Кокс

канд. техн. наук В. Г. Чирков
канд. биол. наук М. Ю. Росс
д-р хим. наук Ю. М. Щекочихин
ГНУ ВИЭСХ
НОВЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА
БИОТОПЛИВ
Преимущества
растительной биомассы
Россия
Отходы
растениеводства и
деревообработки:
1400 TВт-ч/год
 ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
ЕС
Доступные для
коммерческого
использования ресурсы
(включая SRC):
1100 TВт-ч/год
Сохранение углеродного баланса
6 CO2 + 6 H2O + 2,8 МДж  C6H12O6 + 6 O2
Низкие уровни выброса SOx, NOx
Безопасность транспортировки и хранения
Сохранение природного ландшафта
Преимущества
растительной биомассы
В СОЦИАЛЬНОЙ СФЕРЕ
Создание рабочих мест в аграрном секторе
чел.-ч/TДж
250
200
110-170
150
80-110
100
50
0
20-40
10-12
Сжиженный
газ
Уголь
Электроэнергия
Древесина
Проблемы использования
в качестве топлива
Высокое содержание кислорода
Высокая влажность
НИЗКАЯ
( < 20 МДж/кг (по абс. сухому веществу)
КАЛОРИЙНОСТЬ
НЕ МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНА КАК
МОТОРНОЕ ТОПЛИВО
ТРЕБУЕТСЯ ПЕРЕРАБОТКА
Энергетические продукты из растительной биомассы
Пиролизный
газ
ДВС
Биогаз
Растительная
биомасса
ТЭС
Бионефть
БиоДТ
Биоэтанол
Удобрения
Кокс
Бактерии
Нагрев
Спец. применения
Технология
Катализатор
Биогаз
Биоэтанол
БиоДТ (ДМЭ)
Пиролиз
Все виды с\х
отходов
Анаэробное
брожение
газ
Сах. свкла, сладк. Ферментиз. жидкость
+ ректифик.
сорго, и т. п.
Подсолн., рапс,
жидкость
Катализ
и т. п.
ТермоГаз, жидк.,
Любая органика химические
тв.
низкая
средняя
средняя
высокая
Основные стадии и продукты термохимической
переработки растительной биомассы
Охлаждение
Нагрев
350…850 С
100…25 С
850…1500 С
Растительная
биомасса
Кокс
Пиролизный
газ
Газообразные/парообразные
продукты
Бионефть
Выход газообразных, жидких и твердых продуктов
пиролиза древесины
Массовая доля (отн. ед.)
0,8
Пиролизный газ
17
0,6
0,4
Пиролизная
жидкость
0,2
Кокс
0.1
0
500
600
700
800
900
Температура (C)
1000
1100
1200
Схема мини-ТЭС на основе ДВС
Магистраль
горячей воды
Холодная вода
Пиролизный газ
Холодная вода
Раст.
биомасса
Конденсатор
Бионефть
Реактор
пиролиза
ДВС
ДТ (~ 15 %)
Бионефть
Кокс
Бионефть
Дизель-электрический агрегат
Электроэнергия
Фильтр газа
Горячая вода
Теплообменник
Горячая вода
High-Rate Heating (HRH)
 Very
high performance (limited only by heat transfer capacity of an
organic matter)
Power consumption (kW)
 Controllability
of the process and
composition of products
70
Performance 100 kg/h
60
Conventional
“Fast”
Pyrolysis
50

Relatively inexpensive
technological equipment
40
HRH
 Low
30
10
20
30
40
50
energy
consumption
Moisture content (mass %, wet basis)
9
Почему микроводоросли?
 Амбициозные задачи ЕС и других стран в сфере
«озеленения» энергетики
 Вытеснение традиционных культур пищевого (и
технического) назначения с посевных площадей
 Потребность в источнике сырья, не создающего
конкуренции традиционному растениеводству
Преимущества:
 Возможность культивирования на землях,
непригодных для использования в
традиционных технологиях растениеводства
 «Аномально высокая» продуктивность
«Аномально высокая» продуктивность
Среднее (за год) производство масла-сырца л/га








Кукуруза
Хлопок
Соя
Подсолнечник
Рапс
Кокос
Масличная пальма
Микроводоросли
200
300
500
900
1200
2700
6000
95000
Биохимический состав (Spirullina Platensis)
Питательные вещества
Белок
Углеводы
Жиры
Клетчатка
Зола
Влага
Минеральные
компоненты
Кальций
Фосфор
Железо + марганец
Натрий
Хлор
Магний
Цинк
Калий
Медь + хром
Йод + молибден
Селен
%
60…70
10…15
6,5…8
2
7…8
6
мг/кг
1200
8300
500
300
4200
3700
3
1400
3
3
2
Витамины
-каротин
B12
B5
Фолиевая кислота
Инозитол
Ниацин
Пиридоксин
Тиамин
Токоферол
%%
1700
1,6
11
0,5
350
118
3
55
190
Спирулина
Кукуруза
Соевые
бобы
Энергетическая
ценность
Говядина
0
1
2
3
4
5
Замкнутый цикл хозяйственного
использования микроводорослей
Водорослевая
ферма
Биомасса
Тепловая энергия
электроэнергия,
CO2
Тепловая энергия, электроэнергия
Завод по экстракции пищевых,
кормовых и фармацевтических
компонентов, БАД, витаминов,
масел…
Остаточная
биомасса
Завод по
производству
биоэтанола
биоэтанол
Тепловая энергия
электроэнергия,
CO2
ТЭС
Биогаз
Биогазовая
установка
биогумус
Тепловая энергия, электроэнергия
Тепловая энергия
электроэнергия,
CO2
ТЭС
Пиродизный
газ
Электроэнергия,
горячая вода
Тепловая энергия, электроэнергия
Пищевые и
кормовые
компоненты,
БАД,
витамины…
Пиролизная
установка
Бионефть,
кокс
Завод по
производству
био-ДТ
Масла
био-ДТ
Основные технологии
культивирования
 Открытые водоемы
 Водоемы-теплицы
 Фотобиореакторы
 Комбинированный цикл
канд. техн. наук В. Г. Чирков
канд. биол. наук М. Ю. Росс
д-р хим. наук Ю. М. Щекочихин
ГНУ ВИЭСХ

БЛАГОДАРИМ
ЗА ВНИМАНИЕ !