Торфът е биогориво

Горивото от торф и сапропел е печеливша алтернатива

Подробности: Категория: Други

Учени от Томския политехнически университет (TPU) са открили начин да направят горивни брикети от нискокачествени горими материали - сапропел (дънни утайки), торф и кафяви въглища, които са равни на въглищата по отношение на калоричността (количеството отделена топлина по време на горене) и имат най-ниска цена, съобщи един от разработчиците Роман Табакаев.

Разработката беше представена на изложението-презентация „Продукти, технологии и услуги на предприятия и организации от научно-образователния комплекс към общините на Томска област“ за общините от южната част на Томска област. Такива изложби се провеждат, за да се запознаят селяните с иновативните разработки на компаниите и университетите в Томск.

„Правим брикети от нискокачествено гориво - торф, кафяви въглища, дървесни отпадъци. Дори от сапропел, който всъщност е земя. На пазара се предлагат няколко подобни продукта. Но тези брикети се унищожават при контакт с вода и са по-скъпи - те са много скъпи за производство поради необходимостта от използване на пресови машини за образуване на брикети. И нашите брикети могат да се формоват ръчно, оборудването трябва да е по-малко мощно“, каза ученият. Той също така отбеляза, че цената на един тон гориво, което е разработил, е около 1000 рубли, което е няколко пъти по-евтино от въглищата. В същото време калоричността на горивните брикети е практически равна на калоричността на въглищата.

„Основната иновация е, че е предложена нова технология. Състои се от три етапа. Термично обработваме суровините без достъп до кислород и в резултат получаваме три продукта от нискокачествено гориво: горивен газ, който изгаря по време на работа, въглеродни остатъци и катран, които се използват директно за брикети“, каза още Табакаев.

Сега разработчиците, финансирани от безвъзмездна помощ от федералната програма Umnik, преминават към разработване на индустриален прототип на автоматизирана линия за производство на брикети. Създаването на комплекс за производство на 20 тона гориво на ден - достатъчно, за да осигури топлина на малко село - ще струва около 6 милиона рубли. В близко бъдеще планират да намерят инвеститори и да навлязат на пазара.

Според Табакаев основните потребители на новото гориво ще бъдат жителите на северните райони на региона. „За тях е много скъпо да превозват въглища: в Томск вече е 2,5 пъти по-скъпо, отколкото в Кузбас. Електричеството също е много скъпо – почти 5 рубли за kWh“, обясни Табакаев.

За справка

Томският политехнически университет е основан през 1896 г. като Томски технологичен институт на император Николай II. Структурата на университета днес включва 11 учебни института, три факултета, 100 катедри, три научноизследователски института, 17 научни и образователни центъра и 68 изследователски лаборатории. В университета се обучават 22,3 хиляди студенти, включително 224 студенти от 31 чужди държави. През 2009 г. ТПУ е сред 12-те университета в страната, получили статут на национален изследователски университет.

(РИА-Новости, 23.08.2012)

Приложение в науката

За първи път е установен растителният произход на торфа.

Тъй като торфът се натрупва доста бързо и е добре компресиран по време на гниене, въведените в него вещества се отлагат в торфени блата. Повърхността на торфеното блато е неравна, а отложените върху него вещества обикновено се изхвърлят слабо от вятъра. Поради разпадането и повече или по-малко равномерното компресиране тези вещества могат да се видят ясно в слоевете уплътнен торф.

По време на изригвания падналата пепел се проследява добре в торфените блата, а органичната материя на торфените блата над и под отложената пепел подлежи на датиране. Това е често срещан метод за датиране на паднала вулканична пепел, който се използва широко в, на, на, на и. Също така пясъкът се отлага в крайбрежните торфища, което се извършва от вълни. По този начин могат да се датират вулканични изригвания и големи цунамита, възникнали преди 4000 или повече години.

литература

, , "Енергийно-технологично използване на горивото", М., 1956г.
Торфени находища и тяхното комплексно използване в народното стопанство, М., 1970 г.
Използване на торф и развитите торфища в селското стопанство, Л., 1972.
Торфът в народното стопанство, М., 1968.
Листван И. И., Корол Н. Т., Основни свойства на торфа и методи за тяхното определяне, Минск, 1975 г.
, Торфени находища, М., "Недра", 1976г.
А. Ф. Боуман, Почви и парниковият ефект, 1990 г.
Безуглова О. С. . Торове и стимуланти на растежа. Изтеглено на 22 февруари 2015 г.

