Koncom roku 205 sa začalo v Onege inovatívny podnik v oblasti alternatívnej energie - závod na výrobu peliet z hydrolytického lignínu. Jedinečnosťou biopalív je, že suroviny na ich výrobu sú výlučne priemyselný odpad ležiace na zemi od minulého storočia.
Prvý závod v Rusku na výrobu peliet z lignínu bol uvedený do prevádzky v oblasti Archangeľsk. Výrobu založila spoločnosť Bionet OJSC spolu so špecialistami nemeckej spoločnosti Alligno na báze bývalej hydrolýzy Onega. Výber miesta nie je náhodný - počas existencie hydrolýzneho priemyslu v Onege v sovietskych rokoch sa nahromadili značné zásoby lignínu, čo závodu umožní vyrábať 150 tisíc ton peliet ročne po dobu 10-15 rokov. Nový závod je vo výstavbe od roku 2013. Celková investícia do výroby predstavovala približne 40 miliónov eur, z toho 10 miliónov predstavovali majetkové investície Gazprombanky, ďalších 30 miliónov eur banka prilákala dodatočne v rámci projektového financovania.
Lignínové pelety majú podobný účel ako tradičné drevené pelety – používajú sa ako palivo v priemyselných kotloch na výrobu tepla alebo elektriny. Jedinečnosť nových peliet spočíva v inovatívnej technológii spracovania hydrolytického lignínu, ktorá umožňuje získať exportný produkt s vysokou pridanou hodnotou a jedinečnými fyzikálnymi vlastnosťami.
Výhrevnosť lignínových peliet je takmer o štvrtinu vyššia ako u bežných drevených peliet. Nové pelety majú vysokú hustotu, sú vodeodolné a samovoľne sa nevznietia. To výrazne zjednodušuje ich skladovanie a prepravu.
Podľa niektorých priemyselných ekonómov je výroba peliet primárne zameraná na európske trhy, kde existuje politika znižovania podielu fosílnych surovín podporovaná vládnymi dotačnými programami pre podniky využívajúce biopalivá. Bionet zatiaľ nezverejnil kupcov, spresnil len, že o nový produkt teraz prejavujú aktívny záujem spoločnosti z Talianska, Nemecka a Slovinska.
Okrem ekonomickej zložky projektu je dôležitý aj jeho spoločenský význam pre región.
„Keď je závod plne vyťažený, vytvorí sa približne dvesto pracovných miest. Miestne rozpočty získajú dodatočné príjmy vo forme daní. Spolu s činnosťou závodu je možné skvalitňovať inžiniersku a komunálnu infraštruktúru, ako aj vytvárať priaznivé podmienky pre život zamestnancov závodu a ich rodín,“ povedal. generálny riaditeľ JSC "Bionet" Igor Čeremnov.
Igor Godzish, minister palivovo-energetického komplexu a bývania a verejných služieb Archangeľskej oblasti, poznamenal, že výroba biopalív umožňuje nielen vyriešiť problém spojený so skládkami lignínu a znížiť ich negatívny vplyv na región, ale aj vytvoriť inovatívny exportný produkt.
Pre Gazprombank to zďaleka nie je prvá investícia do reálneho sektora ekonomiky. Gazprombank vysvetlila svoj záujem o Bionet OJSC tým, že energetika bola historicky jednou z kľúčových kompetencií Gazprombanky v oblasti priamych investícií. „Trh s bioenergiou v Rusku už dlho sledujeme a neustále hľadáme zaujímavé investičné príležitosti,“ povedal Sergej Griščenko, zástupca vedúceho priamych investícií v Gazprombank a predseda predstavenstva Bionet. Vysoká úroveň realizácie projektu podľa neho umožnila prilákať financie od nemeckej exportno-úverovej agentúry Hermes, čo vo všeobecnosti znížilo celkové náklady na financovanie.
V Onege bol spustený inovatívny podnik v oblasti alternatívnej energie - závod na výrobu peliet z hydrolytického lignínu. Jedinečnosťou biopalív je, že surovinou na ich výrobu sa stal len priemyselný odpad ležiaci na zemi od minulého storočia.
Prvý závod v Rusku na výrobu peliet z lignínu bol uvedený do prevádzky v oblasti Archangeľsk. Výrobu založila spoločnosť Bionet OJSC spolu so špecialistami nemeckej spoločnosti Alligno na báze bývalej hydrolýzy Onega. Výber miesta nie je náhodný - počas existencie hydrolýzneho priemyslu v Onege v sovietskych rokoch sa nahromadili značné zásoby lignínu, čo závodu umožní vyrábať 150 tisíc ton peliet ročne po dobu 10-15 rokov. Nový závod je vo výstavbe od roku 2013. Celková investícia do výroby predstavovala asi 40 miliónov eur, z toho 10 miliónov boli majetkové investície Gazprombanky, ďalších 30 miliónov eur banka dodatočne prilákala v rámci projektového financovania.
