождь в кислотный.  В торфе сера почти отсутствует. Также при использовании торфяного топлива в десятки раз уменьшаются выбросы твердых взвешенных частиц. Торфяную золу легко утилизировать, чего не скажешь про угольные шлаки. Также специалисты сделали вывод, что освоение торфяных территорий поможет уберечь большие участки России от пожаров.

Для торфодобычи осушаются тысячи гектаров болот

Но некоторые ученые выступают против широкого использования торфа. Они утверждают, что большая торфодобыча может негативно сказаться на климате и биологическом разнообразии. Болото, как и лес, обладает свойством поглощения из атмосферы диоксида углерода и высвобождения кислорода. При его осушении большие объемы углекислоты, накопленной тысячелетиями, попадут в атмосферу и стимулируют парниковый эффект. Совершенно ясно, что в ближайшее время такого масштабного освоения торфяников, которое может оказать ощутимое влияние на климат Земли в России ожидать не стоит. Специалисты утверждают, что запасов природного газа нам может хватить еще на 100 лет. Но, тем не менее, расширять торфяную отрасль тоже необходимо, потому что ресурс этого вида топлива в нашей стране огромен.

В последнее десятилетие можно наблюдать ряд положительных сдвигов в развитии торфяной отрасли в России. Такие факторы, как мировой кризис и удорожание традиционных энергоносителей, как следствие – рост тарифов для населения, заставили властей некоторых регионов экспериментировать с  созданием торфяных котельных. Ведь уголь и мазут приходится привозить из дальних регионов, что весьма затратно, в то время как торф буквально валяется под ногами. К слову сказать, потребителями торфа являются не только котельные, но и торфобрикетные заводы, коммунально-бытовые потребители печного топлива, тепловые электростанции.

Наиболее рентабельными считаются торфяные ТЭС малой и средней мощности. А развитие «малой энергетики» наиболее актуально для нас на сегодняшний день. «Энергетическая стратегия России (до 2020 г.)» одним из приоритетных направлений в вопросах электроэнергетики ставит развитие распределительной генерации с электростанциями малой и средней мощности, работающих на базе парогазовых, газотурбинных и других современных технологий. Они должны обслуживать территории с тепловыми нагрузками небольшой концентрации, в первую очередь это – децентрализованные участки теплоснабжения. Помимо этого определенное количество отопительных и промышленных котельных в районах предполагается переквалифицировать в ТЭС малой мощности. В таких условиях торф является наиболее актуальным и незаменимым видом топлива.

Во многих районах России уже осознали, что торф – интересное и прибыльное дело. Начало 2010-х ознаменовано открытием нескольких крупных предприятий в сфере добычи и переработки торфа. Самый крупный торфодобытчик на территории Московской области — компания ОАО «Шатураторф». Котельную, работающую на торфе, запустила Свердловская область, в Кировской области власти переводят региональные электростанции и котельные с природного газа и мазута на другие виды топлива, программы и работы по использованию местных топливных ресурсов работают в Смоленской, Ленинградской, Архангельской, Тверской, Владимирской областях, Карелии и других регионах России.

Недавно в Министерстве энергетики принялись за разработку пакета налоговых послаблений, которые призваны привлечь инвестиции в торфяную отрасль. Торфяники хотят передавать в бесплатную аренду, а немалый энергетический налог снизить. Энергетическая стратегия правительства предусматривает увеличение добычи торфа к 2020 году в четыре раза, каждый год по плану должны добывать 8 миллионов тонн.

Низкая энергоемкость добычи, простота транспортных схем, короткие расстояния вывоза торфа делают этот вид топлива конкурентоспособным по сравнению с другими видами ввозимого топлива. Несмотря на то, что привычка в использовании угля пока еще трудноискоренима, а природный газ находится в большом авторитете, торфяной рынок имеет большой потенциал роста.

Еще по этой теме

Метки: виды топлива, торф, торфяники

Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:

novostienergetiki.ru

Преимущества и недостатки торфа как топлива

С каждым днём востребованность местных видов топлива растёт. Ничего удивительного в этом нет: запасы нефти, газа и угля исчерпываются, и вместе с уменьшением их количества увеличивается их стоимость. Торф — то, на что потребители, учёные и бизнесмены сейчас возлагают большие надежды.

Торф — ресурс, который занимает 3% суши

Что такое торф? Это остатки растений, которые находятся на болотах. Из-за нехватки кислорода и повышенной влажности, свойственным болотистой местности, растения не разлагаются до конца и накапливаются, со временем превращаясь в то, что мы называем торфом. Количество этого ресурса на Земле необычайно высоко: он покрывает порядка 3% общей площади суши. Причём Россия располагает вторым местом по запасу торфа, уступая только Канаде, — а это 60% общемировых запасов. Особенно богатыми считаются Томская и Волгоградская области, а также Рязань, Владимир и Москва.

