Nhiên liệu sinh học: so sánh nhiên liệu rắn, lỏng và khí

Ưu và nhược điểm của nhiên liệu sinh học

Sự phát triển của công nghệ sinh học giải quyết vấn đề xử lý chất thải hữu cơ, cũng như thay thế dầu và khí đốt bằng các nhiên liệu thay thế. Nhưng việc sử dụng chúng không khôn ngoan có thể gây ra thêm các vấn đề về khí hậu, cũng như hệ sinh thái. Hãy xem xét một số điểm chính trong sự phát triển của ngành này:

• Nhiên liệu sinh học là một nguồn năng lượng tái tạo với nguyên liệu thô rẻ.
• Các công nghệ dựa trên quá trình xử lý chất thải hữu cơ có thể áp dụng được ở những nơi có người dân và các khu liên hợp công nghiệp.
• Việc sản xuất nhiên liệu sinh học làm giảm mức độ carbon dioxide trong khí quyển, và việc sử dụng nó thay cho nhiên liệu truyền thống làm giảm sản xuất carbon dioxide.
• Việc nuôi trồng độc canh trên quy mô lớn (làm nguyên liệu cho nhiên liệu sinh học) dẫn đến cạn kiệt thành phần đất và giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến khí hậu.

Một cách tiếp cận hợp lý để sản xuất nhiên liệu sinh học có thể giải quyết các vấn đề môi trường cấp bách nhất của môi trường.

Tính di động so với các nguồn năng lượng thay thế khác

Hiện tại, các công nghệ năng lượng thay thế "triệt để" hơn, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và năng lượng gió, có một vấn đề lớn - tính di động. Vì mặt trời và gió không phải là vĩnh viễn, nên các loại pin tương đối nặng phải được sử dụng để cung cấp năng lượng cao trong các công nghệ năng lượng như vậy (nhưng với sự cải tiến của công nghệ, vấn đề này đang dần được giải quyết). Mặt khác, nhiên liệu sinh học khá dễ vận chuyển, ổn định và có “mật độ năng lượng” khá lớn, chúng có thể được sử dụng với những thay đổi nhỏ đối với công nghệ và cơ sở hạ tầng hiện có.

Giảm chi phí

Nhiên liệu sinh học hiện có giá bán trên thị trường tương đương với xăng. Tuy nhiên, có nhiều lợi ích hơn khi sử dụng nhiên liệu sinh học vì nó là nhiên liệu sạch hơn và tạo ra ít khí thải hơn khi đốt cháy. Nhiên liệu sinh học có thể được điều chỉnh cho phù hợp với các thiết kế động cơ hiện có để hoạt động tốt trong mọi môi trường.Tuy nhiên, nhiên liệu như vậy tốt hơn cho động cơ, nó làm giảm chi phí tổng thể của việc kiểm soát tắc nghẽn động cơ và do đó, việc sử dụng nó đòi hỏi ít chi phí bảo trì hơn. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với nhiên liệu sinh học, rất có thể chúng sẽ trở nên rẻ hơn trong tương lai. Như vậy, việc sử dụng nhiên liệu sinh học sẽ bớt nặng nề hơn cho ví tiền.

Nguồn tái tạo

Xăng được lấy từ dầu thô, không phải là tài nguyên tái tạo. Trong khi trữ lượng nhiên liệu hóa thạch ngày nay sẽ còn tồn tại trong nhiều năm nữa, nhưng cuối cùng chúng sẽ cạn kiệt vào một ngày nào đó. Nhiên liệu sinh học được làm từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau như phân, phụ phẩm cây trồng, và các loại cây trồng đặc biệt để làm nhiên liệu. Đây là những nguồn tài nguyên tái tạo có thể sẽ không sớm cạn kiệt.

Giảm phát thải khí nhà kính

Khi bị đốt cháy, nhiên liệu hóa thạch tạo ra một lượng lớn carbon dioxide, được coi là khí nhà kính và là lý do giữ ấm mặt trời trên hành tinh. Đốt than và dầu làm tăng nhiệt độ và gây ra hiện tượng ấm lên toàn cầu. Để giảm tác động của khí nhà kính, nhiên liệu sinh học có thể được sử dụng. Các nghiên cứu cho thấy nhiên liệu sinh học làm giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính lên đến 65%. Ngoài ra, khi trồng cây lấy nhiên liệu sinh học, chúng hấp thụ một phần carbon monoxide, điều này làm cho hệ thống nhiên liệu sinh học trở nên bền vững hơn.

