Анализ связующих веществ для топливных брикетов | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 20 марта, печатный экземпляр отправим 24 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Сельское хозяйство

Опубликовано в Молодой учёный №18 (308) май 2020 г.

Дата публикации: 27.04.2020

Статья просмотрена: 378 раз

Библиографическое описание:

Долгов, М. С. Анализ связующих веществ для топливных брикетов / М. С. Долгов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 18 (308). — С. 230-231. — URL: https://moluch.ru/archive/308/69335/ (дата обращения: 09.03.2021).



В статье рассмотрены связующие элементы для брикетирования растительной биомассы и их влияние на конечный продукт.

Ключевые слова: брикет, связующее вещество.

Брикеты имеют большую объемную плотность энергии. Одним из достоинств топливных брикетов является постоянная большая температура при их сгорании на протяжении всего времени горения. [1]

В брикетах отсутствуют какие — либо вредные вещества, при их производстве не всегда используются дополнительные связующие вещества. Суть технологии их производства заключается в процессе прессования под большим давлением измельченной на маленькие частицы сухой растительной биомассы, а естественным связующим элементом при этом является лигнин, который первоначально содержался в клетках растений и, расплавляясь под давлением, связывает частички материала. [3]

Высокая температура и немалое давление прессования при производстве брикетов активируют лигнин, который содержится в клетках растительных и древесных отходов, переводя его в пластичное состояние. Тем самым, это лигнин и берет на себя роль связующего вещества. Образование термопластичного лигнина является причиной оплавления поверхности брикетов, и благодаря этому конечный продукт становится более прочным, что очень хорошо скажется для их транспортировки. [3]

Но также возможно использование связующих веществ для создания брикетов. В качестве таких веществ может выступать крахмал, целлюлоза, меласса, глина, декстран, декстрин, полисахарид и т. д. [2]

Крахмал. Неоспоримыми плюсами использования крахмала в качестве связующего вещества для брикетов являются экологическая чистота процесса производства брикетов и последующего их сжигания, хорошая прочность брикетов в любом состоянии. Но использование чистых крахмалов различного происхождения (картофельного, кукурузного, пшеничного и др.) в качестве связующего чревато большими денежными затратами из –за высокой стоимости, так как расход крахмала может достигать от 5 до 10 % от массы брикетируемой биомассы. [1]

Преимущества данного связующего.

– Экологическая чистота брикетов при производстве и при использовании.

– Хорошая прочность как сырых, так и готовых брикетов, достойное сопротивление истиранию.

– Простой технологический процесс получения брикетов.

– Отсутствие дефицита компонентов связующего.

– Доступная стоимость связующего.

Глина. В процессе домашнего прессования опилок лигнин не будет выделяться из-за низкой мощности пресса, поэтому понадобится связующее вещество, которым будет размоченный картон или глина. Картон вносят в подготовленное сырье в размоченном виде, он должен занимать не более трети объема. Глину вмешивают в опилочное сырье в пропорциях 1 к 10.

Целлюлоза

Целлюлоза препятствует повышению зольности. Добавляют еще препараты «Декстран» и «Декстрин», но они сделаны тоже на основе целлюлозы. Их недостаток − высокая стоимость, что влияет на цену конечного продукта. Глина, известь и гипс стоят дешевле, но они увеличивают зольность. Используется еще портландцемент, но он значительно снижает калорийность топлива.

Меласса. Меласса является побочным продуктом свеклосахарного производства. Она представляет из себя густую, сиропообразную, вязкую жидкость от коричневого до темно-бурого цвета. В мелассе содержится до 45 − 50 % сахара, 20 % воды, 20 − 25 % органических веществ и 10 % минеральных несахарных веществ. Меласса имеет свойство хорошо растворяться в любых соотношениях как в холодной, так и в горячей воде. Характеризуются растворы высокой вязкостью, плотность изменяется от 1,30 до 1,52 г/см3. Мелассу используют в качестве основного компонента связующего.

Как связующее, меласса обладает высокими клеящими свойствами. Однако, брикеты, спрессованные на этом связующем, не являются водостойкими. Для того чтобы придать брикетам такое свойство как водостойкость, вводится гидрофобизатор (кубовые остатки органического синтеза). Гидрофобизатор рационально смешивать с мелассой при температуре от 45 °С до 50°С. Кубовые остатки, смешиваясь с мелассой, образуют гомогенный раствор, выполняя не только роль гидрофобизирующей, но и пластифицирующей добавки, представляя собой связующее придающее разнообразные свойства конечному продукту.