Lignínové pelety majú podobný účel ako tradičné drevené pelety – používajú sa ako palivo v priemyselných kotloch na výrobu tepla alebo elektriny. Jedinečnosť nových peliet spočíva v inovatívnej technológii spracovania hydrolytického lignínu, ktorá umožňuje získať exportný produkt s vysokou pridanou hodnotou a jedinečnými fyzikálnymi vlastnosťami.
Výhrevnosť lignínových peliet je takmer o štvrtinu vyššia ako u bežných drevených peliet. Nové pelety majú vysokú hustotu, sú vodeodolné a samovoľne sa nevznietia. To výrazne zjednodušuje ich skladovanie a prepravu.
Podľa niektorých priemyselných ekonómov je výroba peliet primárne zameraná na európske trhy, kde existuje politika znižovania podielu fosílnych surovín podporovaná vládnymi dotačnými programami pre podniky využívajúce biopalivá. Bionet zatiaľ nezverejnil kupcov, spresnil len, že o nový produkt teraz prejavujú aktívny záujem spoločnosti z Talianska, Nemecka a Slovinska.
Okrem ekonomickej zložky projektu je dôležitý aj jeho spoločenský význam pre región. „Keď je závod plne vyťažený, vytvorí sa približne dvesto pracovných miest. Miestne rozpočty získajú dodatočné príjmy vo forme daní. Spolu s činnosťou závodu je možné zlepšovať inžiniersku a komunálnu infraštruktúru, ako aj poskytovať priaznivé podmienky pre život zamestnancov závodu a ich rodín,“ povedal Igor Čeremnov, generálny riaditeľ Bionet as.
Igor Godzish, minister palivovo-energetického komplexu a bývania a verejných služieb Archangeľskej oblasti, poznamenal, že výroba biopalív umožňuje nielen vyriešiť problém spojený so skládkami lignínu a znížiť ich negatívny vplyv na región, ale aj vytvoriť inovatívny exportný produkt.
Pre Gazprombank to zďaleka nie je prvá investícia do reálneho sektora ekonomiky. Gazprombank vysvetlila svoj záujem o Bionet OJSC tým, že energetika bola historicky jednou z kľúčových kompetencií Gazprombanky v oblasti priamych investícií. „Trh s bioenergiou v Rusku už dlho sledujeme a neustále hľadáme zaujímavé investičné príležitosti,“ povedal Sergej Griščenko, zástupca vedúceho oddelenia priamych investícií v Gazprombank a predseda predstavenstva Bionet. Vysoká úroveň realizácie projektu podľa neho umožnila prilákať financie od nemeckej exportno-úverovej agentúry Hermes, čo vo všeobecnosti znížilo celkové náklady na financovanie.
Gazprombank nepochybuje o komerčnom úspechu projektu a plánuje ho rozšíriť. „Po dosiahnutí stabilnej výkonnosti závodu v Onege av závislosti od podmienok na trhu, ktoré sa v tom čase vyvinú, plánujeme iniciovať financovanie na vytvorenie ďalších výrobných kapacít,“ dodal Grishchenko.
CHÉMIA A TECHNOLÓGIA SPRACOVANIA DREVA
V. S. Boltovský, doktor technických vied, profesor (BSTU)
ZLOŽENIE HYDROLYZNÉHO LIGNÍNU OD Dumps JSC "BOBRUISK PLANT OF BIOTECHNOLOGIES"
A RACIONÁLNE SMERY JEHO POUŽITIA
Študovalo sa zloženie hydrolyzovaného lignínu zo skládok JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies". Ukázalo sa, že v dôsledku dlhodobého skladovania klesol celkový obsah polysacharidov pri výrazne nižšej degradácii samotného lignínu. Zvažujú sa hlavné smery použitia hydrolytického lignínu a sú uvedené odporúčania pre najsľubnejšie a najracionálnejšie smery jeho využitia: získavanie palivových brikiet a peliet, organo-minerálnych hnojív, sorbentov.
Skúma sa zloženie hydrolytického lignínu zo skládok JSC Bobruisk Plant of Biotechnologies. Ukazuje sa, že dlhé skladovanie lignínu malo za následok zníženie celkového obsahu polysacharidov pri výrazne menšej degradácii samotného lignínu. Zvažujú sa hlavné smery použitia hydrolytického lignínu a uvádzajú sa odporúčania o najperspektívnejších a najracionálnejších smeroch jeho využitia: príjem palivových brikiet a peliet, organo-minerálnych hnojív a sorbentov.