An ninh kinh tế cho các nước không có trữ lượng lớn nhiên liệu

Không phải quốc gia nào cũng có trữ lượng dầu mỏ lớn. Nhập khẩu dầu để lại một khoảng trống đáng kể trong nền kinh tế nước này.Nếu mọi người bắt đầu nghiêng về việc sử dụng nhiên liệu sinh học, thì sự phụ thuộc vào nhập khẩu sẽ giảm đi. Nhờ sự tăng trưởng trong sản xuất nhiên liệu sinh học, sẽ tạo ra nhiều việc làm hơn, từ đó có tác động tích cực đến nền kinh tế đất nước.

Nhiên liệu sinh học là gì

Nhiên liệu sinh học là nhiên liệu được tạo ra từ vật chất sống. Quá trình hình thành nhiên liệu sinh học mất một khoảng thời gian ngắn so với nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu sinh học được sản xuất chủ yếu thông qua các quá trình sinh học. Sản phẩm cuối cùng của quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí.

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của nhiên liệu sinh học là nó là một nguồn năng lượng tái tạo. Nhiên liệu tái tạo là nhiên liệu có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên tái tạo. Bởi vì nhiên liệu sinh học được làm từ sinh khối, và sinh khối là tài nguyên tái tạo, nhiên liệu sinh học là nhiên liệu tái tạo.

Các loại nhiên liệu sinh học phổ biến nhất là cồn sinh học và diesel sinh học.

Cồn sinh học

Ethanol sinh học là nhiên liệu được sản xuất bằng quá trình sinh học sử dụng vi sinh vật và enzym. Sản phẩm cuối cùng là chất lỏng dễ cháy. Các nguồn được sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học là mía và lúa mì. Đường từ các nguồn này được lên men để sản xuất etanol. Quá trình chưng cất được thực hiện để tách cồn sinh học khỏi các thành phần khác có trong sản phẩm cuối cùng. Ethanol sinh học có thể được sử dụng như một chất phụ gia cùng với xăng để giảm lượng khí thải carbon monoxide.

dầu diesel sinh học

Dầu diesel sinh học được sản xuất bằng cách sử dụng dầu thực vật và chất béo trong một quy trình được gọi là quá trình xác định hóa lãi suất. Các nguồn tài nguyên chính bao gồm đậu nành, hạt cải dầu, v.v.Dầu diesel sinh học là một trong những chất phụ gia tốt nhất được sử dụng trong hỗn hợp nhiên liệu để giảm lượng khí thải độc hại. Dầu diesel sinh học có thể giảm đến 60% lượng khí thải này.

Tuy nhiên, đốt nhiên liệu sinh học góp phần gây ô nhiễm không khí thông qua việc hình thành các hạt carbon, carbon monoxide và các khí thải bất lợi khác. Nhưng tính theo tỷ lệ phần trăm, đóng góp này ít hơn so với đóng góp của nhiên liệu hóa thạch.

Hình 1: Tảo có thể được sử dụng để làm nhiên liệu phản lực

Những lợi ích của việc sử dụng nhiên liệu sinh học bao gồm lượng khí thải thấp hơn, khả năng tái tạo, khả năng phân hủy sinh học và an toàn. Nhiên liệu sinh học tạo ra ít khí nhà kính hơn so với nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu sinh học có thể dễ dàng thu được từ vật liệu hữu cơ. Bởi vì vật liệu hữu cơ như sinh khối thực vật có thể được trồng bởi chúng ta, nhiên liệu sinh học được coi là một nguồn năng lượng tái tạo. Bởi vì những nhiên liệu sinh học này được làm từ chất hữu cơ, chúng có thể phân hủy sinh học và do đó sự cố tràn nhiên liệu sẽ không gây ra thiệt hại đáng kể cho môi trường. Vì nhiên liệu sinh học chỉ đơn giản được tạo ra từ thực vật mọc trên mặt đất, chúng an toàn hơn so với các phương pháp liên quan đến khai thác mỏ hoặc các cuộc khai quật phức tạp khác.

Thu nhận và sử dụng nhiên liệu:

Nhiên liệu rắn được yêu cầu nhiều nhất là than đá (đá, nâu và than antraxit). Ở vị trí thứ hai là gỗ và than bùn. Than được sử dụng tại các nhà máy nhiệt điện lớn, trong luyện kim. Gỗ được sử dụng để xây dựng, sản xuất đồ nội thất và làm nhiên liệu cho bếp, lò sưởi, khu nhà tắm.

Hơn 80% nhiên liệu lỏng được sử dụng trên thế giới là sản phẩm của quá trình chưng cất dầu.