Полисахарид. Используя полисахариды в качестве связующего вещества можно не сомневаться, что полученный топливный брикет будет с низким значением водопоглощения, хорошей термостойкостью, а также высокими показателями механической прочности. [2]

В качестве полисахарида можно использовать, например, отходы винодельческого, сахарного, целлюлозно-бумажного и крахмального производства.

Связующим полисахаридом может быть, как продукт целевого назначения, являющийся высокополимерным углеводом, так и отход сахарного, винодельческого, крахмального, целлюлозно-бумажного производства.

Смола. Большое количество углеродсодержащих материалов растительного происхождения, которые используются для получения топливных брикетов, имеют в себе смолянистые и битумные вещества. Эти вещества имеют высокие вяжущие свойства и могут успешно использоваться в качестве связующего для брикетирования растительной биомассы. Как и любое вещество они имеют температуру плавления, например, торф содержит в себе воск, смолу и битум, у которых температуры плавления соответственно 72°С, 70°С и 84°С, в опилках хвойных пород деревьев — смоляные вещества, имеющие температуру плавления 74°С. [2]

Так же известен способ прессования брикетов на основе смеси измельченного твердого топлива из группы растительных отходов переработки косточковых плодов 40–75 % общей массы, угольной или коксовой мелочи 15–40 % общей массы с добавлением связующего из группы, которая включает лигносульфонат, мелассу, таловый пек или их смеси.

Этот брикет, обладает достаточной реакционной способностью, но имеет сравнительно низкую механическую прочность, что является причиной его разрушения при погрузке и транспортировке. Что приводит к повышенным затратам при использовании данного брикета.

Литература:

  1. Булаткин Г. А. Производство биотоплива второго поколения из растительного сырья //Вестник Российской Академии наук. 2010. Т. 80, № 5–6. С. 522–532.
  2. Сальников А. Л., Мучоно Р., Ряднов А. И., Давыдова С. А., Беспалова О. Н. К вопросу о производстве биопеллет в России // Естественные науки. 2011. № 3 (36). С.90–97.
  3. Дейнеко И. П. Утилизация лигнинов: достижения, проблемы и перспективы // Химия растительного сырья. 2012. № 1. С.5–20
Основные термины (генерируются автоматически): связующее вещество, брикет, конечный продукт, вещество, меласса, растительная биомасса, высокая стоимость, механическая прочность, общая масса, температура плавления.


Ключевые слова

брикет, связующее вещество

Похожие статьи

Оксо-биоразлагаемые полимеры как материал для создания...

Резкие скачки цен на углеводороды привели к тому, что биологическое сырье для производства пластиков сегодня является вполне конкурентоспособным (цены на сельскохозяйственное сырье и продукты его производства, не столь подвержены мировым колебаниям).

Теоретические исследования процесса охлаждения и сушки...

Биомасса — четвертый по значимости источник энергии во всем мире после угля, нефти и

Вб — количество влаги в конечном продукте (брикете), кг; Сп — потери влаги от нагрева в

Объектом поэтапных расчетов является определение средней температуры теплоносителя

где ΔНбр — общее количество тепла, отданное брикетом на испарение внутренней воды и на...

Анализ химического состава гидрофобизирующих материалов...

Для повышения механической прочности и снижения водопоглощения бумаги

К числу проклеивающих веществ относят такие, которые сообщают бумаге водостойкость, а также и

К связующим материалам относят: крахмал, его производные (модифицированный крахмал)...

Перспективные виды биотоплива, используемые для производства...

При вращении растительная масса переходит в фильеры.

Для производства брикетов необходимо производить нагрев некоторых видов сырья до 3500.

Для того, чтобы получить прочный брикет необходимо осуществлять плавление при высокой температуре.

Усовершенствование технологии изготовления топливных...

Изготовление топливных брикетов из соломенной биомассы в большинстве своем

Тогда, общая длина устройства L = l× N. Скорость вращения кулачков определялась

Поскольку в начале процесса брикеты имеют высокую температуру и влагосодержание, а разница между...

