Российские ученые научились превращать древесные отходы в биоуголь

Ученые из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН разработали технологию, позволяющую превращать опилки и другие виды древесных отходов в аналог угля.

Описание технологии представлено в журналах Fuel Processing Technology и Energy. «Важное достоинство этой технологии — ее экологичность. Кроме того, наряду с твердым топливом, можно получать порядка 10% весьма ценных химических соединений: альдегиды, кетоны, спирты и карбоновые кислоты. Соединение биоэнергетики и химической промышленности — это весьма важная задача для нашей страны на ближайшие десятилетия», — отметил сотрудник МФТИ и ОИВТ РАН Борис Кичатов.

Ученые и инженеры из разных стран создали ряд технологий производства биотоплива. Как правило, сырьем для производства биотоплива служат соя, рапс и другие быстрорастущие злаки, биомасса которых разлагается при помощи химикатов или бактерий и превращается в этанол и другие виды спирта.

Некоторые экологи, просчитав выбросы СО2 и других парниковых газов, произведенных при производстве биотоплива, считают переход на такие виды топлива не совсем целесообразным. Климатический ущерб от вырубки лесов под сев культур, из которых производят биодизель или спирт, зачастую превышает пользу от частичного отказа от углеводородов. Другие ученые, наоборот, признали биотопливо «нейтральным» с климатической точки зрения.

Кичатов и его коллеги разработали технологию, которая позволяет производить биотопливо из отходов других производств, не связанных напрямую с топливной промышленностью. Поставщиками «сырья» для производства топливных брикетов могут выступать предприятия древообрабатывающей промышленности, начиная с лесопилок и заканчивая мебельными фабриками.

Производство топливных брикетов напоминает процесс формирования каменного и бурого угля в недрах Земли. Ученые заполняют особую печь спрессованными брикетами из древесного наполнителя, засыпают брикеты толстым слоем особой глины и нагревают этот минеральный «пирог» до температуры 200-300 градусов Цельсия.

Несмотря на отсутствие кислорода, многие компоненты древесины, такие как гемицеллюлоза, начинают разлагаться в подобных условиях на простые молекулы. Спрессованные опилки (брикеты) превращаются в некое подобие угля.

Ученые до этого уже пытались создавать подобные технологии, обжигая брикеты из древесного материала в инертной газовой среде или в присутствии небольшого количества кислорода. Такие технологии несколько ускоряют процесс производства топлива, но приводят к тому, что значительная часть горючих веществ улетучивается вместе с газом или просто сгорает.

Помещение брикетов в оболочку из глины позволяет избавиться от необходимости применять инертный газ и уменьшает количество веществ, которые испаряются из биотоплива. Подобный подход позволил сохранить несколько процентов изначальной массы брикетов и значительно повысить энергоемкость «биоугля».

«При вырубке лесов образуется большое количество отходов: пни, ветви деревьев. Чаще всего они сжигаются на месте, а порой и просто выбрасываются. В последнем случае они становятся источником для развития болезней и вредителей наших лесов. Наша технология позволит создавать относительно небольшие производства, которые позволят решать как энергетические, так и экологические проблемы», — заключил Кичатов.