Большое количество торфа расположено в Финляндии, Ирландии и Великобритании, Германии, Швеции и Беларуси, в некоторых штатах США. Однако в полной мере эксплуатируют свои запасы только Канада, Ирландия и Финляндия: по подсчётам TACIS, добыча торфа благодаря этим странам за последние годы выросла примерно на 10%.

Всего несколько десятилетий назад Россия занимала лидирующее место по добыче и использованию торфа, но ситуация изменилась в середине 20-го века, когда в Сибири были обнаружены огромные месторождения природного газа. Добыча торфа, достигшая цифры в 280 млн тонн в год, начала угасать вместе с переходом энергетики на природный газ. На сегодняшний день в нашей стране добывается всего около 2-4 млн тонн торфа в год. На упадок отрасли влияют и некоторые сложности в лицензировании, поскольку добыча топлива из болот — это одновременно и водопользование, и недропользование. Да и оборудование, простаивавшее десятки лет с советских времён, успело порядком износиться.

На природном газе сегодня работают около 90% всех энергетических установок. Без сомнений, это достаточно удобное и недорогое топливо, но оно исчерпывается — это раз, а во-вторых, делает потребителей очень зависимыми от поставок. К примеру, если что-то случится с трубопроводом, экономические потери будут колоссальными. Сгладить это помогла бы установка резервного оборудования, которое могло бы работать на угле или на торфе.

Торф или уголь — что лучше?

По сравнению с углём торф обладает спектром преимуществ. В первую очередь, это его дешевизна: тонна хорошего угля стоит вдвое больше, чем тонна торфа.

Огромным преимуществом торфа является его экологическая чистота. Так, в каменном угле находится около 1-3% серы, которая, сгорая и вступая во взаимодействие с атмосферой, образует сернистую кислоту — причину выпадения кислотных осадков. В торфе сера практически полностью отсутствует, а зола, образовавшаяся после его сжигания, гораздо проще и безопаснее для утилизации, чем угольный шлак.

Главный экологический недостаток торфа

Но есть у этого волшебного вида топлива и определённые недостатки, на которые не устают указывать учёные, выступающие против перехода энергетики на торф. Это, в первую очередь, вред для экологической обстановки: болота, которые необходимо осушать ради добычи, являются частью экосистемы, и их уничтожение может стать причиной высвобождения огромного количества углекислого газа, что приведёт к парниковому эффекту. Однако это слишком долговременная перспектива. По словам экспертов, газовых запасов нашей страны хватит ещё как минимум на 100 лет.

Перспективы развития торфяной отрасли в России

Впрочем, пессимизм излишен — торфяная отрасль в России постепенно выходит из стазиса. К сожалению, влияет на это не столько искреннее желание прорабатывать богатый ресурс, сколько другие факторы: экономический кризис, рост расценок на коммунальные услуги и энергию... К тому же, «подвижки» носят характер сугубо региональный. Торфяную котельную установку недавно запустили в Свердловской области; Архангельская, Ленинградская, Смоленская, Кировская, Владимирская и Тверская начали экспериментировать с переходом региональных электростанций на альтернативные виды топлива, и на торф в том числе.

На настроения общественности реагирует и Министерство энергетики. Не так давно там рассматривали поправки, которые позволили бы отдавать торфяники в аренду на разработку, а также снизили бы энергетический налог. К 2020 году правительство планирует увеличить добычу как минимум в 4 раза — или на 8 млн тонн — ежегодно.

