12XVМеждународная научно-практическая конференция УДК 608
Юмагузина Сабрина Рафиковна Yumaguzina Sabrina Rafikovna
Студент Student
Бычков Александр Владимирович Bychkov Alexander Vladimirovich
Доцент Associate professor Кубанский государственный аграрный университет Kuban State Agrarian University
ТОПЛИВНЫЕ БРИКЕТЫ ИЗ БИОМАССЫ BIOMASS FUEL BRIQUETTES
Аннотация. В этом исследовании были исследованы выбросы дымовых газов при сгорании экотопливных брикетов в керамической футерованной плите. Экотопливные брикеты были изготовлены из биомассы, такой как отработанные кофейные зерна, соломы, пильная пыль, бумажная целлюлоза и угольная мелочь, с использованием ручного винтового пресса.
Abstract: This study investigated flue gas emissions from combustion of ecofuel briquettes in a ceramic lined slab. Ecofuel briquettes were made of biomass such as spent coffee beans, straws, saw dust, paper pulp and coal fines using a hand screw press.
Ключевые слова. брикеты, топливо, энергия, пищевая биомасса.
Keywords: briquettes, fuel, energy, food biomass.
Сжигание размисных видов топлива в значительной степени способствует загрязнению воздуха, что создает потенциальные риски для здоровья человека. 1 кубический метр древесного топлива испускает 61-73 кг углекислого газа (CO2) эквиваленты, а также другие токсичные и парниковые газы по его жизненному циклу. Длительное воздействие на них токсичных выбросов, таких как окись углерода (СО), окиси серы (SOx) и окись азота (NOx), может вызвать осложнения для здоровья человека (Raymer, 2006). Брикетирование биомассы представляет собой процесс уплотнения, который улучшает ее
«Инновационные аспекты развития науки и техники» эксплуатационные характеристики, повышает ее объемную теплотворную способность, снижает транспортные расходы и производит однородное, чистое, стабильное топливо или сырье для дальнейших процессов рафинирования (Granada et al., 2002). Топливные брикеты соединяются случайным выравниванием волокон, образующихся, когда растительные волокна и измельченная макулатура пропитываются водой. Процесс осуществляют при температуре окружающей среды при давлении от 1,5 до 3,0 МПа. В значительной степени связующее усилие в топливном брикете является механическим, а не химическим. Вследствие этого сохранение целостности волокон и нужной степени пластичности в смеси имеет решающее значение для качества топливного брикета (Husain et al., 2002). Топливные брикеты, изготовленные из кукурузы, которая является основным потоком биомассы в Соединенных Штатах Америки, составляли примерно 75% от общего объема сельскохозяйственных отходов со средней объемной плотностью 42 кг/м3. Эти брикеты получают с использованием гидравлического поршневого и цилиндрического пресса при давлениях 5-15 Mega Pascal (МПа) (Mani et al., 2006). [1.2] Другие топливные брикеты изготавливаются из пальмовой оболочки и остатков и выпускаются в диаметрах 40 мм, 50 мм и 60 мм. Они также изготавливаются с использованием гидравлического пресса при давлении 5-13,5 МПа, но имеют более высокую плотность 1200 кг/м3 по сравнению с другими брикетами (Husain et al., 2002). Эко-топливные брикеты, показанные на Рисунок 1, были изготовлены из смеси, содержащей 32% отработанной кофейной молотой, 23% угольной мелочи, 11% пилообразной пыли, 18% шелухи, 10% макулатуры и 6% загрязненной бумажной целлюлозой воды, с использованием очень низкого давления, приблизительно 0.87MPa, ручного винтового пресса. Все брикеты имели внешний диаметр 100 мм, внутренний диаметр 35 мм и имели длину 50 мм. Необходимость в химическом связующем отсутствует; компоненты материала подвергают естественному
XVМеждународная научно-практическая конференция связыванию путем их сцепления посредством частично разложившихся растительных волокон. Они не так компактны, как брикеты из кукурузы и скорлупы Пальма, но при этом имеют более продолжительное время горения и более высокую валовую теплотворную способность [3.4].
Выбросы дымовых газов при сжигании биомассы относятся к газовому продукту в результате сжигания твердого топлива биомассы. Бытовое твердое топливо в основном сжигается окружающим воздухом в отличие от сжигания чистым кислородом. Поскольку в окружающем воздухе содержится около 79 объемных процентов газообразного азота, который по существу является негорючим, наибольшая часть дымового газа, образующегося в результате большинства сжигания ископаемого топлива, представляет собой инертный азот. Следующей по величине частью дымового газа является диоксид углерода, который может составлять от 10 до 15 объемных процентов. [5.6] За этим тесно следует по объему водяной пар, создаваемый сгоранием водорода в топливе с кислородом атмосферы. Типичный дымовой газ, образующийся при сжигании ископаемых видов топлива, будет также содержать очень небольшие количества оксидов азота ^Ох), сероводорода (H2S), оксидов серы ^Ох) и твердых частиц (Debdoubri et а1., 2005). Оксиды азота получают из очень малой части азота в окружающем воздухе, а также из любых азотсодержащих соединений в ископаемом топливе. Диоксид серы получают из любых серосодержащих соединений в топливах.
Выбросы дымового газа сгорания экотопливных брикетов, как находили, содержали 74 части за миллион (ррт) угарный газ (СО), сероводород на 4,32 части на миллион (H2S), оксиды азота на 1.34 части на миллион ^Ох) и зеленовато-желтые окиси на 3,67 части на миллион (НОСКИ). Измеренная суммарная теплотворная способность
«Инновационные аспекты развития науки и техники» составляла 18.9MJ/kg при скорости горения 2 г/мин. Эти свойства делают экотопливные брикеты пригодными для бытового применения.
[7]
Библиографический список:
1. Бычков А.В. Универсальная установка для измельчения кормов // В сборнике: Научное обеспечение агропромышленного комплекса. Сборник статей по материалам 71-й научно-практической конференции преподавателей по итогам НИР за 2015 год. Ответственный за выпуск А. Г. Кощаев. 2016. С. 198-199.
2. Бычков А.В. Способ изготовления кормовых брикетов // В сборнике: итоги научно-исследовательской работы за 2017 год. сборник статей по материалам 73-й научно-практической конференции преподавателей. 2018. С. 273-274.
3. Левченко Д.К., Бычков А.В. Полнорационный корм в виде брикетов // В сборнике: Вестник научно-технического творчества молодежи Кубанского ГАУ. Сборник статей по материалам научно-исследовательских работ: в 4 томах. Составитель А. Я. Барчукова, Я. К. Тосу-нов; под редакцией А. И. Трубилина, ответственный редактор А. Г. Кощаев. 2017. С. 70-72.
4. Левченко Д.К., Бычков А.В. // Машины для приготовления кормов // В сборнике: Вестник научно-технического творчества молодежи Кубанского ГАУ. Сборник статей по материалам научно-исследовательских работ. В 4-х томах. Под редакцией А.И. Трубилина. Краснодар, 2018. С. 49-51.
5. Бычков А.В., Левченко Д.К., Ефремова В.Н., Овсянникова О.В. Способ изготовления кормовых брикетов для КРС // Патент на изобретение 2749078 а, 03.06.2021. Заявка № 2019141752 от 13.12.2019.
6. Бычков А.В. Подготовка кормовой смеси для изготовления брикетов // Сельский механизатор. 2018. № 7-8. С. 22-23.
XVМеждународная научно-практическая конференция 7. Бычков А.В., Левченко Д.К. Универсальный пресс // Сельский
механизатор. 2019. № 5. С. 27.
