Технические и экономические аспекты термохимических методов получения жидкого топлива из древесного сырья

УДК

662.63

DOI:

Аннотация

На основании анализа имеющихся литературных данных о скоростном пиролизе, газификации и термохимической конверсии древесного сырья делается вывод об экономической целесообразности производства на их основе качественных жидких топлив.

Сведения об авторах

Соколов Олег Михайлович родился в 1936 г., окончил в 1960 г. Ленинградский технологический институт ЦБП, доктор химических наук, профессор, ректор, заведующий кафедрой биотехнологии Архангельского государственного технического университета, академик Международной академии наук, РИА, РАЕН, Академии проблем качества РФ, чл.-кор. МИА. Имеет более 170 печатных трудов в области исследования процессов сульфатной варки, изучения свойств и применения технических лигнинов.

Богданович Николай Иванович родился в 1943 г., окончил в 1969 г. Ленинградскую лесотехническую академию, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой лесохимических производств Архангельского государственного технического университета. Имеет более 210 печатных трудов в области изучения пиролиза древесины и отходов ее химической и механической переработки с получением адсорбентов для очистки сточных вод и газовых выбросов, а также адсорбционных методов очистки сточных вод и переработки осадков.

Ключевые слова

пиролиз, газификация, конверсия термохимическая, топлива жидкие синтетические

Литература

1. Богданович Н.И. Ресурсосбережение и повышение экологической безо-пасности предприятий химико-лесного комплекса с применением методов пироли-за: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. – Архангельск, 1998. – 49 с.
2. Зорина Г.И., Брух-Цеховой А.Р. Современное состояние технологии гази-фикации за рубежом. – М.: ВНИИТЭнефтехим, 1986. – 48 с.
3. Кислицын А.Н. Пиролиз древесины. Химизм, кинетика, продукты, новые процессы. – М.: Лесн. пром-сть, 1990. – 312 с.
4. Коробов В.В., Рушнов Н.П. Переработка низкокачественного древесного сырья. – М.: Экология, 1991. – 240 с.
5. Лямин В.А. Газификация древесины. – М.: Лесн. пром-сть, 1967. – 260 с.
6. Материалы международного семинара «Программа развития природо-сберегающих энергетических систем в странах Балтии и Восточной Европы» (г. С.-Пб, 11 апр. 1996). – С.-Пб.: Лисинский лес¬ной колледж, 1996. – С. 34-53.
7. Национальная программа получения топлива из биомассы / Т. Mitchell, В. Schroer, М. Ziewke, G.Peters // Chemtech. – 1983. – Vol. 13, N 4. – Р. 242–249.
8. Оценка перспектив для 18 проектируемых процессов производства син-тетического топлива // Oil and Gas 1. – 1980. – Vol. 78, N 49. – С. 40–51.
9. Паушкин Я.М., Горлов Е.Г. Синтетическая нефть из растительного сырья // ДАН БССР. – 1984. – Т. XXYIII, № 3. – С. 236–238.
10. Пиялкин В.H., Зайцев В.М., Атрошко В.В. Интенсификация процесса пиролиза измельченной древесины при повышенной температуре // Лесохимия и подсоч¬ка. – 1975. – № 10. – С. 13–14.
11. Пиялкин В.Н., Никкинен А.П., Зайцев В.М. Пиролиз древесины в низко-температурной плазме // Лесохимия и подсочка. – 1973. – № 8. – С. 11–12.
12. Пиялкин В.H., Федоров В.А., Славянский А.К. Высокочастотный пиролиз дре¬весины // Материалы научно-технической конф. ХТФ. – Л.: ЛТА, 1971. – С. 3–5.
13. Пиялкин В.Н., Федоров В.А., Славянский А.К. Применение электриче-ского то¬ка для пиролиза древесины // Лесохимия и подсочка. – 1974. – № 7. – С. 7–8.
14. Получение синтез-газа для производства метанола газификацией био-мас¬сы // ЦНИТИХИМнефтемаш. – № 10. – 1987. – 44 с.
