БИОМАССА Как источник энергии
Результаты эксплуатации
Целью первых испытаний опытной установки было подтверждение результатов, полученных на лабораторной установке, разработанной Питтсбургским энергетическим исследовательским центром. Исследовалось влияние на процесс сжижения таких факторов, как температура, давление, содержание СО, время пребывания сырья в реакционной зоне и контактирования с катализатором. Кроме того, в целях дальнейшего усовершенствования промышленной конструкции анализировалась характеристика основного оборудования, используемого в процессе. При однократном проходе древесины конверсия составляла 50-70%. Конверсия в этом случае определялась как процентная доля твердой части дре-
Рис. 2. Отделение подготовки сырья и реакционной системы олбанской опытной установки.
|
Таблица 1. Состав древесины и получаемой в процессе ее сжижения карбоксилированной жидкости
|
Древесина
|
Топливная жидкость
|
Вода, %
|
50
|
_____
|
Углерод, %
|
24
|
77
|
Водород, %
|
3
|
6,5
|
Азот, %
|
0,1
|
0,4
|
Кислород, %
|
22,9
|
8,4
|
Теплосодержание, ккал/кг
|
2300
|
8500
|
Удельная плотность
|
0,4
|
1,2
|
|
1 -древесина для сжижения, 500 т/сут; 2-древесииа для производства сиитез-газа, 448 т/сут; 3-производство топливной жидкости, 170 т/сут; 4-древесииа для технологического тепла, 26 т/сут; 5-кислород для производства синтез-таза, 151 т/сут.
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.