Полная версия

Главная arrow Педагогика arrow Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции, 2014, №2, часть 1

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

СЕКЦИЯ 1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

УДК 674.8:547

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ПОЛИМЕРОВ

STATE AND PROSPECTS OF RATIONAL USE OF NATURAL POLYMERS

ректор, доктор технических наук, профессор Бугаков В.М.

декан лесопромышленного факультета, доктор технических наук, профессор

Сафонов А.О.

заведующий кафедрой древесиноведения, доктор технических наук, профессор

Платонов А.Д.

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» Bugakov V.M., Safonov А.О., Platonov A.D.

FSBEI НРБ «Voronezh State Academy of Forestry and Technologies» Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script , Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

DOI: 10Л2737/2959

Abstract. Processing of natural polymers due to a significant volume of waste is promising industrial complex. There are promising directions for obtaining useful, marketable products that require further development.

Keywords: biofuel, efficiency, natural, pellet, processing, polymer, state, waste, wood.

В Российской Федерации, обладающей огромными запасами природных полимеров, возобновляемых источников сырья, проблема их рационального использования является чрезвычайно актуальной. До недавнего времени этому вопросу уделялось неоправданно мало внимания как со стороны государства, так и со стороны всего промышленного комплекса страны. При этом мировая практика знает большое количество примеров глубокой, эффективной переработки природных полимеров в полезную высоко востребованную продукцию, энергоносители сопоставимые по своим свойствам и качеству с ископаемыми углеводородами.

В этом случае требуется многофакторное, обоснованное с научной и практической точек зрения решение для переработки образующихся отходов деревоперерабатывающего комплекса и сельского хозяйства. Так по различным статистическим данным ежегодно в России перерабатывается 170 млн. м3 древесины. При нынешнем достаточно низком уровне полезного выхода 40 - 60 % соответственно образуется около 70 млн. м3 древесных отходов, требующих переработки или утилизации.

Одним из путей эффективного использования древесной биомассы, повышения полезного выхода до 80-90 % является переработка или прямое использование образующихся отходов в качестве твердого биотоплива. Анализ этого сегмента отходов показывает, что биотопливо может эффективно применяться, например, в виде брикетов, пеллет, щепы, дробленого топлива, кругляка, дров, стружки, коры. Также имеется много примеров использования в качестве биотоплива сельскохозяйственного сырья: солома, двукисточник, мискан- тус, энергетические культуры, семена плодов и другие виды. Решение об использовании того или иного энергоносителя должно основываться на специфике конкретного региона, удаленности от потребителей, влиянии сезонности получения сырья, климатических условиях и других важных факторах, определяющих экономическую эффективность, технологическую обоснованность этих достаточно сложных процессов.

Применение вышеуказанных источников энергии позволяет уменьшить выброс парниковых газов в атмосферу, улучшить экологическую обстановку на Земле в целом. Отличительным явным преимуществом этих энергоносителей является то, что не нарушается баланс двуокиси углерода в атмосфере по причине возобновляемости природного сырья. Высвобождаемый углекислый газ в биотопливе на основе отходов растительного происхождения считается «нейтральным». Природный полимер высвобождает такое количество С02, которое поглотило растение в период роста, так называемый закрытый углеродный обмен. Во время сжигания невозобновляемых ископаемых энергоносителей: природного газа, нефти, угля, напротив, высвобождается углекислый газ, собранный за миллионы лет. Это обстоятельство приводит к значительному увеличению содержания углекислого газа в атмосфере. Создается так называемый парниковый эффект. Природные полимеры в отличие от ископаемых углеводородов практически не содержат серы и фосфора, что обеспечивает при их сжигании невысокую токсичность отходящих газов. Также технологический процесс изготовления древесного биотоплива, как правило, не требует использования химиче-

16

ских связующих или других составляющих. Однако, сырье требует дополнительных затрат на подготовку, например, сушку, характеризующуюся значительными затратами энергии.

Мировая практика применения природных полимеров в качестве сырья для производства различной продукции накопила достаточно богатый научный и производственный опыт [1]. Однако, имеющиеся проблемы с транспортировкой исходного материала с мест заготовки на переработку ограничивают этот мощный потенциал.