Úvod. Lignín bunkového tkaniva rastlinnej biomasy je vysokomolekulárny prírodný polymér aromatickej štruktúry, ktorý pri hydrolytickom spracovaní v dôsledku polykondenzačných premien vytvára trojrozmernú sieťovú štruktúru a je komplexným komplexom, ktorý zahŕňa sekundárne aromatické štruktúry (lignín samotný, výrazne zmenený pri hydrolýze), časť nehydrolyzovaných polysacharidov a nepremytých monosacharidov, látky lignohumového komplexu, minerálne a organické kyseliny, popolovité prvky a iné látky.
Problém využitia hydrolytického lignínu existuje už od vzniku priemyslu a dodnes nie je zásadne vyriešený, a to napriek početným spôsobom jeho spracovania, vrátane tých, ktoré sa uplatňujú v priemysle.
Hlavné oblasti spracovania hydrolytického lignínu sú: využitie v prírodnej forme (v železnej a neželeznej metalurgii, pri výrobe ľahkých žiaruvzdorných výrobkov - ako horľavá prísada, pri výrobe domáceho paliva, ako adsorbent a pod.) , po tepelnom spracovaní (získanie lignínu, aktívneho a granulovaného uhlia), po chemickom spracovaní (získanie nitrolignínu a jeho modifikácií, kolaktivitu, biologicky aktívnych látok - amónne soli polykar-
kostné kyseliny a lignostimulačné hnojivá, terapeutický lignín a "polyphepán" používané ako enterosorbent na prevenciu a liečbu chorôb tráviaceho traktu zvierat a ľudí namiesto aktívneho uhlia), ako aj ako energetické palivo.
Na území Bieloruskej republiky na skládkach, ktoré zaberajú veľké plochy a predstavujú nebezpečenstvo životné prostredie sa nahromadilo značné množstvo hydrolytického lignínu, dostatočné na priemyselné spracovanie.
Informácie publikované v literatúre charakterizujú chemické zloženie a vlastnosti hydrolytického lignínu získaného po hydrolytickom spracovaní rastlinných materiálov. Pre kvalifikované rozhodnutie o najracionálnejších spôsoboch využitia lignínu zo skládok je potrebné určiť jeho vlastnosti a vybrať najperspektívnejšie oblasti na jeho spracovanie.
Hlavná časť. Na analýzu boli použité vzorky hydrolytického lignínu, odobraté v súlade s požiadavkami TU BY 004791190.005-98 zo skládky JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies", ktorá sa nachádza v obci Titovka na pilotnom mieste na poľné sušenie lignínu.
Uskutočnilo sa stanovenie zložkového chemického zloženia vzoriek hydrolytického lignínu a brikiet a peliet z neho vyrobených.
analytické metódy používané v chémii dreva a celulózy a pri výrobe hydrolýzy.
Termogravimetrická analýza vzoriek dreva borovice, brezy a hydrolytického lignínu bola vykonaná na zariadení TA-4000 METTLER TOLEDO (Švajčiarsko) za nasledujúcich podmienok: hmotnosť vzorky 30 mg, rýchlosť nárastu teploty 5°C/min v rozsahu 25-500 °C, prefukovanie vzduchom 200 ml/min.
Výsledky stanovenia obsahu hlavných zložiek vo vzorkách hydrolytického lignínu zo skládky sú uvedené v tabuľke. jeden.
Porovnanie výsledkov analýzy hydrolytického lignínu zo skládok s priemerným zložením lignínu získaným bezprostredne po hydrolytickom spracovaní dreva (tab. 2) ukazuje, že v dôsledku dlhodobého skladovania sa celkový obsah polysacharidov znížil s výrazným nižšia degradácia samotného lignínu.
Hydrolytický lignín zároveň obsahuje rovnaké hlavné zložky ako drevo (tabuľka 3), ale menšie množstvo polysacharidov a väčšie množstvo samotného lignínu, ktorý sa pri hydrolytickej úprave nehydrolyzuje, teda ide o drevo po hydrolytickej úprave (rastlina biomasa).
