Экология/6. Экологический мониторинг

Манжай В.А.

Саратовский государственный аграрный университет им. Вавилова

Применение твердотопливных (газогенераторных) котлов в лесном хозяйстве

В процессе проведения рубок ухода, мероприятий по реконструкции лесных насаждений образуется большое количество древесных отходов (порубочных остатков), которые часто не находят дальнейшего полезного применения. Такие порубочные остатки либо просто сжигаются, либо вовсе остаются на лесосеке или в защитном лесном насаждении, являясь потенциальным «рассадником» для вредителей и болезней. К тому же, высыхая, они начинают представлять немалую угрозу с точки зрения пожарной безопасности. В условиях сухой степи это особенно актуально.

Дерево в процессе своего роста, потребляя питательные вещества и используя солнечный свет, аккумулирует в себе достаточно большую энергию. Эта энергия может быть трансформирована в тепловую при помощи газогенераторного котла.

Пиролизные (газогенераторные) твердотопливные котлы в последнее время пользуются все большим спросом в мире. Основная причина – высокая эффективность пиролизного сгорания древесной биомассы с низкой зольностью и высокими экологическими показателями. Углекислого газа (СО2) при работе пиролизного котла выделяется в несколько раз меньше, чем у обычных котлов, при традиционном сжигании топлива.

Газогенераторные (пиролизные) котлы, в своей основе используют принцип пиролизного горения, что позволяет топливу расходоваться более экономично.

Пиролиз – это процесс перегона твердого топлива (древесной биомассы) в газообразное при высокой температуре и недостатке кислорода.

В отличие от традиционных твердотопливных котлов, в пиролизных (газогенераторных) котлах горит древесный газ, выделяющийся из дров под воздействием высокой температуры. Во время такого сжигания не образуется сажа и появляется минимальное количество золы.

Пиролиз древесины осуществляется при температуре 200-800°С. Этот процесс  экзотермический, то есть идущий с выделением тепла, за счет чего, улучшается прогрев и подсушивание топлива в котле, и происходит подогрев поступающего в зону горения воздуха.

Смешение кислорода воздуха с выделившимся пиролизным газом при высокой температуре вызывает процесс горения последнего, который используется в дальнейшем для получения тепловой энергии. При этом следует отметить, что пиролизный газ в процессе сгорания взаимодействует с активным углеродом, в результате чего дымовые газы на выходе из котла практически не содержат вредных примесей, являясь, по большей части, смесью углекислого газа и водяного пара. И даже СО2 такой котел будет выбрасывать в атмосферу до 3-х раз меньше, чем обычный дровяной и, тем более, угольный котел.

В газогенераторных котлах древесный газ, возникающий благодаря высокой температуре в бункере топлива, проходит через специальную форсунку и горит очень чистым пламенем желтого или даже почти белого цвета. Котлы с пиролизным сжиганием древесины (газогенераторные котлы) имеют больший КПД (до 85 %) и позволяют автоматические регулировать мощность.

Как следствие, в процессе пиролизного горения образуется небольшое количество сажи и золы, поэтому газогенераторный котел реже, чем традиционный, нуждается в чистке.

Такие котлы позволяют создать довольно комфортное отопление в тех местах, где нет доступа к газопроводу и линии электропередач, т.к. котлы такого типа могут растапливаться традиционно, без помощи системы электрического поджига.

В качестве топлива для пиролизных котлов применяют только сухое сырье (влажность до 20%). Для газификации могут использоваться сухие брикеты, опилки, стружка, щепа, обрезки, смесь дров и древесных отходов, некоторые виды торфа, смесь древесных отходов и торфа, а также отходы пищевой и легкой промышленности, содержащие целлюлозу. Если топливо, а также расход первичного и вторичного воздуха подобраны правильно, генераторный газ горит пламенем практически белого цвета. При повышении влажности твердого топлива понижается теплотворная способность газа, увеличивается образование копоти, дегтя и конденсата.

К недостаткам пиролизных (газогенераторных) котлов можно отнести более высокую, по сравнению с традиционными твердотопливными котлами, стоимость и их бо́льшую "привередливость" к сухости сырья. Однако, поскольку часть вырабатываемой газогенераторным котлом энергии может быть использована для просушки сырья, а высокая стоимость достаточно быстро окупается за счет экономного использования сырья и высокого КПД, эффективность применения таких котлов не вызывает сомнения.

Применение газогенераторных котлов позволяет утилизировать большое количество порубочных остатков или отходов деревообрабатывающей промышленности, получая при этом значительное количество энергии, так необходимой на предприятиях лесного комплекса.

Литература:

1. httpwww.termo-mir.ru

2. httpwww.teplocom-m.ru

3. httpwww.prokotel.ru

4. httpwww.glavteplotorg.ru

5. httpwww.kotelinform.ru