www.kotel-modul.ru

Жидкое топливо из торфа - Ноябрь 1935 года

6

Жидное топливо из торфаВопрос о переработке торфяных продуктов на моторное топливо до последнего времена был мало изучен. Торфяная смола рассматривалась главным образом как сырье для получения различных материалов химической —дромышленности.^ ,^*__«—»~—"—"—~ 1 <\ ' 11йа ШПГ"Яен1шградский индустриальный ин/ ститут провел большую исследовательскую работу ив результате установил полную возI можность и рентабельность переработки торфяной смолы для получения высококачествен- ! : : :::и \ H OPO моторного топлива. _т_-^,^-^-~-"-' -~.» ^ ** , Сыреем—дтгя~"~п'ёрё раб70тки служила смола коксового завода или генераторная смола, являющаяся отходом при газификации торфа, и в настоящее время неиспользуемая. Первой операцией при переработке смолы является перегонка, с отбором дистиллатов в количестве от 65 до 75—80 проц., что зависит от особенностей сырья. Остающийся после разгонки пек в количестве 22—35 проц. представляет ценный технический продукт, который с успехом может быть использован для различных отраслей промышленности, дорожных покрытий и пр. Путем изменения количества отбираемых дистиллатов можно получить пек различного качества, в зависимости от П'ред'являемыех к нему требований. Диетиллат в процессе перегонки разделяется на две фракции: легкое масло и парафиновую фракцию. Из легкого масла посредством щелочной обработки удаляются фенолы, используемые как побочные продукты производства, а полученное обесфеноленное масло подвергается вторичной перегонке с отбором лигроиновых, керосиновых и соляровых дистиллатов. Из этих дистиллатов после соответствующей очистки получаются готовые товарные сорта моторного топлива: тракторного лигроина, керосина и легкого моторного топлива типа газойль для быстроходных дизелей. Для более рационального использования тяжелой части дистиллата парафиновой фракции был предложен метод крекирования, т. е. метод химической переработки продукта с получением бензина, совершенно аналогичный процессу, применяемому в нефтяной промышленности. До последнего времени попытки крекирования торфяной смолы не давали положительных результатов. Основным препятствием при крекировании считалось высокое коксообразование. В результате проведенных экспериментальных работ был выбран метод парофазного крекинга, давший прекраоные результаты. Коксообразование не превышало 0,3 проц. на сырье, а в большинстве случаев было значительно меньше. Крекинговая аппаратура не требует высоких давлений, отличается простотой, невысокой стоимостью и легко может быть изготовлена на наших заводах. И з торфяной смолы по первому варианту переработки получаются следующие продукты (« процентах на сырье): 1. 2. 3. 4 Керосин Лигроин Газойль . Беизим с концом кипения щенный) : . . . • . - . . . . 220°Ц (очи8,5 >2,75 14,75 7,80и • и6П 7 70 30,0 28,5 100,05. Фенолы • 6. Пек 7. Газ, крекинг-остатки, потери и пр. . . .$ Успех крекинга в применении к торфяным ^продуктам, а также потребность в топливе ' для автомобильного парка заставили институт разработать второй вариант переработки, рассчитанный на максимальный выход бензина. В этом случае, при первоначальной разгонке смолы, легкое масло и парафиновая фракция собираются вместе и без предварительной обработки целиком поступают на крекинг. Переработке подвергаются и имеющиеся в дистиллате фенолы, часть которых превращается в низкамолекулярные фенолы ив некоторой части в углеводороды, входящие в состав бензина. Средние величины выхода товарных продуктов по второму варианту переработки следующие (в процентах): 1. 2. 3. 4. 5. Бензин с концом кипения 220СЦ (очищенный) Фенолы • Полимеры Пек . • . Газ, крекинг-остатки, потери и пр 23 64 25 42Опытная переработка производилась для различных по своему качеству торфишых смол: коксовой смолы Редкинского завода и генераторной смолы из верховых и низинных торфов (со стеклозавода Гусь-Хрустальный и Уральского завода тяжелого машиностроения). Во всех случаях получены приблизительно одинаковые результаты, подтверждающие полную возможность и рентабельность переработки этих смол на бензин методом крекирования. Для смолы из низинного торфа выход дистиллата и бензина был несколько меньше, однако не исключена возможность получения значительно лучших результатов посредством выбора соответствующего режима крекинга. Метод крекирования позволяет получать бензин различного химического и фракционного состава путем изменения условий переработки. Сравнительные результаты крекирования поодной и той же установке нефтяного сырья и парафиновой фракции торфяной смолы следующие: Выход бензина с концом кипения Содержание ароматики 220° Ц при в бензине однократном крекинге 26,0 проц. 27,0 . 31,5 „СырьеНефтяной газойль (бакинский) Мазут суруханский . Парафиновая фракция торфяной смолы . .6,0 16,0 14,63проц. „ „6Как видно из таблицы, в условиях наших опытов для торфяных дистиллатов получены более высокие технологические показателя. чем для различных сортов нефтяного сырья; причем необходимо принять во внимание, что

www.zr.ru

Твердотопливный котёл на торфе: основные характеристики топлива, популярные модели торфяных котлов

Достойной альтернативой таким традиционным видам топлива, как солярка, мазут, уголь, дрова, является торф. Природный магистральный газ в данном случае остаётся вне конкуренции. Применение торфа в качестве топлива обусловлено его химическим составом – высоким содержанием углерода, малым количеством серы и прочих вредных примесей и негорючих остатков.