Výsledky termogravimetrickej analýzy dreva a hydrolytického lignínu (úbytok hmotnosti a diferenciálna termogravimetria charakterizujúca rýchlosť straty hmotnosti) ukázali, že tepelný rozklad
borovicové a brezové drevo a hydrolýza lignínu sa vyskytujú podobne:
V rozsahu teplôt 25-100°C sa odstraňuje voľná vlhkosť (úbytok hmotnosti borovicového a brezového dreva je 6,26,4%, resp. hydrolytický lignín -3,8-4,2%);
Pri teplotách nad 100 a do 300°C dochádza k desorpcii viazanej vody pri strate hmotnosti dreva 4,2-4,3% a hydrolytického lignínu 4,1-5,5%;
maximálna rýchlosťúbytok hmotnosti dreva, sprevádzaný jeho aktívnym tepelným rozkladom a stratou hmotnosti, sa pozoruje pri teplote 300 °C, hydrolýza lignínu -280 °C, teda hlavné zložky pôvodného dreva a dreva po hydrolytickej úprave (hydrolýza lignínu) horia takmer v rovnakom teplotnom rozsahu;
Pri ďalšom zvýšení teploty dochádza k hlbšej deštrukcii, strate hmotnosti a karbonizácii s tvorbou uhlíkatého zvyšku v množstve 2,3-5,5% pri spaľovaní dreva a 3,9-5,9% - hydrolytického lignínu.
Výsledky termogravimetrickej analýzy potvrdzujú výsledky a závery urobené na základe stanovenia chemického zloženia dreva a hydrolytického lignínu, že hydrolytický lignín je drevo po hydrolytickej úprave a svojimi vlastnosťami sa podobá drevu pri spaľovaní.
stôl 1
% hmotn. absolútne sušiny
Názov komponentu Priemerné hodnoty vo vzorkách odobratých v hĺbke, m
Celkové polysacharidy, vrátane: 21,51 19,61 17,67
Ľahko hydrolyzovateľné 1,63 1,65 1,80
Ťažko hydrolyzovateľné 19,88 17,96 15,87
Celulóza 18,86 17,04 19,95
Lignín 47,94 52,71 49,32
Popol 9,56 5,65 10,61
Kyslosť (v prepočte na H2SO4) 0,1 0,1 0,1
tabuľka 2
Polysacharidy 12,6-31,9 19,9
Vlastný lignín 48,3-72,0 57,1
Kyslosť (v zmysle H2SO4) 0,4-2,4 -
Obsah popola 0,7-9,6 -
Poznámka. V príspevku sú prezentované údaje o stanovení hydrolytického lignínu z hydrolýzneho zariadenia Bobruisk; ako polysacharidy - obsah len celulózy.
Chemické zloženie dreva rôznych druhov
Tabuľka 3
Názov zložky Obsah, % hmotnosti absolútne sušiny
Smrek Borovica Breza Osika
Celkové polysacharidy, vrátane: 65,3 65,5 65,9 64,3
Ľahko hydrolyzovateľné 17,3 17,8 26,5 20,3
Ťažko hydrolyzovateľné 48,0 47,7 39,4 44,0
Celulóza 46,1 (44,2) 44,1 (43,3) 35,4 (41,0) 41,8 (43,6)
Lignín 28,1 (29,0) 24,7 (27,5) 19,7 (21,0) 21,8 (20,1)
Popol 0,3 0,2 0,1 0,3
* V zátvorke je uvedený obsah celulózy bez hemicelulóz a lignínu podľa zdroja.
Využitie hydrolytického lignínu je rôzne. Sľubný pre priemyselná produkcia sú napríklad produkty založené na jeho vysokých sorpčných vlastnostiach (sorbenty vrátane enterosorbentov na lekárske účely - liečebný lignín a polyphepán), aktívne uhlie, dlhodobo pôsobiace hnojivá a iné produkty) a jeho výhrevnosti (ako palivo). Výhrevnosť hydrolytického lignínu pri 60% vlhkosti je 7750 kJ/kg, pri 65% - 6150 kJ/kg a pri 68% - 5650 kJ/kg. Priemerná výhrevnosť absolútne suchého lignínu je 24 870 kJ/kg.
V súčasnosti podnik podriadený JSC "Bobruisk Plant of Biotechnologies" zvládol výrobu palivových brikiet (TU BY700068910.019-2008) a peliet z hydrolytického lignínu.
Výsledky stanovenia obsahu hlavných zložiek brikiet a peliet vyrobených z hydrolytického lignínu sú uvedené v tabuľke. 4.
Ako vidno z tabuľky. 4 vyplýva, že obsahom hlavných zložiek sa brikety a pelety prakticky nelíšia od hydrolytického lignínu, z ktorého sú vyrobené a od dreva, majú však nižší obsah polysacharidov a viac lignínu.
Sľubné veľkotonážne využitie hydrolytického lignínu v poľnohospodárstvo ako organické hnojivo(v naturáliách), organo-minerálne hnojivo
nii (v zmesi s minerálnymi zložkami alebo odpadom z mikrobiologického priemyslu - vyčerpaná kultúrna tekutina po fermentácii mikroorganizmov, alebo zmiešaná s rôznymi minerálmi po kompostovaní - biohumus), hnojivo stimulujúce ligáciu (po úprave oxidačnou degradáciou rôzne cesty so súčasným obohatením dusíkom a stopovými prvkami).