Các sản phẩm chính của lọc dầu - xăng và dầu hỏa được nhu cầu là nhiên liệu ô tô và hàng không. Các nhà máy CHP chạy bằng nhiên liệu dầu. Trong trường hợp này, cần giải quyết vấn đề loại bỏ các hợp chất lưu huỳnh ra khỏi sản phẩm cháy. Tùy thuộc vào cấp của dầu gốc, dầu nhiên liệu có thể chứa tới 4,3% nguyên tố này. Tỷ lệ lưu huỳnh càng cao thì chi phí bảo dưỡng thiết bị càng lớn, độ mòn càng cao.

Nhiên liệu khí được lấy trực tiếp từ các mỏ khí và như một sản phẩm kết hợp với dầu. Trong trường hợp sau, khí chứa nhiều hiđrocacbon cao hơn đồng thời làm giảm thể tích khí mêtan. Nó cháy tốt hơn và tỏa ra nhiều nhiệt hơn.

Các đống phân và bãi chôn lấp trở thành nguồn khí sinh học. Tại Nhật Bản, các nhà máy nhỏ đặc biệt đang được xây dựng, có khả năng nhận tới 20 m3 khí mỗi ngày từ rác đã được phân loại. Điều này đủ để tạo ra 716 kW năng lượng nhiệt. Tại Trung Quốc, theo UNESCO, ít nhất 7 triệu nhà máy và nhà máy đã được mở để sản xuất khí sinh học từ chất hữu cơ thối rữa.

Hydro cũng được sử dụng làm nhiên liệu. Ưu điểm chính của nó là trữ lượng không bị ràng buộc về mặt địa lý với một số vùng nhất định trên hành tinh, và khi đốt cháy, nước sạch sẽ được hình thành.

ĐỘI "KHÍ"

Biomass cũng tạo ra nhiên liệu ở dạng khí, đây cũng là một chất tuyệt vời cho ô tô. Ví dụ, mêtan là một trong những thành phần chính của khí tự nhiên và được gọi là khí đồng hành thu được trong quá trình lọc dầu. Một loại khoáng chất như vậy có thể dễ dàng thay thế một núi rác hữu cơ không cần thiết - từ phân tầm thường đến chất thải từ các ngành công nghiệp cá, thịt, sữa và rau quả. Sinh khối này được cung cấp bởi vi khuẩn tạo ra khí sinh học.Sau khi làm sạch nó khỏi khí cacbonic, thu được cái gọi là biomethane. Sự khác biệt chính của nó so với khí mêtan thông thường, mà nhiều mô hình sản xuất đang sử dụng, là nó không phải là một khoáng chất. Đã là một thứ gì đó, nhưng phân và thực vật sẽ không cạn kiệt trước khi sự sống trên hành tinh kết thúc.

Đề án sản xuất biomethane (tất cả các đề án và bảng mở ở kích thước đầy đủ bằng cách nhấp chuột):

Tại sao sử dụng nhiên liệu sinh học lại tốt hơn?

Nhiên liệu sinh học là một nguồn năng lượng thay thế, có thể tái tạo trên trái đất.

Những ưu điểm chính của nó là:

1. Khả năng chi trả cho phép sử dụng loại nhiên liệu này trong mọi lĩnh vực của đời sống con người.
2. Khả năng tái tạo. Một lợi thế quan trọng so với xăng là khả năng tái tạo của nhiên liệu sinh học.
3. Nhiên liệu sinh học góp phần làm chậm lại sự thay đổi toàn cầu. Việc sử dụng nó làm giảm hiệu ứng nhà kính (lên đến 65%)
4. Đối với các nước sản xuất nhiên liệu sinh học, sự phụ thuộc vào nhập khẩu sản phẩm này ngày càng giảm.
5. Xe ga xuất sắc.

Công nghệ xanh, nhiên liệu sinh học

Nhiên liệu sinh học từ phân

Trong một thời gian dài, chất thải nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm được sử dụng riêng để sản xuất phân bón, nhưng ngày nay, chính những chất thải này đã giúp sản xuất nhiên liệu sinh học. Phân gia súc và gia cầm, cũng như ngũ cốc, chất thải lò mổ, cặn bã sau rượu, nước thải, bột củ cải đường, v.v. có thể được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu.

Kết quả của quá trình xử lý chất thải như vậy, nhiên liệu sinh học dạng khí được thu được do quá trình lên men. Khí sinh học thu được có thể được sử dụng để tạo ra điện hoặc trong các nhà lò hơi, để sưởi ấm các tòa nhà dân cư.Ngoài ra, nhiên liệu như vậy được sử dụng trong ô tô.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng để có được nhiên liệu sinh học dạng khí cho ô tô, khí sinh học thu được từ quá trình lên men phải được làm sạch CO2, sau đó nó sẽ được chuyển hóa thành metan.

Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai

Nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai là một loại nhiên liệu được sản xuất từ ​​nguyên liệu thô tái tạo không phải là thực phẩm, không giống như etanol, metanol, dầu diesel sinh học, v.v. Rơm, tảo, mùn cưa và bất kỳ sinh khối nào khác có thể được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai.

Ưu điểm lớn của loại nhiên liệu này là nó được tạo ra từ các sản phẩm luôn có sẵn và được tái tạo liên tục. Theo nhiều nhà khoa học, đây là thế hệ thứ hai của nhiên liệu sinh học có thể giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng.

Nhiên liệu sinh học từ tảo

Đến nay, các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ đặc biệt để thu được nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai từ tảo.

Sự phát triển của công nghệ này sẽ tiếp tục cách mạng hóa thế giới nhiên liệu sinh học, vì nguyên liệu chính (tảo) không yêu cầu chăm sóc đặc biệt và không cần phân bón (nó cần nước và ánh sáng mặt trời để phát triển). Hơn nữa, chúng phát triển trong bất kỳ nguồn nước nào (bẩn, sạch, mặn và ngọt). Ngoài ra, tảo có thể giúp làm sạch đường cống.

Một khía cạnh tích cực khác của việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ tảo là nhiên liệu sau bao gồm các nguyên tố hóa học đơn giản có thể dễ dàng xử lý và phân hủy. Như vậy, do tất cả những ưu điểm, công nghệ nhiên liệu sinh học tảo có tiềm năng lớn nhất.

Nhiên liệu sinh học dạng khí

Có hai loại nhiên liệu khí chính:

• Khí sinh học
• hyđro sinh học

Khí sinh học

Một sản phẩm lên men của chất thải hữu cơ, có thể được sử dụng làm cặn phân, nước thải, chất thải sinh hoạt, chất thải giết mổ, phân chuồng, phân cũng như thức ăn ủ chua và tảo. Nó là một hỗn hợp của mêtan và carbon dioxide. Một sản phẩm khác của quá trình xử lý rác thải sinh hoạt trong sản xuất khí sinh học là phân hữu cơ. Công nghệ sản xuất gắn liền với quá trình biến đổi các chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của vi khuẩn thực hiện quá trình lên men metan.

Khi bắt đầu quy trình công nghệ, khối lượng chất thải được đồng nhất, sau đó nguyên liệu thô đã chuẩn bị được đưa vào lò phản ứng có gia nhiệt và cách nhiệt, tại đây quá trình lên men mêtan diễn ra trực tiếp ở nhiệt độ khoảng 35. -38 ° C. Khối lượng chất thải liên tục được trộn lẫn. Khí sinh học thu được sẽ đi vào bể chứa khí đốt (dùng để chứa khí đốt), sau đó được cấp cho máy phát điện.
Khí sinh học thu được sẽ thay thế khí đốt tự nhiên thông thường. Nó có thể được sử dụng làm nhiên liệu sinh học hoặc tạo ra điện từ nó.

hyđro sinh học

Nó có thể được lấy từ sinh khối bằng các phương tiện nhiệt hóa, sinh hóa hoặc công nghệ sinh học. Phương pháp thu nhận đầu tiên được kết hợp với việc đốt nóng gỗ phế thải đến nhiệt độ 500-800 ° C, kết quả là quá trình giải phóng hỗn hợp khí bắt đầu - hydro, carbon monoxide và methane. Trong phương pháp sinh hóa, các enzym của vi khuẩn Rodobacter Speriodes, Enterobacter cloacae được sử dụng để tạo ra hydro trong quá trình phân hủy bã thực vật có chứa xenlulo và tinh bột. Quá trình tiến hành ở áp suất thường và nhiệt độ thấp.Biohydrogen được sử dụng trong sản xuất hydro pin nhiên liệu vận chuyển và năng lượng. Chưa được sử dụng rộng rãi.

Tính năng nhiên liệu

Một ưu điểm đáng chú ý của việc sử dụng nhiên liệu như vậy là lượng muội than không đáng kể. Khi đốt trong lò sưởi, không tạo ra nhiều muội than hơn từ ngọn nến cháy. Ngoài ra còn không có carbon monoxide gây hại cho sức khỏe.

Khi sử dụng cồn sinh học, một lượng nhỏ nước và một lượng nhỏ khí cacbonic được tạo ra trong lò sưởi. Đây là lý do cho sự vắng mặt của ngọn lửa màu cam thông thường.