15. Cаламонов А.А. Установки для сжигания и газификации древесных от-ходов // Пром. энергетика. – 1985. – № 2. – С. 52–54.
16. Тарабанько В.Е., Кудряшев А.В., Кузнецов Б.Н. Получение жидких про-дук¬тов из древесных отходов // Изв. СО РАН. Сер. хим. наук. – 1992. – Вып. 6.– С. 14–24.
17. Терентьев Г.А., Тюков В.М. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. – М.: Химия, 1989. – 240 с.
18. Техническая оценка процесса газификации древесины // EPR 1 Techn. Rept. Sum. Adv. Pomer Syst. Div. – 1982. – P. 25–67.
19. Чернецкая H.В., Баженов Б.А., Полубенцева М.Ф. Ожижение в условиях ионного гидрирования в присутствии растворителей различного типа // Химия твердого топлива. – 1990. – № 6. – С. 50–54.
20. Ягодин В.И. Проблемы заготовки и глубокой химической переработки всех элементов биомассы дерева // Изв. С.-Пб ЛТА. – 1993. – С. 222–230.
21. Вaker E.G., Mudge L.К., Brown М.D. Steam gasification of biomass with nickel secondary catalysts // Ind. and Eng. Chem. Res. – 1987. – Vol. 26, N 7. – Р. 1333–1339.
22. Вaker E.G., Mudge L.K., Mitchell D. Oxygen steam gasification of wood in a fixed-bed gasifer // Ind. and Eng. Chem. Proc. Des. and Dev. – 1984. – Vol. 23, N 4. – P. 725–728.
23. Вridgwater A., Beenackers A. Gasification and pyrolysis of biomass in Europe // Biomass Energy and Ind.: 5th Eur.Conf., Lisbon, 9-13 Oct., 1989. – Р. 38–40.
24. Вridgwater A., Double J. Production costs of liquid fuels from biomass: Adv. Transp. Fuels EC Conf., Palermo Oct., 1990 // Int. J. Energy Res. – 1994. – Vol. 18, N 2. – P. 79–95.
25. Buseens A., Schoetens J. Европейский опыт в области газификации и пи-роли¬за биомассы // Conservand Recycl. – 1986. – Vol. 9, N 3. – Р. 253–259.
26. Czencz M. Novenyi basison eloallitolt uzemanyagok // Musz. gard. mag. –1991. – N 3. – Р. 1427–1462.
27. Eager R., Pepper J. A Small-scale semi-continuous reactor for the conversion of wood to fuel oil // Can. J. Chem. Eng. – 1983. – Vol. 61, N 2. – Р. 189–193.
28. Fussey D., Rokech B. Переработка древесины и коры в топливо // Sol. Word Forum Prac.: Int. Sol. Energy Soc. Congr., Brighton, 23-25 Aug., 1981. – Oxford e. a., 1982. – Vol. 2. – P. 1268–1272.
29. Graham R., Bergougnou M.A., Overend R.P. Fast pyrolysis of biomass // J. Anal. and Appl. Pyrol. – 1984. – Vol. 6, N 2. – P. 95–135.
30. Gravel G., Chemberland А. Испытание и оценка газификатора древесины высокого давления IO-i/н // Energy Biomass and Wartes 10th Conf., Washington, Apr. 7-10, 1986. – London; Chicago, 1987. – P. 713–720.
31. Hemati М. Etude de la pyrolyse et de la gazification de bois par thermogra- vimetrie et en lit fluidise de catalyseur // These Doct. Ing. Inst. Nat. Polytechn. – Toulouse, 1984. – Var. раg. 1, II-X. – P. 231–237.
32. High-temperature gasification of carbonaceous materials by flash pyrolysis / P. Corte, V. Herault, S. Castillo, J.P. Traverse // Fuel. – 1987. – Vol. 66, N 8. – P. 2107–2114.
33. Jokoyama S. Технология каталитического сжижения древесины // J. Fuel. Soc. Jap. – 1985. – Vol. 64, N 2. – P. 80–39.
34. Kategguine S., Grandmaison J. Production of hydrocarbons from Aspen Poplar pyrolytic oils over H-ZSM 5/P // Appl. Catal. – 1984. – Vol. 10, N 3. – Р. 317–332.
35. Kuester J. Дизельное топливо из биомассы получаемое при непрерыв-ном ожижении / Bionergy 84 Prac. Int. Conf., Gotelony, 15-21 lune, 1984. – Vol. 3. – London, 1985. – Р. 48–55.
36. Lamm St., Arit W. Thermodynamische Betrachtung eines Verfahrens zur Umwandlunq von Biomasse in flussige Brennstoffe / BWK: Brenst.-Warme-Kraft. – 1995. – 47, N 10. – P. 437–442.