Возврат в процесс пыли кремниевого производства

высокая температура, создаваемая электрической дугой, обеспечивает разрушение даже самых прочных оксидов; – условия нагрева, определяемые мощностью подводимого электрического тока, легко поддаются управлению и автоматическому регулированию

Исследование рационального использования соломенной...

Исследование рационального использования соломенной биомассы с целью уменьшения техногенной

Постановка проблемы в общем виде. Высокие цены, которые сохраняются на

В то же время температура плавления золы соломы некоторых зерновых культур может быть...

Основные виды термопластичных полимеров. Влияние их свойств...

Полипропилен отличается высокой прочностью и пластичностью, высокой износостойкостью, обладает хорошими электроизоляционными

В зависимости от марки, полиамиды имеют разные температуры плавления от 180 до 260°С и стеклования от 40 до 60°С [4]. Полиамиды...

Окускование углеродсодержащих материалов | Статья в журнале...

Многие виды твердых органических веществ можно использовать как энергоносители.

Брикет из любых полезных ископаемых со связующими можно рассматривать как дисперсную

Например, связующие состоящие из нескольких компонентов: меласса и известь (или сода)...

Вторичные продукты масложирового производства

Основную группу красящих веществ растительных масел составляют хлорофилл и каротиноиды, в хлопковом масле — также госсипол и

К отходам масложирового производства относится и отработанный катализатор гидрирования растительных масел, животных жиров и...

Похожие статьи

Оксо-биоразлагаемые полимеры как материал для создания...

Резкие скачки цен на углеводороды привели к тому, что биологическое сырье для производства пластиков сегодня является вполне конкурентоспособным (цены на сельскохозяйственное сырье и продукты его производства, не столь подвержены мировым колебаниям).

Теоретические исследования процесса охлаждения и сушки...

Биомасса — четвертый по значимости источник энергии во всем мире после угля, нефти и

Вб — количество влаги в конечном продукте (брикете), кг; Сп — потери влаги от нагрева в

Объектом поэтапных расчетов является определение средней температуры теплоносителя

где ΔНбр — общее количество тепла, отданное брикетом на испарение внутренней воды и на...

Анализ химического состава гидрофобизирующих материалов...

Для повышения механической прочности и снижения водопоглощения бумаги

К числу проклеивающих веществ относят такие, которые сообщают бумаге водостойкость, а также и

К связующим материалам относят: крахмал, его производные (модифицированный крахмал)...

Перспективные виды биотоплива, используемые для производства...

При вращении растительная масса переходит в фильеры.

Для производства брикетов необходимо производить нагрев некоторых видов сырья до 3500.

Для того, чтобы получить прочный брикет необходимо осуществлять плавление при высокой температуре.

Усовершенствование технологии изготовления топливных...

Изготовление топливных брикетов из соломенной биомассы в большинстве своем

Тогда, общая длина устройства L = l× N. Скорость вращения кулачков определялась

Поскольку в начале процесса брикеты имеют высокую температуру и влагосодержание, а разница между...

Возврат в процесс пыли кремниевого производства

высокая температура, создаваемая электрической дугой, обеспечивает разрушение даже самых прочных оксидов; – условия нагрева, определяемые мощностью подводимого электрического тока, легко поддаются управлению и автоматическому регулированию

Исследование рационального использования соломенной...

Исследование рационального использования соломенной биомассы с целью уменьшения техногенной

Постановка проблемы в общем виде. Высокие цены, которые сохраняются на

В то же время температура плавления золы соломы некоторых зерновых культур может быть...

Основные виды термопластичных полимеров. Влияние их свойств...

Полипропилен отличается высокой прочностью и пластичностью, высокой износостойкостью, обладает хорошими электроизоляционными

В зависимости от марки, полиамиды имеют разные температуры плавления от 180 до 260°С и стеклования от 40 до 60°С [4]. Полиамиды...

Окускование углеродсодержащих материалов | Статья в журнале...

Многие виды твердых органических веществ можно использовать как энергоносители.

Брикет из любых полезных ископаемых со связующими можно рассматривать как дисперсную

Например, связующие состоящие из нескольких компонентов: меласса и известь (или сода)...

Вторичные продукты масложирового производства

Основную группу красящих веществ растительных масел составляют хлорофилл и каротиноиды, в хлопковом масле — также госсипол и

К отходам масложирового производства относится и отработанный катализатор гидрирования растительных масел, животных жиров и...

Задать вопрос