Để đạt được độ tự nhiên tối đa, các chất phụ gia được thêm vào thành phần của cồn sinh học, giúp ngọn lửa có màu cam đặc trưng. Chúng cũng giúp đạt được độ tự nhiên tối đa của ngọn lửa.

Xu hướng phát triển thị trường nhiên liệu sinh học toàn cầu

Các yếu tố thúc đẩy sự lan rộng của nhiên liệu sinh học là các mối đe dọa liên quan đến an ninh năng lượng, biến đổi khí hậu và suy thoái kinh tế. Việc lan rộng sản xuất nhiên liệu sinh học trên khắp thế giới nhằm tăng tỷ trọng tiêu thụ nhiên liệu sạch, đặc biệt là trong giao thông vận tải; giảm sự phụ thuộc vào dầu nhập khẩu của nhiều nước; giảm phát thải khí nhà kính; phát triển kinh tế. Nhiên liệu sinh học là một giải pháp thay thế cho nhiên liệu truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ. Các trung tâm sản xuất nhiên liệu sinh học trên thế giới năm 2014 là Mỹ, Brazil và Liên minh châu Âu. Loại nhiên liệu sinh học phổ biến nhất là cồn sinh học, chiếm 82% tổng lượng nhiên liệu được sản xuất trên thế giới từ nguyên liệu thô sinh học.Các nhà sản xuất hàng đầu của nó là Mỹ và Brazil. Đứng thứ 2 là dầu diesel sinh học. 49% sản lượng dầu diesel sinh học tập trung ở Liên minh Châu Âu. Về dài hạn, nhu cầu ngày càng tăng đối với nhiên liệu sinh học từ đường bộ, đường hàng không và đường biển có thể thay đổi rất nhiều tình hình hiện nay trên thị trường năng lượng toàn cầu. Việc sử dụng các nguyên liệu nông nghiệp để sản xuất nhiên liệu sinh học lỏng và sự tăng trưởng trong sản xuất của chúng đã dẫn đến nhu cầu đối với các sản phẩm nông nghiệp, điều này đã ảnh hưởng đến giá cây lương thực được sử dụng trong sản xuất nhiên liệu sinh học. Sản xuất nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai tiếp tục phát triển và đến năm 2020, sản lượng nhiên liệu sinh học thế hệ thứ hai trên thế giới sẽ đạt 10 tỷ lít. Sản lượng nhiên liệu sinh học trên thế giới vào năm 2020 sẽ tăng 25% và lên tới khoảng. 140 tỷ lít. Ở Liên minh Châu Âu, phần lớn sản lượng nhiên liệu sinh học là từ dầu diesel sinh học được sản xuất từ ​​hạt có dầu (hạt cải dầu). Theo dự báo, việc sản xuất cồn sinh học từ lúa mì và ngô, cũng như củ cải đường, sẽ mở rộng ở các nước EU. Tại Brazil, sản xuất cồn sinh học dự kiến ​​sẽ tiếp tục tăng với tốc độ nhanh, đạt khoảng 41 tỷ lít vào năm 2017. Nhìn chung, sản lượng cồn sinh học và diesel sinh học, theo dự báo đến năm 2020 sẽ tăng nhanh và lần lượt lên tới 125 và 25 tỷ lít. Sản xuất nhiên liệu sinh học của châu Á đã bắt đầu phát triển nhanh chóng. Tính đến năm 2014, Trung Quốc đứng ở vị trí thứ ba về sản xuất cồn sinh học, và sản lượng này dự kiến ​​sẽ tăng hơn 4% mỗi năm trong vòng 10 năm tới.Tại Ấn Độ, sản xuất cồn sinh học từ rỉ đường dự kiến ​​sẽ tăng hơn 7% mỗi năm. Đồng thời, việc sản xuất dầu diesel sinh học từ các loại cây trồng mới như cây dầu mè đang được mở rộng.

Theo dự báo của Cơ quan Năng lượng Thế giới (IEA), lượng dầu thiếu hụt vào năm 2025 ước tính khoảng 14%. Theo IEA, ngay cả khi tổng sản lượng nhiên liệu sinh học (bao gồm cồn sinh học và diesel sinh học) vào năm 2021 là 220 tỷ lít, thì sản lượng của nó sẽ chỉ đáp ứng 7% nhu cầu nhiên liệu của thế giới. Tốc độ tăng trưởng của sản xuất nhiên liệu sinh học còn kém xa tốc độ tăng của nhu cầu đối với chúng. Điều này là do sự sẵn có của nguồn nguyên liệu rẻ và không đủ kinh phí. Việc sử dụng thương mại hàng loạt nhiên liệu sinh học sẽ được xác định bằng việc đạt được cân bằng giá cả với nhiên liệu truyền thống có nguồn gốc từ dầu mỏ. Theo các nhà khoa học, tỷ trọng các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2040 sẽ đạt 47,7% và sinh khối - 23,8%.