Použitie hnojív na báze hydrolytického lignínu poskytuje:
Zlepšenie fyzikálne vlastnosti pôda a podmienky pre vývoj saprofytických húb;
Vytvorenie voľnej povrchovej vrstvy, ktorá zabezpečuje normálnu výmenu vody a vzduchu;
Aktivácia nitrifikačných procesov v pôde;
Predĺžené pôsobenie, vytváranie podmienok na udržanie živiny(kvôli vysokej adsorpčnej schopnosti lignínu) a ich postupnej spotrebe koreňovým systémom rastlín a zabráneniu ich rýchlemu vyplavovaniu zrážok a pôdna voda;
Urýchlenie rastu a zvýšenie úrody poľnohospodárskych rastlín (napr. zavedenie lignínu zmiešaného s amoniakom alebo močovinou zvyšuje úrodu ozimnej raže o 1617 %, lignostimulačné hnojivo v množstve 0,4 t/ha vedie k zvýšeniu úrodnosť zemiakov o 15-30%).
Tabuľka 4
Názov zložky Brikety Pelety
Celkové polysacharidy, vrátane 19,25 19,67
Ľahko hydrolyzovateľné 2,13 2,17
Ťažko hydrolyzovateľné 17.12 17.50
Celulóza 15,90 16,81
Lignín 46,41 44,73
Popol 8,97 9,30
Kyslosť (v prepočte na H2SO4) 0,1 0,1
Sorbenty získané na báze hydrolýzy lignínu majú nasledujúce výhody:
Majú vysokú sorpčnú schopnosť. Špecifický povrch počiatočného hydrolytického lignínu s obsahom 15,2 % celulózy je 10,14 mg/g a medicinálneho enterosorbentu (terapeutického lignínu) získaného na jeho základe po vhodnej úprave je 16,3 mg/g, objem pórov počiatočného lignín je 0,651 cm3/g, terapeutický lignín -0,816 cm3/g. Celkový objem pórov polyphe-panu je 0,8-1,3 cm3/g. Koeficienty distribúcie cézia a stroncia medzi ich modelovými roztokmi a enterosorbentom dosahujú 400 900 a sorpcia mikroorganizmov z kultivačných médií - 108 buniek/g prípravku;
Majú nízku cenu, pretože sú zvyškom po hydrolytickom spracovaní rastlinnej biomasy;
Sú to prírodná rastlinná biomasa;
Pri horení majú nízky obsah popola.
Možné aplikácie:
Čistenie technogénnych roztokov, priemyselných a dažďových odpadových vôd;
Použiť v lekárske účely ako enterosorbent;
Sorpcia kvapalných nízko a stredne aktívnych rádioaktívnych odpadov;
Použitie pri čistení plynov od rádionuklidov a ťažkých kovov;
Použitie v zariadeniach na individuálne a kolektívne použitie na čistenie vody;
Izolácia vzácnych zemín, drahých a neželezných kovov;
Ďalšie oblasti použitia ako prírodné fytosorbenty.
Najracionálnejšie z hľadiska veľkokapacitného spracovania hydrolytického lignínu v Bieloruskej republike je okrem výroby brikiet a peliet na použitie ako palivo aj výroba sorbentov, a to aj na čistenie priemyselných odpadových vôd, a organické alebo organo-minerálne hnojivá.
Literatúra
1. Kholkin Yu I. Technológia výroby hydrolýzy. M.: Lesnaya prom-st, 1989. 496 s.
2. Produkcia nulového odpadu v priemysle hydrolýzy / A. Z. Evilevich [et al.]. M.: Lesnaya prom-st, 1982. 184 s.
3. Epshtein Ya. V., Akhmina E. I., Raskin M. N. Racionálne pokyny na použitie hydrolytického lignínu // Chemistry of wood, 1977. č. 6. S. 24-44.
4. Obolenskaya A. V., Elnitskaya Z. P., Leonovich A. A. Laboratórne práce v chémii dreva a celulózy. M.: Ekológia, 1991. 320 s.
5. Emelyanova I. Z. Chemická a technická kontrola výroby hydrolýzy. M.: Lesnaya prom-st, 1976. 328 s.
6. B. D. Bogomolov, Chémia dreva a základy chémie vysokomolekulárnych zlúčenín. M.: Lesnaya prom-st, 1973. 400 s.
hydrolýza lignínu - vynikajúce vysokovýhrevné palivo a ľahko dostupná obnoviteľná surovina na výrobu palivových peliet a brikiet.
V súčasnosti neustále narastá aktuálnosť problematiky výroby alternatívnych zdrojov energie. Existuje na to viacero dôvodov.