Эта органическая порода образуется в результате биохимического разложения болотной растительности в условиях высокой влажности и недостатка кислорода. По сути, торф можно назвать молодым углём.

Важнейшим качеством торфа как топлива является его зольность, которая зависит от происхождения этой органической породы:

  • В состав низинных и переходных сортов торфа входят перепревшие остатки древесной и древесной растительности. Такому торфу характерна высокая (до 50%) зольность, низкая теплотворная способность, высокое содержание питательных веществ и ценных микроэлементов. Применяется, в основном, в качестве удобрений для бедных почв и для придания рыхлости глинистым грунтам.
  • В состав верхового торфа входят остатки сфанговых мхов, багульник, пушица. Ему характерна низкая (от 1%) зольность, высокая теплотворная способность, повышенная кислотность и малая степень разложения.

Перспективность использования торфа в качестве топлива объясняется рядом его потребительских качеств:

  • низкой себестоимостью его производства;
  • экологической чистотой сгорания, что обусловлено низким содержанием серы;
  • малым остатком золы (для верхового торфа), к тому же, эта зола является ценным комплексным удобрением;
  • разработкой новых технологий сжигания;
  • большим плюсом торфа является и тот факт, что это возобновляемый природный ресурс.

В качестве топлива торф может использоваться в одном из трёх видов:

  • Фрезерный (измельчённый) торф представляет собой россыпь, предназначенную для сжигания во взвешенном состоянии.
  • Полубрикету – кусковому торфу – характерна низкая степень прессования, этот топливный продукт производится непосредственно на месте разрабатываемой залежи.
  • Торфяной брикет является высококалорийным продуктом значительной степени прессования. Производится с помощью технологического оборудования. Благодаря полученным в результате обработки характеристикам, может заменить каменный уголь. Одна тонна торфяных брикетов по количеству производимого тепла эквивалентна 1,6 тонне бурого угля и 4 м3 дров. Торфобрикетам присуща стабильность теплотехнических характеристик, что позволяет произвести точные расчёты потребности конкретного объекта в топливе.

Популярные модели твердотопливных котлов, работающих на торфе

Современный рынок отопительного оборудования предлагает немало высокоэффективных моделей, способных работать на торфе различной степени прессования.

  • Твердотопливные котлы Kliver могут работать на всех видах твёрдого топлива, включая торфяные брикеты. Применяется для отопления больших загородных домов или предприятий малого бизнеса.

    Площадь отопления – до 300 м2. Этот компактный агрегат занимает всего 0,5 м2 пола и не нуждается в отдельной комнате для своей установки. Примерная стоимость аппарата мощностью 30 кВт – 700 долларов.

  • Торфяные брикеты используются в качестве топлива и в твердотопливных отопительных агрегатах длительного горения марки Candle литовского производителя AREMIKAS. Эти теплогенераторные установки используются и для обогрева индивидуальных домостроений, и для отопления промышленных объектов. Стоимость моделей мощностью 20-35 кВт – примерно 2100 долларов.
  • Энергонезависимые котлы Dakon DOR F12 производства Чехии мощностью 13.5 кВт имеют инновационный эффектный дизайн, улучшенный механизм, фиксирующий топочную дверцу, отсутствие верхней облицовочной крышки для облегчения загрузки топлива. Примерная стоимость – 1000 долларов.

С развитием современных экологически чистых технологических процессов сжигания и благодаря своим потребительским качествам, торф высоко оценивается учёными и специалистами. Они считают его добычу и использование как топлива наиболее перспективным направлением развития энергетики в следующем столетии. Во всём мире добыча и переработка торфа на топливо считается высокоприбыльным бизнесом, поскольку его рентабельность составляет порядка 30-40% без учёта транспортировки топлива к потребителю.

kotel-otoplenija.ru

Пиролиз торфа

Существующие в природе огромнейшие запасы торфа, еще буквально пол века назад, широко использовались в России вместо более привычного всем нам природного газа, бензина и дизельного топлива. В стране выпускались сотни тысяч газогенераторов различного размера, которые применялись для производства генераторного газа (в его состав входили СО+Н2+СН4+инертные газы).

После очистки от примесей полученный в таком генераторе газ использовался в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания и для нужд крупных промышленных производств.

Однако с открытием больших нефтяных и газовых запасов в нашей стране постепенно начали забывать о том, что торф можно использовать в качестве возобновляемого источника моторного топлива. В настоящее время наиболее распространённым способом получения энергии из торфа является сжигание торфяных топлив в специальных печах и котлах с целью получения тепловой энергии. Однако, куда более перспективно обратить внимание на более полезную с экономической точки зрения технологию – пиролиз торфа (газификацию).

В чем заключается процесс пиролиза торфа.

Процесс пиролиза торфа называется также газификацией или газогенерацией. Данный процесс происходит при температуре от 800 до 1300 град С.

Суть данного процесса заключена в производстве горючего газа при помощи нагрева сырья до определенной температуры при ограниченном доступе кислорода. В результате данного процесса, происходящего в топочных устройствах, ограничивающих приток воздуха извне можно получить такие вещества как:

  • Монооксид углерода
  • Метиловый газ
  • Водород
  • Метан
  • Газообразные углеводороды
  • И иные компоненты в самых различных пропорциях.

Давайте рассмотрим, чем отличается данный процесс от обыкновенного горения торфа.

Если при сжигании торфа в обычной печи обеспечить приток необходимого количества кислорода, то в результате такого сжигания образуется двуокись углерода, вода, зола (количество которой соответствует содержанию неорганических веществ в исходном торфе) и тепло.

Но если после начала процесса горения поступление воздуха будет ограничено, то горение будет продолжаться, но продукты горения будут немного другими. В результате получается вода, газообразный водород и монооксид углерода. При этом будет выделяться тепло, способствующее продолжению процесса горения. Под воздействием тепла в молекулах сложных углеводородов, которые содержатся в торфе, разрываются химические связи. Одновременно с этим в процессе объединения атомов водорода с углеродом и кислородом выделяется тепло и образуется газообразный энергоноситель – генераторный газ.

Полученный путем пиролиза торфа газ состоит из водорода, метана, моноксида и диоксида углерода, небольшого количества углеводородных соединений высокого порядка, например такого как этан, и различные примесей, например таких как смолы и частицы золы.

В отличие от гораздо большого объёма исходного торфа, полученный из него путем пиролиза газ более удобен для хранения и транспортировки. Генераторный газ может быть использован для получения тепловой и электрической энергии и в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания после его очистки. Кроме этого, после дополнительной очистки от h3S, CS2 и CO2 —генераторный газ может быть использован в производстве аммиака как источник водорода. Также возможно и дальнейшая переработка генераторного газа с целью получения из него жидких видов топлива.

Побочные продукты пиролиза торфа.

Стоит упомянуть, что в процессе пиролиза торфа помимо газа образуются и другие продукты: кокс, торфяная смола и подсмольная вода. Подсмольная вода представляет интерес как источник фенолов, аммониевых солей и аммиака. Концентрация в подсмольной воде полезных компонентов приблизительно такова:

  • фенолы 4-7 (кг/м3)
  • летучий аммиак 7 – 14 (кг/м3)
  • аммониевые соли 5 – 7 (кг/м3)

Полученный в результате пиролиза торфа кокс может быть использован в металлургии.

Торфяная смола представляет собой сложную смесь химических соединений, в числе которых:

  • фенолы и эфиры фенолов
  • воска и парафины
  • жирные кислоты
  • спирты
  • масла

Благодаря этому полученную в результате пиролиза торфа смолу используют в качестве источника сырья для химической промышленности.

Таким образом, пиролиз торфа позволяет решить множество проблем, которые можно подразделить на:

Экологические — пиролиз торфа практически безотходная процедура, которая не сопровождается загрязнением окружающей среды. Таким образом, использование торфяного газа в целях отопления позволит сократить выброс в земную атмосферу более вредных веществ, образующихся в результате горения иных видов топлива. Кроме того, вместе с торфом можно подвергать переработке и отходы деревообрабатывающей промышленности, что является крупномасштабным экологическим мероприятием, способствующим выполнению Киотского соглашения.

Ресурсосбережение. Информация, имеющаяся у ученых сегодня, подтверждает, что количество мировых запасов нефти, газа и угля неумолимо уменьшается. И пополнить эти не восполняемые природные ресурсы просто невозможно. А торф является восполняемым природным ресурсом, поэтому его использование позволит сберечь нефтяные и угольные запасы.

Социальные. Развитие данной технологии пиролиза торфа позволит создавать энергетические установки различной мощности в любом из уголков нашей необъятной страны. А для их обслуживания будут необходимы люди для постоянной работы. Таким образом, развитие данного направления может дать толчок к развитию малых производств в любых отдалённых районах.

Сегодня многие районы Сибири и Дальнего Востока достаточно плохо электрифицированы и газифицированы, однако они обладают неисчерпаемыми торфяными запасами. И создание полностью автономной дешёвой энергетики в подобных районах – это проблема, требующая вмешательства на государственном уровне.

  • Комментарии к статье
  • Вконтакте

ztbo.ru


Смотрите также