статии

// Голяма руска енциклопедия. Том 32. — М., 2016. - С. 313-314.
Торф // Техническа енциклопедия. Том 23. - М.: Съветска енциклопедия, 1934. - Стб. 746-763

Регламенти

GOST 21123-85 Торф. Термини и определения

(горими минерали)
Ред за въглища	торф
Серия масло и нафтоиди

Основни видове

Фосил

Нефт и нефтопродукти	()

и
торф	торф

Възобновяеми и биологични

изкуствени

Приложение

Като гориво кафявите въглища се използват много по-рядко от каменните въглища. Използва се за отопление на частни къщи и малки електроцентрали. Чрез т.нар. При суха дестилация на кафяви въглища се получава планински восък за дървообработващата, хартиената и текстилната промишленост, креозот, карболова киселина и други подобни продукти. Също така се преработва в течно въглеводородно гориво. Хуминовите киселини в състава на кафявите въглища правят възможно използването им в селското стопанство като тор.

Съвременните технологии правят възможно производството на синтетичен газ от кафяви въглища, който е аналог на природния газ. За да направите това, въглищата се нагряват до 1000 градуса по Целзий, в резултат на което се образува газ. На практика се използва доста ефективен метод: през пробит кладенец се подава висока температура към находищата на кафяви въглища през тръба, а готовият газ, продукт на подземна обработка, вече излиза през друга тръба.

В резултат на продължително излагане на повишени температури и налягане кафявите въглища се превръщат в каменни въглища, а последните в антрацити.

Необратимият процес на постепенна промяна в химичния състав, физичните и технологичните свойства на органичната материя на етапа на трансформация от кафяви въглища в антрацит се нарича въглищен метаморфизъм. Структурното и молекулярно пренареждане на органичната материя по време на метаморфизма е придружено от постоянно увеличаване на относителното съдържание на въглерод във въглищата, намаляване на съдържанието на кислород и освобождаване на летливи вещества; се променят съдържанието на водород, топлината на горене, твърдостта, плътността, крехкостта, оптиката, електричеството и други физични свойства. Въглищата в средните етапи на метаморфизма придобиват свойства на синтероване - способността на желираните и липоидни компоненти на органичната материя да преминават при нагряване при определени условия в пластично състояние и да образуват порест монолит - кокс.

В зоните на аерация и активно действие на подземните води близо до земната повърхност въглищата претърпяват окисляване. По отношение на ефекта си върху химичния състав и физичните свойства, окисляването има обратна посока в сравнение с метаморфизма: въглищата губят своите якостни свойства и свойства на синтероване; относителното съдържание на кислород в него се увеличава, количеството въглерод намалява, влажността и съдържанието на пепел се увеличават, а калоричността рязко намалява. Дълбочината на окисляване на изкопаемите въглища, в зависимост от съвременния и древния релеф, положението на подземните води, естеството на климатичните условия, материалния състав и метаморфизма, варира от 0 до 100 метра по вертикала.

Най-голям топлопренос се получава от антрацитите, най-малък от кафявите въглища. Твърдите въглища печелят по отношение на съотношението цена-качество. Най-често в котелни се използват въглища от клас D, G и антрацити, т.к. могат да горят без да духат. Въглищата марки SS, OS, T се използват за генериране на електрическа енергия, т.к.има висок топлопренос по време на горене, но изгарянето на този вид въглища е свързано с технологични трудности, които са оправдани само ако е необходимо голямо количество въглища. В черната металургия за производството на стомана и чугун обикновено се използват класове G, Zh. Фракцията на дадена марка въглища се определя въз основа на по-малката стойност на най-малката фракция и по-голямата стойност на най-голямата фракция, посочени в наименованието на марката въглища. Така, например, фракцията на марката DKOM (K - 50-100, O - 25-50, M - 13-25) е 13-100 mm.