1. Tradičné zdroje energie – plyn, uhlie, ropa – sa každým rokom ťažia čoraz ťažšie, čo vedie k neustálemu zvyšovaniu ich nákladov. Ako viete, pre Ukrajinu je obzvlášť dôležitá otázka nákladov na dovážaný plyn.
2. Zásoby tradičných nosičov energie sa rýchlo míňajú, čo robí z výroby alternatívnych nosičov energie veľmi perspektívnu oblasť podnikania.
3. Výroba alternatívne zdroje Energetika je stimulovaná vládami všetkých rozvinutých krajín vrátane Ukrajiny.
Lignín Spaľovanie lignínu
Lignínová peleta Pini&Key lignínová briketa
Hlavná konkurencia v tomto odvetví nie je v predajnej oblasti.- jednoducho s tým nie sú žiadne problémy a v podstate všetky produkty sú expedované na export do krajín EÚ - a to v oblasti poskytovania surovín. Faktom je, že mnohé podniky, ktoré majú nainštalované zariadenia na briketovanie alebo granuláciu biomasy, v súčasnosti nefungujú na plnú kapacitu a často sú nečinné pre nedostatok surovín. Dôvodom je predovšetkým sezónnosť dostupnosti niektorých druhov surovín (slnečnicové šupky, slama, odpad z obilnín, odpad zo spracovania kukurice, iné druhy poľnohospodárskych surovín), nesprávna voľba miesta inštalácie zariadenia (napríklad odľahlosť od potenciálne zdroje surovín), vysoké logistické náklady na dodávku surovín, ktoré majú spravidla veľmi nízku objemovú hmotnosť (napr. objemová hmotnosť slnečnicových šupiek je 100 kg/m3).
V takejto situácii je lignín ako surovina dobrou alternatívou k poľnohospodárskemu odpadu, pretože jeho zásoby sú dostupné v dostatočnom množstve. vo veľkom počte bez ohľadu na spracovateľskú sezónu sa lignín vďaka svojim výborným spojivovým vlastnostiam dobre hodí na granuláciu a briketovanie, pri uhlí s oveľa nižším obsahom popola a cenou surovín je lignín relatívne nízky. Vzhľadom na špeciálne vlastnosti lignínu sa v technológii jeho prípravy na ďalšie použitie pripisuje problematike sušenia lignínu mimoriadna dôležitosť.
Ak zvážiť lignín z fyzikálno-chemického hľadiska, potom je táto látka vo svojej pôvodnej forme zložitá hmota podobná pilinám, ktorej vlhkosť dosahuje sedemdesiat percent. Lignín je v skutočnosti unikátny komplex látok, ktorý pozostáva z polysacharidov, špeciálnej skupiny látok patriacich do takzvaného lignohumového komplexu, monosacharidov, rôznych minerálnych a organických kyselín s veľmi rozdielnym nasýtením, ako aj určitej časti popola. . Hydrolytický lignín je hmota podobná pilinám s obsahom vlhkosti približne 55 – 70 %. Vo svojom zložení ide o komplex látok, ktorý zahŕňa samotný lignín rastlinnej bunky, časť polysacharidov, skupinu látok lignohumového komplexu, minerálne a organické kyseliny, ktoré sa po hydrolýze monosacharidov nepremývajú, popol a iné. látok. Obsah samotného lignínu v ligníne sa pohybuje od 40 do 88 %, polysacharidov od 13 do 45 % živicových a látok lignohumového komplexu od 5 do 19 % a popolavých prvkov od 0,5 do 10 %. Popol hydrolýzy lignínu je hlavne aluviálny. Hydrolyzovaný lignín sa vyznačuje veľkým objemom pórov blížiacim sa pórovitosti dreveného uhlia, vysokou reaktivitou v porovnaní s tradičnými uhlíkatými redukčnými činidlami a dvojnásobným obsahom tuhého uhlíka v porovnaní s drevom, ktorý dosahuje 30 %, teda takmer polovicu uhlíka dreveného uhlia.
Hydrolytický lignín sa vyznačuje schopnosťou prejsť do viskoplastického stavu pri pôsobení tlaku asi 100 MPa. Táto okolnosť predurčila jeden z perspektívnych smerov využitia hydrolytického lignínu vo forme briketovaného materiálu. Zistilo sa, že lignobrikety sú vysokokalorické nízkodymové palivo pre domácnosť, vysokokvalitné redukčné činidlo v hutníctve železa a neželezných kovov, ktoré nahrádza koks, polokoks a drevené uhlie a možno ich použiť aj na výrobu uhlie, ako je drevo a uhlíkové sorbenty. Ukázali to výskumy a pilotné práce viacerých organizácií o briketovanom hydrolytickom ligníne môže byť cennou surovinou pre hutnícky, energetický a chemický sektor národného hospodárstva krajiny, ako aj kvalitným komunálnym palivom.