Với trình độ phát triển công nghệ hiện nay, sản xuất nhiên liệu sinh học sẽ là một phần nhỏ trong nguồn cung năng lượng toàn cầu, giá năng lượng sẽ ảnh hưởng đến giá nguyên liệu nông nghiệp. Nhiên liệu sinh học có thể có những tác động khác nhau đến an ninh lương thực - giá hàng hóa tăng do sản xuất nhiên liệu sinh học có thể gây hại cho các nhà nhập khẩu lương thực, mặt khác kích thích sản xuất nông nghiệp trong nước của các hộ nông dân sản xuất nhỏ.

Nhiên liệu sinh học rắn - dạng viên

Gần đây, có rất nhiều tin đồn hay thậm chí là "truyền thuyết" kỳ lạ rằng một trong những loại hình kinh doanh nhỏ có triển vọng và mang lại lợi nhuận cao nhất có thể là sản xuất viên nhiên liệu - một loại nhiên liệu sinh học đặc biệt. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn những ưu điểm của nhiên liệu dạng hạt rắn và quá trình thu được nó.

Tại sao và làm thế nào các viên nhiên liệu được sản xuất

Ngoài các sản phẩm chính, các doanh nghiệp khai thác gỗ, chế biến gỗ, khu liên hợp nông nghiệp và một số dây chuyền sản xuất khác nhất thiết phải sản xuất ra một lượng rất lớn gỗ hoặc chất thải thực vật khác, dường như không còn giá trị thực tế nào nữa. Chưa được đưa ra, chúng chỉ đơn giản là bị đốt cháy, ném khói vào bầu khí quyển, hoặc thậm chí được quản lý sai bởi những "đống" khổng lồ. Nhưng chúng có một tiềm năng năng lượng rất lớn! Nếu những chất thải này được đưa vào trạng thái thuận tiện để sử dụng làm nhiên liệu, thì cùng với việc giải quyết vấn đề thải bỏ, bạn cũng có thể kiếm được lợi nhuận! Dựa trên những nguyên tắc này, việc sản xuất nhiên liệu sinh học rắn - dạng viên - được dựa trên những nguyên tắc này.

Thực chất đây là những hạt hình trụ nén có đường kính từ 4 ÷ 5 đến 9 ÷ 10 mm và chiều dài xấp xỉ 15 ÷ 50 mm. Hình thức phát hành này rất thuận tiện - các viên dễ dàng đóng gói trong bao, dễ vận chuyển, chúng rất thích hợp để cung cấp nhiên liệu tự động cho các lò hơi đốt nhiên liệu rắn, chẳng hạn như sử dụng máy xúc trục vít.

Viên nén được ép từ cả chất thải gỗ tự nhiên và vỏ cây, cành cây, kim, lá khô và các sản phẩm phụ khác của quá trình khai thác gỗ. Chúng được lấy từ rơm, trấu, bánh, và trong một số trường hợp, phân gà còn được dùng làm nguyên liệu. Trong sản xuất viên nén, than bùn được sử dụng - ở dạng này, nó đạt được sự truyền nhiệt tối đa trong quá trình đốt cháy.

Tất nhiên, các nguyên liệu thô khác nhau cung cấp các đặc điểm khác nhau của viên tạo thành - về hiệu quả năng lượng, hàm lượng tro (lượng thành phần không cháy còn lại), độ ẩm, tỷ trọng, giá cả.Chất lượng càng cao, các thiết bị sưởi càng ít rắc rối thì hiệu quả của hệ thống sưởi càng cao.

Xét về nhiệt trị riêng của chúng (về khối lượng), viên để lại sau tất cả các loại củi và than. Việc lưu trữ nhiên liệu như vậy không đòi hỏi diện tích lớn hoặc tạo ra bất kỳ điều kiện đặc biệt nào. Trong gỗ nén, không giống như mùn cưa, các quá trình phân hủy hoặc tranh luận không bao giờ bắt đầu, vì vậy không có nguy cơ tự bốc cháy của một loại nhiên liệu sinh học như vậy.