Запаси от торф в света

Според различни оценки в света има от 250 до 500 милиарда тона торф (40%), той покрива около 3% от земната площ. В същото време в северното полукълбо има повече торф, отколкото в южното; торфеността нараства с движението на север, като в същото време се увеличава делът на торфените площи с високи торфи. Така в областта на торфищата те заемат 4,8%, в - 14%, в - 30,6%. В делът на земите, заети от торфища, достига 31,8% в () и 12,5% в . Също така има голям брой торфени находища в Република Карелия, Република Коми, редица западни региони (особено в регионите Рязан, Москва, Владимир). Достатъчни запаси от торф са налични в (находище Морочно-1). В редица щати има и големи запаси от торф.

Според Canadian Peat Resources (2010) Канада е на първо място в света по запаси от торф (170 милиарда тона), а Русия е на второ място (150 милиарда тона).

Възобновяването на торф в Русия се оценява на 260-280 милиона тона годишно.

Подробности за методите и видовете добив на торф

Както бе споменато по-рано, повечето от торфените отлагания са на повърхността. Торфът се добива само по две основни схеми:

от повърхността на земята (изрязване на горния почвен слой)
от кариери (с помощта на багери)

Има само 5 вида торф:

фрезоване (рязане)
хидравличен скрепер
хидроторт
бучка
франзела

бланширан торф - един от най-често срещаните видове. Добива се на дълбочина само 2 см благодарение на трактор, който разрохква почвата, смачква торфа и го превръща във фини трохи. След това торфът изсъхва на слънце, събира се на ролки и след това се разхлабва друг слой. След всеки такъв процес торфът се добива на същото място още 5-6 пъти. Събраният торф се доставя на специална площадка и там се събира в отделни купища. Подходящ сезон за добив на такъв торф е летният период, когато е възможно естествено изсъхване на минерала. Методът на смилане се използва и за получаване на торф.

Дървен торф получени чрез разкопки. Всяко такова парче торф тежи най-малко 500 г. Този метод на добив е практически същият като предишния метод, но единствената разлика е, че се нуждае от метеорологични условия. Торфът може да се добива по всяко време на годината. Такъв торф се добива от дълбочина 50 см с помощта на специален диск с цилиндър, в който се пресова торф.

Хидропеят получен чрез хидравличен метод, който е предложен за първи път през 1914 г., както беше споменато по-рано.

издълбан торф добивани от торфени тухли на ръка, понякога чрез машинно формоване.

Що се отнася до транспортирането на торф от местата за добив, то се извършва след окончателното изсъхване на торфа и се изнася с теснолинейка. За селскостопански цели торфът се транспортира по шосе.

Торфено гориво LAD

Описание и обхват

Торфеното гориво "ЛАД" е висококачествено общинско гориво.

Не отстъпва по калории на дърва за огрев, кафяви въглища, шисти, нискокачествени въглища. Калоричната стойност на торфеното гориво е 3000-3500 kcal/kg.

Торфеното гориво "LAD" не отделя канцерогени, е екологично чист продукт.

Торфеното гориво "LAD" се препоръчва за отопление на къщи, дачи, оранжерии, бани, котелни, пещи, както и готвене.

Предимства на торфеното гориво:

използването на торфено гориво "LAD" осигурява равномерно, стабилно и продължително горене, малко количество пепел (до 5%), липса на сажди и сажди;
торфеното гориво намалява разходите за отопление в сравнение с дърва за огрев (по-висока калоричност) и въглища (по-ниско образуване на шлака);
торфеното гориво е 100% органично;
торфеното гориво е по-екологично при изгаряне в сравнение с въглищата поради ниското съдържание на сяра и пепел (шлака);
торфеното гориво не предизвиква запалване в комините, тъй като димът практически не съдържа тежък креозот;
торфеното гориво е безопасно за човешката кожа и очите, т.к. не мига и не искри;
торфеното гориво не отделя токсични газове при изгаряне.