Na implementáciu možno odporučiť technologický vývoj, ktorý umožňuje získať nasledujúce briketované lignoprodukty:
- lignobrikety ako náhrada tradičných uhlíkových metalurgických redukčných činidiel a kusovej vsádzky pri výrobe kryštalického kremíka a ferozliatin;
- palivové lignobrikety s nízkou dymivosťou;
- briketované lignínové uhlie namiesto dreveného uhlia v chemickom priemysle;
- uhlíkaté sorbenty z lignobrikiet na čistenie priemyselných odpadov a sorpciu ťažkých a drahých kovov;
- energetické brikety zo zmesi s preosievaním úpravy uhlia.
Lignínové palivové brikety sú vysoko kvalitné palivo s výhrevnosťou do 5500 kcal/kg a nízkym obsahom popola. Pri horení lignínové brikety horia bezfarebným plameňom bez vyžarovania dymového dymu. Hustota lignínu je 1,25 - 1,4 g/cm3. Index lomu je 1,6.
Hydrolytický lignín má výhrevnosť, ktorá je pre absolútne suchý lignín 5500-6500 kcal/kg pre produkt s 18-25% vlhkosťou, 4400-4800 kcal/kg pre lignín so 65% vlhkosťou, 1500-1650 kcal/kg pre lignín. s obsahom vlhkosti viac ako 65 %. Podľa fyzikálno-chemických charakteristík je lignín trojfázový polydisperzný systém s veľkosťou častíc od niekoľkých milimetrov do mikrónov a menej. Štúdie lignínov získaných v rôznych závodoch ukázali, že ich zloženie je charakterizované v priemere nasledujúcim obsahom frakcií: viac ako 250 mikrónov vo veľkosti - 54-80%, menej ako 250 mikrónov - 17-46% a menej ako 1 veľkosť mikrónov - 0,2- 4,3%. Štruktúrne častica hydrolytického lignínu nie je hustým telesom, ale predstavuje rozvinutý systém mikro- a makropórov, veľkosť jej vnútorného povrchu je určená vlhkosťou (pre vlhký lignín je to 760-790 m2/g, a pre suchý lignín len 6 m2/g).
Ako ukazujú dlhoročné výskumy a priemyselné testy uskutočnené množstvom výskumných, vzdelávacích a priemyselné podniky z hydrolytického lignínu možno získať cenné typy priemyselných produktov. Pre energetiku je možné vyrábať briketované komunálne a krbové palivo z počiatočného hydrolytického lignínu a briketované energetické palivo je možné vyrábať zo zmesi lignínu s preosievaním uhlia.
Proces spaľovania lignínu v procesných peciach bez priameho prenosu tepla má v porovnaní s pecami s parným kotlom značné rozdiely. Nemajú povrch prijímajúci lúče, a preto, aby sa predišlo tvorbe trosky popola, je potrebné starostlivo vypočítať aerodynamické režimy procesu. Teplota jadra plameňa v dôsledku nedostatku priameho prenosu tepla je vyššia a koncentrovaná v menšom objeme ako v peciach parných kotlov. Na spaľovanie lignínu je najvýhodnejšie použiť žiarovú pec Shershnev, ktorá poskytuje dostatočne vysokú účinnosť pre palivá s vysokým stupňom disperzie.
Lignín je možné efektívne využiť ako palivo na spaľovanie v generátore tepla sušiaceho komplexu na sušenie pilín alebo inej biomasy v linkách na výrobu palivových peliet a palivových brikiet. Starostlivo pripravené práškové palivo sa z hľadiska rýchlosti vyhorenia a úplnosti spaľovania blíži kvapalnému palivu. Úplné spaľovanie vo flive je zabezpečené s nižším pomerom prebytočného vzduchu a následne s väčším množstvom vysoká teplota. Pri vedení spaľovacieho procesu s malým prebytkom vzduchu sú zabezpečené nevýbušné prevádzkové podmienky sušiaceho komplexu, čo pozitívne odlišuje sušenie s priamym využitím spalín od spôsobu sušenia ohriatym vzduchom.
Lignín je teda vynikajúce vysokokalorické palivo a ľahko dostupná obnoviteľná surovina na výrobu palivových peliet a brikiet.
Aplikácia práškového lignínu.
Práškový lignín je vhodný ako aktívna prísada do cestného asfaltového betónu, ako aj prísada do vykurovacieho oleja pri použití v energetike a hutníctve. Hydrolytický lignín používaný ako minerálny prášok umožňuje:
1.
