Ученые Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) при поддержке по программе «Приоритет-2030» разработали газификатор, с помощью которого можно перерабатывать древесные отходы (опил) и получать синтез-газ. Мощность установки — до 3 тонн опила в сутки, или 600 кубометров в месяц, что эквивалентно грузовместимости 10 товарных вагонов. Установка имеет высокий коэффициент полезного действия — 60%: с каждого килограмма опила можно получить 1,8 кубометра синтез-газа. Вырабатываемый в процессе переработки синтез-газ можно использовать для получения тепловой и электрической энергии для обеспечения собственных нужд лесоперерабатывающих предприятий.
Установка синтез-газ. Фото: пресс-служба УрФУ / Родион Нарудинов
«Опил — это побочный продукт, который образуется на лесозаготовках, и он может составлять до 10–15% от общего объема распиливаемого сырья. Этот древесный материал имеет низкий потенциал использования — из-за мелкого размера его нельзя применять в целлюлозно-бумажной промышленности. А плиты, изготовленные из них, имеют низкие показатели прочности. Но самое главное — древесный опил создает для лесообрабатывающих предприятий большие проблемы с его хранением и утилизацией. Наша разработка позволит решить две актуальные проблемы — во-первых, эффективно утилизировать древесные отходы, что поможет высвободить полезное пространство. А во-вторых — получить синтез-газ, который может быть использован для энергообеспечения самих предприятий», — поясняет заведующая кафедрой тепловых электрических станций УрФУ Татьяна Богатова.
Как поясняют ученые, опил также является легковоспламеняющимся материалом, что также вызывает сложности у лесопереработчиков. Чтобы избавиться от лишнего опила, предприятия сжигают его, закапывают, вывозят на свалки, что крайне неэффективно, полагают ученые.
«Исследования показали, что наша установка позволяет получить 5000–5500 кубометров синтез-газа в сутки, что эквивалентно 1,2 мегаватт тепловой энергии в синтез-газе. Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством среднего размера деревообрабатывающее предприятие», — объясняет доцент кафедры тепловых электрических станций УрФУ Александр Никитин.
В процессе обработки в установке опил нагревается при недостатке кислорода до 1000 градусов — при этом из древесных отходов выделяется основной продукт переработки — синтез-газ, состоящий из оксида углерода и водорода.
«Также из синтез-газа можно создавать жидкое топливо и другие химические продукты — наша установка позволяет сделать это. Для этого мы незначительно меняем режим газификации и, таким образом, можем получить продукт заданного состава», — комментирует Александр Никитин.
Сегодня ученые проводят испытания разработанной установки на предприятии, которые близки к промышленным условиям. В планах ученых разместить установку на деревообрабатывающих предприятиях России.
«Различные предприятия проявляют интерес к размещению у себя нашей установки. Пока что мы дорабатываем ее, но, думаю, что она будет востребована», — добавляет Татьяна Богатова.
Справка
Общий объем лесозаготовки в России в 2022 году, по данным Рослесинформа, был меньше на 13,5% в сравнении с 2021 годом и составил 194,6 млн кубометров. Причина снижения лесозаготовок — нарушение логистических цепочек и введение санкций на поставки леса РФ в Европейский Союз. По данным Федеральной таможенной службы, в 2022 году Россия экспортировала древесину и изделия почти на 9 млрд долларов США. Основные экспортные поставки осуществлялись в страны Азии, Африки, Латинской Америки.
Информация и фото предоставлены Отделом научных коммуникаций УрФУ