Препоръки за употреба:

за да запалите торфеното гориво LAD, трябва да използвате специални експлозивни течности за запалване, както при използване на въглен (изсипете торфеното гориво, изчакайте няколко минути, за да остави течността да се накисне, и го запалете);
когато използвате торфено гориво "LAD" за готвене, горивото трябва да се остави да изгори, докато се образува въглен;
можете също да използвате дърва за огрев или дървесни стърготини, за да запалите LAD торфено гориво (първо поставете дървесен чипс в печката, напълнете го с 2/3 от обема с LAD торфено гориво, затворете вратата на пещта и отворете вентилатора);
след като разтопите печката (котела), добавете LAD торфено гориво към пещта, затворете вентилатора, затворете клапата на тръбата колкото е възможно повече - това ще зависи от индивидуалните характеристики на вашата печка (котел) - по този начин топлината ще бъде поддържано дълго време, торфеното гориво LAD » ще отделя топлина равномерно и дълго време;
за да адаптирате и изберете оптималния режим на отопление за себе си, когато използвате торфено гориво LAD за отопление на къщи, летни вили, оранжерии, бани, котелни, пещи, може да се наложи да повторите тази процедура няколко пъти;
получената пепел се препоръчва да се използва като органичен тор и деоксидант на почвата.

Съхранение:

Торфеното гориво "LAD" трябва да се съхранява на сухи места, защитени от подпочвени води и отпадъчни води, както и от атмосферни валежи, например върху някакъв вид подови настилки, покривайки горивото с пластмасова обвивка.

Сортове

Има много разновидности и разновидности на кафяви въглища, сред които има няколко основни:

Обикновени кафяви въглища, консистенцията е плътна, матово кафява.
Кафяви въглища със земна фрактура, лесно се втриват на прах.
Смолист, много плътен, тъмнокафяв, понякога дори синьо-черен. Когато се счупи, прилича на смола.
Лигнит или битумно дърво. Въглища с добре запазена растителна структура. Понякога се среща дори под формата на цели стволове на дървета с корени.
Дизодил - кафяви хартиени въглища под формата на разложена тънкослойна растителна маса. Лесно се разделя на тънки листове.
Кафяви торфени въглища. Наподобяващ торф, с голямо количество примеси, понякога наподобяващ пръст.

Процентът на пепелта и горимите елементи в различните видове кафяви въглища варира в широки граници, което определя достойнствата на горимия материал от определен сорт.

Екологични особености

Образуването на торф продължава и до днес. Торфът изпълнява важна екологична функция, натрупвайки продукти и по този начин натрупвайки атмосферен торф.

След източване на торфената залежа, поради достъпа на кислород, в торфа започва активна дейност, разлагаща органичната му материя. Този процес се нарича, по време на който въглеродният диоксид се отделя със скорост, която е с порядък по-висока от скоростта на натрупването му в необезпокоявано блато.

Опасността е, че може да се появи в дренирани торфища.

Върху торфени находища се образуват органогенни торфени почви.Торфеност може да се наблюдава в горните минерални почви при продължително преовлажняване или в студен климат.

Когато торфищата са наводнени с водни басейни, торфените маси понякога изплуват, образувайки се.

Какъв е процесът на пиролиза на торф.

Процесът на пиролиза на торф се нарича още газификация или генериране на газ. Този процес протича при температура от 800 до 1300 градуса С.

Същността на този процес се крие в производството на горим газ чрез нагряване на суровината до определена температура с ограничен достъп на кислород. В резултат на този процес, който се случва в горивните устройства, които ограничават притока на въздух отвън, можете да получите вещества като:

въглероден окис
метилов газ
водород
метан
Газообразни въглеводороди
И други компоненти в различни пропорции.

Нека да разгледаме как този процес се различава от обикновеното изгаряне на торф.

Ако по време на изгарянето на торф в конвенционална пещ се осигури приток на необходимото количество кислород, тогава в резултат на това изгаряне се образуват въглероден диоксид, вода, пепел (количеството на което съответства на съдържанието на неорганични вещества в първоначалният торф) и се образува топлина.

Но ако след началото на процеса на горене подаването на въздух е ограничено, тогава горенето ще продължи, но продуктите от горенето ще бъдат малко по-различни. Резултатът е вода, водород и въглероден оксид. В този случай ще се отдели топлина, което ще допринесе за продължаването на процеса на горене. Под въздействието на топлината химическите връзки се разрушават в молекулите на сложните въглеводороди, съдържащи се в торфа. В същото време, в процеса на комбиниране на водородни атоми с въглерод и кислород, се отделя топлина и се образува газообразен енергиен носител - генераторен газ.

Газът, получен чрез пиролиза на торф, се състои от водород, метан, въглероден оксид и въглероден диоксид, малко количество въглеводородни съединения от висок порядък, като етан, и различни примеси, като частици катран и пепел.

За разлика от много по-големия обем на оригиналния торф, газът, получен от него чрез пиролиза, е по-удобен за съхранение и транспорт. Генераторният газ може да се използва за производство на топлинна и електрическа енергия и като гориво за двигатели с вътрешно горене след пречистването му. Освен това, след допълнително пречистване от H₂S, CS₂ и CO₂ — генераторният газ може да се използва при производството на амоняк като източник на водород. Възможно е също така да се преработи допълнително производствения газ, за да се получат течни горива от него.

Кафяви въглища

Кафяви въглища е под формата на плътна, земна, дървесна или влакнеста въглеродна маса с кафява линия, със значително съдържание на летливи битумни вещества. Често има добре запазена растителна дървесна структура; фрактурата е конхоидална, земна или вдървесена; цвят кафяв или катранено черен; изгаря лесно с опушен пламък, излъчвайки неприятна особена миризма на изгоряло; когато се третира с каустик калий дава тъмнокафява течност. При суха дестилация се образува амоняк, свободен или комбиниран с оцетна киселина. Специфичното тегло е 0,5-1,5. Средният химичен състав, минус пепел: 50-77% (средно 63%) въглерод, 26-37% (средно 32%) кислород, 3-5% водород и 0-2% азот.

Снимката по-долу е кафяви въглища.

Кафявите въглища, както показва името, се различават от въглищата по цвят (понякога по-светли, понякога по-тъмни); вярно има и черни разновидности, но в този случай те все още са кафяви на прах, докато антрацитът и въглищата винаги дават черна линия върху порцеланова чиния. Съществената разлика от каменните въглища се състои в по-ниското съдържание на въглерод и значително по-високото съдържание на битуминозни летливи вещества. Това обяснява защо кафявите въглища горят по-лесно, дават повече дим, миризма, а също и гореспоменатата реакция с каустик поташ.Съдържанието на азот също е значително по-ниско от въглищата.

Торфената индустрия днес

Торфените ресурси обхващат около 400 милиона хектара, но само около 300 милиона хектара са въведени в експлоатация. Само 23 страни по света се занимават с добив на торф. Водещи са Русия, където са съсредоточени около 150 милиона хектара, и Канада, където торфищата съставляват 110 милиона хектара. Торфът е възобновяем ресурс и се произвежда много повече, отколкото се консумира. Световните запаси от торф са съсредоточени в Русия, тъй като там се съдържат 60% от ресурсите. Но по производство Русия е на четвърто място, пред Канада, Финландия и Ирландия.

Само 30% от световния торф се използва за гориво, останалите 70% се използват за градинарство и селско стопанство. Горният торфен слой има подходящи свойства за животновъдство, цветарство, растениевъдство и зеленчукопроизводство в оранжерийни условия. Торфът играе важна роля на световния пазар, особено растителният торф, който се изнася най-много.

Най-голямото находище на торф е съсредоточено в района на Твер - 21%. Благодарение на това Тверската област е напълно снабдена с енергия и плодородие на почвата. OJSC "Tvertorf" произвежда най-голямото количество продукти от торф в цяла Русия. През 90-те години добивът на минерала намалява значително. Поради кризата оборудването престана да се актуализира, капацитетът на предприятията, специализирани в торф, също е намалял. Днес темповете на производство се опитват да се възобновят, но процесът изисква значително финансиране и повече труд.

Основният проблем, свързан с торфената индустрия, е разработването на правна и регулаторна рамка. Съществуват известни противоречия в правния статут на торфените находища, в който липсва яснота при прилагането на кредитите, предоставени от данъчната служба. Забележими са недостатъци и при изчисляването на плащанията и данъците върху земята. Ето защо днес торфената индустрия е в сериозна стагнация.

Руското правителство си постави за цел до 2030 г. да увеличи нивото на добив и преработка на торф, за да подобри вътрешните, съюзническите и селскостопанските условия. Първият необходим критерий е подобряване на индустриалната база, т.е. за разработване на ново оборудване, само тогава торфът може да бъде ефективно използван в електроцентрали, специализирани в топлоснабдяването. В бъдеще, благодарение на своите полезни свойства, торфът ще се използва в медицината. Екстрактът от торф е обогатен с минерали, така че свойствата му са отлични за човешкото тяло, има особено лечебен ефект върху кожата и подкожните тъкани. До 2030 г. ще се планира възстановяване на торфената база, изграждане на котелни и топлоелектрически централи в отдалечени райони, чийто основен ресурс ще бъде торфът.

