Ученые УрФУ разработали газификатор, который может перерабатывать до 3 тонн опила в сутки или 600 кубометров в месяц, что эквивалентно грузовместимости 10 товарных вагонов. В процессе переработки древесных отходов выделяется синтез-газ, который может использоваться для получения тепловой и электрической энергии. Ученые отмечают, что разработанная установка имеет высокий коэффициент полезного действия – 60 %. Это значит, что с каждого килограмма опила можно получить 1,8 кубометров синтез-газа. Результаты работы ученых позволят эффективно утилизировать опил и получать синтез-газ для обеспечения собственных нужд предприятий. Работа выполнена при поддержке программы «Приоритет-2030».
«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 использовать 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 позволит 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.
На пилорамах, мебельных фабриках и прочих деревообрабатывающих предприятиях скапливается опил, который необходимо где-то хранить или утилизировать. Кроме того, опил является легковоспламеняющимся материалом, его возгорание может привести к пожару. Чтобы избавиться от лишнего опила, предприятия сжигают его, закапывают, вывозят на свалки, что крайне неэффективно, полагают ученые.
«Исследования показали, что наша установка производительностью 3 тонны опила в сутки позволяет получить 5000–5500 кубометров синтез-газа, 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 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, 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.
Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».