Действительно, в настоящее время лесозаготовка ведется, как правило, в труднодоступных регионах России с плохо развитой инфраструктурой в условиях отсутствия или плохого состояния дорог и магистралей. Вывозить отходы из таких мест чрезвычайно тяжело и в ряде случаев экономически не целесообразно. Поэтому заготовителями ставится в первую очередь задача транспортировки продукции лесозаготовок в виде лесо- и пиломатериалов, а неделовая древесина, тонкомер, кора, сучья остаются на делянке не переработанными. Решение проблемы видится как в создании мобильных комплексов переработки отходов в биотопливо различного состава и свойств, так и в государственной поддержке, субсидировании «зеленой энергетики», стимулировании производителей этого вида энергоносителей на законодательном уровне.

Наиболее эффективным и перспективным путем является переработка полимеров природного происхождения в твердое биотопливо, брикеты и пелле- ты различных модификаций. Брикеты уже давно хорошо зарекомендовали себя во многих странах мира для отопления помещений различного назначения. Твердые топливные брикеты применяются в качестве энергоносителя для каминов и печей любых видов, конструкций, в том числе твердотопливных котлов систем отопления. Этот вид топлива является экологически чистой продукцией. Его горение происходит при малом количестве дыма или практически бездымно, идеально использовать их для обогрева жилых помещений, бань, палаток, теплиц и других объектов.

Топливные гранулы и пеллеты - это биотопливо, получаемое из древесных отходов и отходов сельского хозяйства. Представляет собой цилиндрические гранулы стандартных диаметра и длины. Пеллеты в отличие от обычной древесины обладают гораздо меньшей влажностью 8 - 12 %. Такая влажность в совокупности с достаточно высокой плотностью до 1400 кг/м3 дает возможность достигать сопоставимой с традиционными ископаемыми энергоносителями теплотворной способности. Их продают в розничной сети неболынимими

17

объемами в мешках до 20 кг. Разновидностью этого вида топлива являются торрефицированные пеллеты. Процесс торрефикации заключается в нагреве твердой биомассы без доступа кислорода при температуре 200-330 °С. Торрефицированные пеллеты имеют существенные преимущества в сравнении с обычными «белыми» гранулами [2]. По причине низкой гигроскопичности они могут храниться в открытых атмосферных условиях, не требуют специальных хранилищ или складов. Также этот вид твердого биотоплива не подвергается биологическому разложению под действием плесени и других микроорганизмов. По причине большей концентрации углеводородов в единице объема их теплотворная способность выше, обычных пеллет и брикетов. Древесные пеллеты используют для отопления, как правило, жилищных объектов путем сжигания в котлах, печах и каминах.

Рыночный спрос на древесные брикеты и пеллеты и соответственно на оборудование для их производства и сжигания неуклонно повышается вместе с ценами на традиционные ископаемые виды топлива: нефть, торф, уголь и газ. В отдельных странах Евросоюза, где рынок альтернативных источников энергии наиболее развит и имеется государственная поддержка этого направления, гранулами отапливается до 60 - 70 % жилых помещений. Торрефицированные пеллеты с высоким содержанием коры сжигают в котлах большей мощности с целью получения тепла и электроэнергии в населенных пунктах и на промышленных предприятиях. Их продают навалом партиями от 2 - 3 тонн и выше.

Таким образом, эффективное использования природных полимеров является стратегической задачей всех без исключения стран мира. Имеющийся опыт в совокупности с огромным потенциалом сырьевой базы дает возможность в значительной степени ослабить напряженность не только на топливно- энергетическом рынке, но и других направлениях использования экологически чистой продукции.

Библиографический список

  • 1. Сафонов А.О. Автоматизация управления прессом-гранулятором для производства пеллет из древесных отходов [Электронный ресурс] / Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). - Краснодар: КубГАУ, 2011. - № 74(10). С. 1 - 8. - URL: http://ej.kubagro.ru/201 l/10/pdf/2l.pdf (дата обращения 07.02.2014).
  • 2. Сафонов А.О Состояние и перспективы производства новых видов древесного биотоплива / А.О. Сафонов, Зотова Е.В. - Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции, - 2013. - № 5 (5). - С. 320-324.

УДК 630*372

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>