торфена земя

Те се добиват от високи торф, по-рядко от ниско разположен разложен торф торфена земя и торфен хумусизползвани в и декоративни .

Торфът подобрява плодородието на почвата. За използване като компонент на почвени смеси за стайни и оранжерийни растения, торфените копки се изветряват в ниски и широки купчини в продължение на три години, тъй като прясно изкопаните торфени копки съдържат вещества, вредни за повечето растения (). За да се ускори изветряването и отмиването на киселините, се извършва редовно гребене. Почвените смеси на базата на торф се характеризират със значителен капацитет на влага. В смес с пясък торфената почва се използва за засяване на дребни семена и като основен компонент при приготвянето на земни смеси за много защитени наземни растения.

Минен

Методите за добив на кафяви въглища са сходни за всички изкопаеми въглища. Има отворени (кариерни) и затворени. Най-старият метод за подземно копаене е градинка, наклонени кладенци към въглищен пласт с малка дебелина и плитко залягане.Използва се при финансова неефективност на устройството на кариерата.

Мина е вертикален или наклонен кладенец в скалната маса от повърхността до въглищния пласт. Този метод се използва при дълбоки въглищни пластове. Характеризира се с висока цена на добитите ресурси и висок процент на аварии.

Откритият добив се извършва на относително малка (до 100 m) дълбочина на въглищния пласт. Откритият или кариерният добив е най-икономичен, днес приблизително 65% от всички въглища се добиват по този начин. Основният недостатък на кариерното развитие е големите щети върху околната среда. Добивът на кафяви въглища се извършва основно по открит начин поради малката дълбочина на залягане. Първоначално се извършва отстраняването на открития слой (скален слой над въглищния пласт). След това въглищата се разбиват по сондажно-взривния метод и се транспортират със специализирани (кариерни) автомобили от добивната площадка. Работите по открития слой, в зависимост от размера и състава на пласта, могат да се извършват с булдозери (с насипен слой с незначителна дебелина) или ролови багери и драглайни (с по-дебел и плътен скален слой).

Произход

Кафявите въглища образуват пластове от отлагания от седиментни скали – люспи, често с голяма дебелина и дължина. Материал за образуването на лигнит са различни видове пиалпи, иглолистни дървета, дървета и торфени растения. Отлаганията на тези вещества постепенно се разлагат без достъп на въздух, под вода, под главата на смес от глина и пясък. Процесът на тлеене е придружен от постоянно отделяне на летливи вещества и постепенно води до обогатяване на растителните остатъци с въглерод. Кафявите въглища са един от първите етапи на метаморфизъм на такива растителни находища, след торфа. Следващи етапи - въглища, антрацит, графит. Колкото по-дълъг е процесът, толкова по-близо е състоянието до чистия въглерод-графит. И така, графитът принадлежи към азойската група, въглищата - към палеозоя, кафявите въглища - главно към мезозоя и кайнозоя.

Торфена промишленост

Торфената индустрия е категория индустрия, която осигурява на страната гориво, както и торове. Днес торфът се използва в селското стопанство, химически заводи, електроцентрали.

И така, какво е торф? Торфът има характерен кафяв цвят. Образува се с течение на времето от практически разложени остатъци от растения, предимно мъхове. Торфените находища са блата и езера, които са почти обрасли. В Русия площите с торф се намират в гори. Всъщност торфът се състои от 60% въглерод, което го прави най-важният биоматериал. има доста висока калоричност. Торфът се използва и за направата на различни топлоизолационни материали, като плочи.

Припомняме, че през 2010 г. в Русия имаше страшен пожар, свързан с възпламеняване на торфени площи, в резултат на което горите бяха повредени. След инцидента стана очевидно, че торфената индустрия ще отнеме много време, за да се възстанови.

Сега по целия свят получават приблизително 25 милиона тона торф. През 1985 г. добивът на торф достига своя връх, а именно 380 милиона тона са получени за една година. От 90-те години на миналия век обаче нивото на добив на минерали е спаднало значително до 29 милиона тона.