Bây giờ đến vấn đề sản xuất thức ăn viên. Trên thực tế, toàn bộ chu trình được thể hiện đơn giản và rõ ràng trong sơ đồ (nguyên liệu nông nghiệp được thể hiện, nhưng điều này áp dụng như nhau đối với bất kỳ chất thải gỗ nào):

Trước hết, phế liệu trải qua công đoạn nghiền nhỏ (thường có kích thước dăm dài đến 50 mm, dày 2 ÷ 3 mm). Sau đó làm theo quy trình làm khô - độ ẩm còn lại không vượt quá 12%. Nếu cần thiết, các mảnh vụn được nghiền thành một phần nhỏ thậm chí còn mịn hơn, làm cho trạng thái của nó gần như tương đương với bột gỗ. Nó được coi là tối ưu nếu kích thước của các hạt đi vào dây chuyền ép viên nằm trong khoảng 4 mm.

Trước khi nguyên liệu thô đi vào máy tạo hạt, nó được hấp nhẹ hoặc ngâm trong nước một thời gian ngắn. Và cuối cùng, trên dây chuyền ép viên, “bột gỗ” này được ép qua các lỗ định chuẩn của một ma trận đặc biệt, có dạng hình nón. Cấu hình này của các kênh góp phần vào việc nén tối đa gỗ băm nhỏ, tất nhiên, với hệ thống sưởi mạnh của nó. Đồng thời, chất lignin có trong bất kỳ cấu trúc chứa xenlulo nào “kết dính” lại với nhau một cách đáng tin cậy tất cả các hạt nhỏ nhất, tạo ra một hạt rất đặc và bền.

Tại lối ra từ ma trận, "xúc xích" thu được được cắt bằng một con dao đặc biệt, tạo ra các hạt hình trụ có chiều dài mong muốn. Họ đi vào boongke, và từ đó - đến máy thu viên hoàn chỉnh. Trong thực tế, nó chỉ còn lại để làm nguội các hạt thành phẩm và đóng gói chúng trong túi.

Các loại nhiên liệu sinh học

Các nguồn năng lượng nhiên liệu sinh học, mặc dù có những thiếu sót trong thành phần và công nghệ sản xuất được liệt kê trong các phần trước, nhưng đã được sử dụng. Trong một số lĩnh vực hoạt động của con người, chúng thay thế điện năng. Thậm chí còn có cả những lò hơi sử dụng nhiên liệu sinh học để đốt nóng các tòa nhà dân cư, cơ sở thương mại và công nghiệp.

Nhiên liệu sinh học được sử dụng rộng rãi nhất là:

• chất lỏng;
• cứng.

Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn từng người trong số họ.

chất lỏng

Nó cũng là một trong những loại nhiên liệu sinh học.

Một trong những cây trồng thích hợp nhất để sản xuất nhiên liệu sinh học là cây cải dầu.

Chất mang năng lượng được sản xuất theo sơ đồ sau:

• Hạt cải dầu sau khi thu hoạch sẽ trải qua quá trình làm sạch tốt, nhờ đó loại bỏ các mảnh vụn, đất và các yếu tố ngoại lai khác;
• sau đó, nguyên liệu rau củ được nghiền nhỏ để lấy nhân bánh;
• sau đó quá trình este hóa dầu hạt cải xảy ra - với sự trợ giúp của các axit và rượu đặc biệt, các este dễ bay hơi được chiết xuất từ ​​chất này;
• cuối cùng, nhiên liệu diesel sinh học thu được được tinh chế khỏi các tạp chất dầu không cần thiết.

Nhiên liệu lỏng được làm từ hạt cải dầu

Ngoài ra, nhiên liệu sinh học E-95, thay thế xăng truyền thống, được sử dụng rộng rãi.Loại chất mang năng lượng này bao gồm rượu etylic với các chất phụ gia làm giảm tác dụng ăn mòn đối với các bộ phận kim loại và cao su của động cơ đốt trong lắp trên ô tô.

Những ưu điểm của xăng biogas như sau:

• chi phí của loại nhiên liệu này thấp hơn so với truyền thống;
• khi sử dụng nó, tuổi thọ của dầu và các bộ lọc tăng lên;
• quá trình đốt cháy nhiên liệu sinh học không dẫn đến sự hình thành các mảng bám trên bugi, ngăn cản tia lửa điện đi qua;
• động cơ đốt trong chạy bằng xăng biogas không thải ra khí quyển các chất độc hại;
• etanol ít cháy và không nổ khi xảy ra tai nạn giao thông;
• xăng hữu cơ phát nổ ở nhiệt độ thấp hơn, do đó động cơ xe không bị quá nóng vào mùa ấm.