Na zlepšenie kvality asfaltového betónu (pevnosť - o 25%, vodeodolnosť - o 12%, odolnosť proti praskaniu (krehkosť) - od -14°C do -25°C) dodatočnou úpravou ropného bitúmenu.
2.
Ušetrite materiály na stavbu ciest: a) ropný bitúmen o 15 – 20 %; b) 100% vápenný minerálny prášok.
3.
Výrazne zlepšiť ekologická situácia v priestore skladovania odpadu.
4.
Vrátiť úrodnú pôdu, ktorú v súčasnosti zaberajú skládky.
Štúdie o využití technologického hydrolytického lignínu (THL) pri výrobe asfaltového betónu teda ukazujú, že existujú možnosti pre výrazné rozšírenie surovinovej základne materiálov na výstavbu moderných ciest (republikových, regionálnych a mestských). , pričom sa zlepšila kvalita ich náteru vďaka modifikácii ropných bitúmenov hydrolytickým lignínom a úplnej náhrade drahých minerálnych práškov.
Toto sa stalo známe IAA "Infobio" podľa informácií získaných na Technickej univerzite v Cottbuse. Projekt je financovaný Európskou úniou
Projekt výroby nového typu biopaliva - palivových peliet z lignínu bol spustený v Nemecku na Technickej univerzite v Cottbuse spolu s Centrom výskumu biomasy v Lipsku a jednou spoločnosťou vyrábajúcou technologické zariadenia.
Podľa odborníkov nový projekt konečne umožní vyrábať palivové granuly (pelety) alebo brikety vysokej kvality z hydrolytického lignínu v priemyselnom meradle.
Pilotný projekt sa spustí v júni 2013. Financovanie sa uskutočňuje na úkor grantov EÚ v rámci programu ochrany životného prostredia.
Už stovky rokov vedeckých organizácií na celom svete sa zaoberajú výskumom a vývojom v oblasti využitia hydrolytického lignínu. Mnohí z nich v rôzne roky už implementované v priemysle. V poslednom čase tieto práce nadobudli aktuálnosť vďaka zvýšenému záujmu o riešenie otázky životného prostredia a na priemyselné využitie biomasy vo všeobecnosti v energetickom sektore. Ale bez serióznej štátnej podpory s najväčšou pravdepodobnosťou „tam vozík (skládka) bude aj teraz“.
Rusko
Pokiaľ ide o Rusko, zásoby hydrolytického lignínu v Ruskej federácii vo výške desiatok miliónov ton sú porovnateľné s inými odpadmi zo spracovania dreva - kôrou, pilinami atď.
Zaujímavosťou je, že lignín sa od drevného odpadu líši väčšou rovnomernosťou a hlavne väčšou koncentráciou (napríklad skládky v blízkosti hydrolýz). Kvôli prakticky úplná absencia jeho zneškodňovanie spôsobuje problémy z hľadiska životného prostredia a s jeho skladovaním.
Vo väčšine hydrolýznych a biochemických závodov sa lignín ukladá a znečisťuje veľké plochy.
Mnohí európski špecialisti pri návšteve takýchto závodov zdôrazňujú, že nikde v Európe nevideli takú kolosálnu koncentráciu nevyužitých energetických surovín.
Podľa údajov dostupných v literatúre nepresahuje použitie hydrolytického lignínu ako chemickej suroviny v SNŠ 5 %. A podľa Medzinárodného lignínového inštitútu sa vo svete na priemyselné, poľnohospodárske a iné účely nepoužívajú viac ako 2 % technických lignínov. Zvyšok je spálený elektrárne alebo likvidovať na skládkach.
Problém
Problém využitia hydrolytického lignínu bol hlavným problémom priemyslu už od 30. rokov 20. storočia. A hoci vedci a praktici už dávno dokázali, že z lignínu možno získať vynikajúce palivo, hnojivá a mnoho iného, za dlhé roky existencie hydrolýzneho priemyslu v ZSSR aj v SNŠ nebolo možné lignín využiť v plný.
Obtiažnosť priemyselného spracovania lignínu je spôsobená zložitosťou jeho povahy, ako aj nestabilitou tohto polyméru, ktorý nezvratne mení svoje vlastnosti v dôsledku chemickej alebo tepelnej expozície. Odpad z hydrolýznych zariadení neobsahuje prírodný lignín, ale modifikované látky obsahujúce lignín alebo zmesi látok s vysokou chemickou a biologickou aktivitou. Okrem toho sú kontaminované inými látkami.
Niektoré technológie spracovania, napríklad rozklad lignínu na jednoduchšie chemické zlúčeniny (fenol, benzén a pod.), pri porovnateľnej kvalite výsledných produktov, sú drahšie ako ich syntéza z ropy alebo plynu.
