Термическое разложение пеллет из смеси торфа и кородревесных отходов. С. 145-154

УДК

662.76

DOI:

10.37482/0536-1036-2025-3-145-154

Аннотация

В Архангельской области находятся крупные залежи торфа. По данным балансового учета, насчитывается 626 месторождений, площадь каждого из которых превышает 10 га. При этом для Архангельской области существует проблема эффективной энергетической утилизации вторичных энергетических ресурсов, таких как древесные отходы и кора, образующихся на предприятиях лесопромышленного комплекса. На синхронном термоанализаторе в среде аргона и воздуха в диапазоне температур 30–700 °С выполнен термический анализ пеллет из смеси торфа (80 %) и кородревесных отходов целлюлозно-бумажного производства (20 %). Торф был собран в Мезенском районе Архангельской области, образцы кородревесных отходов – на тракте подачи коры в котлоагрегаты с кипящим слоем Е-75-3,9-440 ДФТ и КМ75-40М, установленные на ТЭС-3 АО «Архангельский ЦБК». Пеллеты получены в пресс-грануляторе. С помощью спектрометра исследован элементный состав пеллет. Основными золо- и шлакообразующими элементами в образцах являются кремний, алюминий, кальций и железо. Термический анализ пеллет проведен на синхронном термоанализаторе в среде аргона и воздуха с расходом 20 см3/мин. Для наблюдений за сушкой и термическими преобразованиями пеллет использовались кривые убыли массы и скорости этого процесса в исследуемых образцах топливных гранул. Показано, что выход летучих веществ происходил при температурах от 170 до 430 °C. Полученные пеллеты являются высококалорийным и низкозольным биотопливом. Результаты исследования можно применять для теоретического обоснования производства топлива с высокими теплотой сгорания и механической прочностью с целью увеличения роли местной биомассы в энергетике Архангельской области.

Сведения об авторах

А.П. Терехин*, науч. сотр.; ResearcherID: JMR-0649-2023,
ORCID: https://orcid.org/0009-0005-1737-1881
П.А. Марьяндышев, д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: E-7880-2016,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3880-8289
И.И. Голованова, аспирант; ResearcherID: LRC-4582-2024,
ORCID: https://orcid.org/0009-0009-0231-2503
А.А. Громов, аспирант; ResearcherID: LQK-6780-2024,
ORCID: https://orcid.org/0009-0000-0575-8820

Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, д. 17, г. Архангельск, Россия, 163002; terehin.a@edu.narfu.ru*, p.marjyandishev@narfu.ru, imukhrewa@gmail.com, gromov.a@edu.narfu.ru

Ключевые слова

торфяное топливо, кородревесные отходы, пеллеты, гранулятор, термический анализ, термограммы, рентгенофлуоресцентный анализ, лигнин, целлюлоза, гемицеллюлоза

Для цитирования

Для цитирования: Терехин А.П., Марьяндышев П.А., Голованова И.И., Громов А.А. Термическое разложение пеллет из смеси торфа и кородревесных отходов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 3. С. 145–154. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-3-145-154

