БИОМАССА Как источник энергии

Сжижение биомассы

Т. Линдемус1)

Сжижение биомассы, или карбоксилолиз, представляет собой процесс производ­ства жидкого топлива путем взаимодействия измельченной биомассы в жидкой среде с моноксидом углерода в присутствии щелочного катализатора. Реакция протекает при высоком давлении (150-250 атм) и повышенной температуре (300-350°С) в течение 10-30 мин. Такой переработке может быть подвергнута практически любая предварительно осушенная, измельченная и суспендирован­ная биомасса. Начальный этап разработки процесса состоял в исследовании взаимодействия угля с моноксидом углерода и водяным паром [1].

Результаты проведенных исследований показали, что продуктом сжижения биомассы является вязкая жидкость, температура кипения которой лежит в пределах 200-350°С. Жидкий продукт может иметь довольно низкую вязкость (100 сП) и при комнатной температуре полимеризоваться до полутвердого со­стояния. Все это свидетельствует о том, что получаемая жидкость может быть использована в качестве промышленного топлива или компоненты топлива. Од­нако из-за низкой испаряемости продукт сжижения биомассы не может исполь­зоваться в качестве топлива для транспортных средств. Поскольку даже в твер­дом состоянии продукт практически не содержит серы, он может применяться вместо угля, причем в этом случае исключаются проблемы, связанные с загряз­нением окружающей среды. Энергоемкость продукта (твердого или жидкого) приблизительно в 10 раз больше энергоемкости исходного древесного сырья.

В первых работах по сжижению биомассы использовались данные о сжиже­нии угля. В США такие работы проводились главным образом в Питтсбургском исследовательском энергетическом центре [2-4]. Полученные данные позволили сделать вывод о том, что с увеличением парциального давления СО интенсифи­цируется превращение целлюлозы и увеличивается выход топливного продукта. Первоначально опыты проводились в автоклавах периодического, а затем и не­прерывного действия в лабораторном масштабе. Были изучены свойства суспен­зии, состоящей из топливной жидкости и биомассы. Оказалось, что для обеспе­чения непрерывной перекачиваемости содержание измельченной биомассы в топливной жидкости не должно превышать 30%. Дополнительные работы, проводившиеся под эгидой Управления по охране окружающей среды [5], пока­зали, что водород в этом процессе может быть более эффективным восстанови­телем, чем СО.