37. Meier D., Fuchs К., Faix О. Прямое гидроожижение еловой древесины в лег¬кие и средние фракции / Energy Biomass and Waster 10th Conf., Apr. 7-10, Washing¬ton, 1986. – London; Chicago, 1987. – P. 785–799.
38. Moffett J., Overend R. Прямое ожижение древесины и каталитического деоксигенирования: инженерная оценка // Biomass. – 1985. – N 2. – Р. 99–123.
39. Mok L., Graham R., Freel B. Fast pyrolysis (ultrapyrolysis) of cellulose and wood components // J. Anal. and Appl. Pyrol. – 1985. – Vol. 8. – P. 391–400.
40. Mudge L., Baker E., Mitched D., Brown М. Catalytic steam gasification of biomass for methanol and methane production // Trans. ASME: J. Solar Energy Eng. – 1985. – Vol. 107. – P. 88-92.
41. North Dakota liquefaction hits $ 20 /barrel range / J. Rindt, F. Beaver, P. Mil-ler, P. Leister // Coal and Synfuel Technology. – 1994. – N 15. – Р. 1–8.
42. Оgi Т., Yokoyama S., Koguchi K. Direct liquefaction of wood by cataiysr. (Part 1). Effects of pressure, temperature, holding time and wood (catalyst) water ratio on oil yield // J. Jap. Petrol. Inst. – 1985. – Vol. 28, N 3. – P. 239–245.
43. Реtrocelli F., Klein М. Probabilistic modelling of lignin liquefaction // Fuel Sci. and Technol. Int. – 1987. – Vol. 5, N 3. – Р. 291–327.
44. Prince E.G. Обзор производства жидких теплив из биомассы в Австра-лии // World Conqr. III Chem. Eng., Tokio, Sept. 2-25, 1986. – P. 13–14.
45. Production of liquids from biomass by vacuum pyrolysis. Development, of data base for continuous process / С. Roy, В. Caumia, P. Plante, H. Menard // Energy Biomass and Wastes. – Chicago, 1983. – Vol. 7. – P. 1147–1167.
46. Scott D., Piskorz J. The continuous flash pyrolysis of biomass / Can. J. Chem. Eng. – 1984. – Vol. 62, N 3. – P. 404–412.
47. Sivell A., Beeckmans J., Webster A. Ultrarapid pyrolysis of biomass using an efectrial discharge // J. Anal. and Appl. Pyrol. – 1984. – Vol. 7, N 1-2. – P. 185–191.
48. Studies on the products resulting from the conversion of aspen poplar to an oil / R. Еager, J. Mathews, J. Pepper, H. Zohdi // Can. J. Chem. – 1981. – Vol. 59, N 14. –Р. 2191–2198.
49. Supercriticai gas extraction of wood with methanol in a tubular reactor / М. Poirier, A. Ahmed, J. Grandmaison, S. Kaliaguine // Ind. and Enq. Chem. Res. – 1987. – Vol. 26, N 9. – P. 1738–1743.
50. Yamazaki К., Yamaguchi T., Tanaka Y. Catalytic gasification of wood for methanol synthesis gas // Chem. Lett. – 1983. – N 7. – P. 1029–1032.
51. Yasiumshi A., Tada Y., Malsuura К. Влияние условий пиролиза на состав продуктов // Kagaku rombunshu. – 1984. – Vol. 10, N 3. – Р. 308–314.
52. Wegnеr G. Экономические аспекты потенциального растительного сы-рья / Holz-Roh-and-Werst. – 1982. – Vol. 40, N 7. – Р. 241–245.
53. Willner T., Brunner G. Umwandlung von Holz unter dem Einfluss von Wasserstoff und Wasser unter hoheren Drucken // Chem. Ing .Techn. – 1994. – Vol. 66, N l. – S. 72-74.

Ссылка на английскую версию:

Technical and Economic Aspects of Thermochemical Methods of Producing Liquid Fuel out of Wooden Raw Material

V.N. Piyalkin, S.E. Gryaznov, E.A. Tsyganov, A.V. Chalova, O. M. Sokolov, N.I. Bogdanovich
Technical and Economic Aspects of Thermochemical Methods of Producing Liquid Fuel out of Wooden Raw Material

Based on the analysis of the registered data related to the dynamic pyrolisys, gasification and thermochemical conversion of the wooden raw material the conclusion is drawn about the economic feasibility of producing qualitative liquid fuels on their basis.