Литература

1. Беликова С.С., Беликов А.В. Восток и Запад: глобальные вызовы на пути достижения углеродной нейтральности // Управление. 2022. Т. 10, No 2. С. 5–13. https://doi.org/10.26425/2309-3633-2022-10-2-5-13
2. Бобылев С.Н., Барабошкина А.В., Джу Сюан. Приоритеты низкоуглеродного развития для Китая // Государственное управление. Электрон. вестн. 2020. No 82. С. 114–139. https://doi.org/10.24411/20701381-2020-10095
3. Бояркина А.В. Экологическое направление во внешнеполитической стратегии КНР // Вестн. РУДН. Сер.: Международные отношения. 2021. Т. 21, No 2. С. 325–337. https://doi.org/10.22363/2313-0660-2021-21-2-325-337
4. Бушуев В., Зайченко В., Чернявский А., Шевченко А. Энергетический переход: перспективы использования биомассы // Энергетическая политика. 2024. No 2 (193). С. 68–83. https://doi.org/10.46920/2409-5516-2024-2193-68
5. Веселова Д.Н. Климатическая политика Российской Федерации: законодательные и институциональные аспекты // ДискурсПи. 2021. Т. 18, No 3. С. 96–111. https://doi.org/10.17506/18179568_2021_18_3_96
6. Галимзянова А.К. Климатическая дипломатия Китая и Германии // Восточный альманах: сб. науч. ст. Вып. V. М.: Квант Медиа, 2021. С. 14–29.
7. Дубоделова Е.В., Сычева Н.А., Хмызов И.А., Снопкова Т.А., Соловьева Т.В. Особенности технологии топливных пеллет из древесины лиственных пород // Тр. БГТУ. Химия, технология органических веществ и биотехнология. 2012. No 4. С. 166–168.
8. Зотова Е.В., Сафонов А.О., Платонов А.Д. Аналитическое исследование параметров, определяющих технологию производства древесных пеллет // Лесотехн. журн. 2014. No 1 (13). С. 127–132. https://doi.org/10.12737/3355
9. Кавешников Н.Ю. Стратегия ЕС в области климата и энергетики // Современная Европа. 2015. No 1 (61). С. 93–103. http://dx.doi.org/10.15211/soveurope1201593103
10. Ковалев Ю.Ю., Поршнева О.С. Страны БРИКС в международной климатической политике // Вестн. Рос. ун-та дружбы народов. 2021. Т. 21, No 1. С. 64–78. https://doi.org/10.22363/2313-0660-2021-21-1-64-78
11. Рябов Г.А., Литун Д.С. Агломерация при сжигании и газификации топлив в кипящем слое // Теплоэнергетика. 2019. No 9. С. 42–59. https://doi.org/10.1134/S0040363621010173
12. Сычева Н.А., Хмызов И.А., Соловьева Т.В. Влияние режима гранулирования и состава топливных пеллет на их прочностные свойства // Лесн. вестн. / Forestry bulletin. 2016. No 20 (3). С. 72–79.
13. Aniza R., Chen W.-H., Kwon E.E., Bach Q.-V., Hoang A.T. Lignocellulosic Biofuel Properties and Reactivity Analyzed by Thermogravimetric Analysis (TGA) toward Zero Carbon Scheme: A Critical Review. Energy Conversion and Management: X, 2024, vol. 22, art. no. 100538. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2024.100538
14. Balogun A.O., Adeleke A.A., Ikubanni P.P., Adegoke S.O., Alayat A.M., McDonald A.G. Physico-Chemical Characterization, Thermal Decomposition and Kinetic Modeling of Digitaria sanguinalis under Nitrogen and Air Environments. Case Studies in Thermal Engineering, 2021, vol. 26, art. no. 101138. https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101138
15. Escalante J., Chen W.-H., Tabatabaei M., Hoang A.T., Kwon E.E., Andrew Lin K.-Y., Saravanakumar A. Pyrolysis of Lignocellulosic, Algal, Plastic, and Other Biomass Wastes for Biofuel Production and Circular Bioeconomy: A Review of Thermogravimetric Analysis (TGA) Approach. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2022, vol. 169, art. no. 112914. https://doi.org/10.1016/j.rser.2022.112914
16. Gilvari H., de Jong W., Schott D.L. Quality Parameters Relevant for Densification of Bio-Materials: Measuring Methods and Affecting Factors – A Review. Biomass and Bioenergy, 2019, vol. 120, pp. 117–134. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2018.11.013
17. Kamga P.L.W., Vitoussia T., Bissoue A.N., Nguimbous E.N., Dieudjio D.N., Bot B.V., Njeugna E. Physical and Energetic Characteristics of Pellets Produced from Movingui Sawdust, Corn Spathes, and Coconut Shells. Energy Reports, 2024, vol. 11, pp. 1291– 1301. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.01.006
18. Pradhan P., Mohan O., Kurian V., Kumar A. Production and Quality Analysis of Biofuel Pellets from Canadian Forest and Agricultural Biomass. Biomass and Bioenergy, 2025, vol. 194, art. no. 107697. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2025.107697
19. Uzoagba C.E.J., Okoroigwe E., Kadivar M., Anye V.C., Bello A., Ezealigo U., Ngasoh F.O., Pereira H., Onwualu P.A. Characterization of Wood, Leaves, Barks, and Pod Wastes from Prosopis africana Biomass for Biofuel Production. Waste Management Bulletin, 2024, vol. 2, iss. 3, pp. 172–182. https://doi.org/10.1016/j.wmb.2024.07.007
20. Yaqoob A.A., Sekeri S.H., Othman M.B.H., Ibrahim M.N.M., Feizi Z.H. Thermal Degradation and Kinetics Stability Studies of Oil Palm (Elaeis Guineensis) Biomass-Derived Lignin Nanoparticle and its Application as an Emulsifying Agent. Arabian Journal of Chemistry, 2021, vol. 14, iss. 6, art. no. 103182. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2021.103182