Xăng hữu cơ sẽ giúp đối phó với các vấn đề môi trường

Bất chấp những ưu điểm được liệt kê ở trên, nhiên liệu sinh học lỏng có một số nhược điểm ngăn cản việc đưa nó vào hoạt động kinh tế một cách rộng rãi:

1. Khi sử dụng xăng hữu cơ, động cơ đốt trong và các thiết bị khác nhanh chóng hỏng hóc do các chất tạo thành vật mang năng lượng tự nhiên gây ăn mòn và làm hỏng gioăng cao su của các tổ máy. Những cách hiệu quả để chống lại hiện tượng này vẫn chưa được tìm ra.
2. Để thay thế hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu sinh học, cần mở rộng đáng kể diện tích đất nông nghiệp, điều mà hiện nay là không thể. Ngoài ra, diện tích đất thích hợp cho các loại cây phát triển còn hạn chế. Giải pháp cho vấn đề này có thể là nhiên liệu thế hệ thứ ba, việc phát triển chúng vẫn chưa được hoàn thiện.

chất rắn

Ngoài nhiên liệu sinh học lỏng, các chất mang năng lượng hữu cơ rắn đã nhận được sự công nhận xứng đáng của người tiêu dùng trên khắp thế giới.

Các tính năng của chúng như sau:

1. Chúng được làm từ các nguyên liệu thô khác nhau có nguồn gốc sinh học. Nó có thể là chất thải hữu cơ của đời sống con người và động vật, và các bộ phận của các loài thực vật khác nhau.
2. Thực chất của quy trình công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học rắn là sử dụng có hiệu quả một số phương pháp tách xenlulo. Rất nhiều nghiên cứu hiện đang được thực hiện, mục đích là tái tạo các quá trình phân tách tự nhiên xảy ra trong đường tiêu hóa của các sinh vật sống.
3. Để sản xuất nhiên liệu hóa thạch rắn, người ta sử dụng cái gọi là khối lượng sinh học, có độ đặc và tỷ lệ nhất định. Thành phẩm thu được bằng cách loại bỏ độ ẩm khỏi nguyên liệu thô và sau đó là quá trình ép.

Các loại nhiên liệu sinh học rắn

Thông thường, chất mang năng lượng rắn được cung cấp dưới các dạng sau:

• đóng bánh;
• thức ăn viên;
• hạt.

Dầu diesel sinh học được tạo ra như thế nào

Sự tăng trưởng trong tiêu thụ diesel sinh học góp phần thắt chặt các yêu cầu về thiết bị cho sản xuất của nó. Nhìn chung, công nghệ sản xuất biodiesel có dạng sau. Đầu tiên, rượu metylic và kiềm được thêm vào dầu thực vật được tinh chế từ các tạp chất. Chất sau đóng vai trò như một chất xúc tác trong quá trình phản ứng transesterification. Sau đó, hỗn hợp thu được được đun nóng. Kết quả của quá trình lắng và làm lạnh sau đó, chất lỏng được tách thành phần nhẹ và phần nặng. Trên thực tế, phần nhẹ là dầu diesel sinh học và phần nặng là glycerin.Glycerin trong trường hợp này là một sản phẩm phụ, sau này có thể được sử dụng trong sản xuất chất tẩy rửa, xà phòng lỏng hoặc phân bón phốt phát.

Các công nghệ được sử dụng trước đây dựa trên nguyên tắc hoạt động theo chu kỳ và có một số nhược điểm, trong đó chủ yếu thể hiện ở thời gian dài của quá trình và năng suất của thiết bị thấp.

Các công nghệ của GlobeCore cung cấp cho việc thực hiện nguyên lý dòng chảy của quá trình sản xuất diesel sinh học thông qua việc sử dụng các lò phản ứng tạo cavitation siêu âm thủy động lực học. Trong trường hợp này, phản ứng lãi hóa lặp đi lặp lại không cần thiết, do đó, thời gian của quá trình sản xuất diesel sinh học được giảm đi vài lần.

Ngoài ra, việc sử dụng các lò phản ứng tạo khoang siêu âm thủy động giúp giải quyết vấn đề bổ sung metanol dư thừa và thu hồi sau đó. Khi sử dụng công nghệ tạo cavitation, phản ứng chỉ yêu cầu một lượng rượu tối thiểu, tương ứng chặt chẽ với thành phần phân tích.

GlobeCore sản xuất tổ hợp diesel sinh học dựa trên công nghệ tạo lỗ hổng thủy động lực học với công suất từ ​​1 đến 16 mét khối / giờ. Theo yêu cầu của Khách hàng, có thể chế tạo thiết bị để đạt năng suất cao hơn.