БИОМАССА Как источник энергии
Реактор
Израсходованный катализатор
|
Получаемая топливная жидкость
|
Рис. 3. Схема технологического процесса переработки отходов в топливную жидкость.
|
Непрореагировав- ьиая древесина, Израсходованный катализатор^ Кислород W *1
Реактор \ / синтез-газа Т
|
Биомасса в виде древесной щепы высушивается, измельчается и с ре - циркулирующей топливной жидкостью превращаеется в суспензию. Суспензия, состоящая из измельченной древесины и топливной жидкости, нагревается до умеренно высокой температуры под давлением в присутствии раствора углекислого натрия, служащего катализатором, моноксида углерода и водорода. Затем реакционная смесь выдерживается в реакторе в течение определенного периода времени, достаточного для того, чтобы произошло сжижение. Газы отделяются от жидкой фазы и сжигаются для получения технологического тепла, которое подводится к подогревателю. Часть катализатора извлекается из получаемой жидкости и направляется на повторное использование. Часть жидкости рециркулирует и идет на образование новых порций суспензии, а остальная часть направляется на разделение.
Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энергетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.
Микроорганизмы, ответственные за производство этанола ферментацией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из начального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.
Для составления энергетического баланса необходимо точно определить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из систем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеальной.