Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки
Зроблено оцінку потенціалу зниження об’ємів споживання природного газу за раху-нок економії та заміщення іншими енергоресурсами. Представлено дані щодо наявності ресурсу для заміщення природного газу. Як такий ресурс розглянуто біопаливо сільськогосподарського походження та тверді побутові відходи....
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут газу НАН України
2015
|
| Назва видання: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/131183 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки / К.Є. П’яних, Б.М. Романчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2015. — № 5-6. — С. 17-24. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-131183 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1311832025-02-23T18:23:53Z Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки Повышение энергетических характеристик топлив сельскохозяйственного происхождения за счет термической обработки Improving the Energy Performance of Fuels of Agricultural Origin Due to the Heat Treatment П’яних, К.Є. Романчук, Б.М. Топливо и энергетика Зроблено оцінку потенціалу зниження об’ємів споживання природного газу за раху-нок економії та заміщення іншими енергоресурсами. Представлено дані щодо наявності ресурсу для заміщення природного газу. Як такий ресурс розглянуто біопаливо сільськогосподарського походження та тверді побутові відходи. Показано шляхи використання проблемних паливно-енергетичних ресурсів. Розглянуто технологію по-кращення їх якості за рахунок термічної обробки. Представлено характеристики вихідної та торрефікованої біомаси. Надано матеріали з комплектації та експлуатації дослідницького стенду термообробки біомаси. Описано шляхи використання тор-рефікованої соломи, у тому числі у складі комбінованих палив. Проведено хімічний аналіз газів, отриманих під час термообробки та підтверджено можливість їх викори-стання для енергозабезпечення процесу торрефікації. Показано, що відносно висока швидкість набору температури у процесі термообробки та рівень температур вище за 260 °С дає змогу отримувати висококалорійне тверде паливо та горючі гази для забезпечення процесу термообробки. Оценен потенциал снижения объемов потребления природного газа за счет экономии и замещения другими энергоресурсами. Представлены данные о наличии ресурса для замещения природного газа. В качестве ресурса представлено биотопливо сельскохозяйственного происхождения и твердые бытовые отходы. Показаны пути использования проблемных топливно-энергетических ресурсов. Рассмотрена технология улучшения их качества за счет термической обработки. Представлены характеристики исходного и торрефицированной биомассы. Предоставлены материалы по комплектации и эксплуатации исследовательского стенда термообработки биомассы. Описаны пути использования торрефицированной соломы, в том числе в составе комбинированных топлив. Проведен химический анализ газов, полученных при термообработке, и подтверждена возможность их использования для энергообеспечения процесса торрефикации. Показано, что относительно высокая скорость набора температуры в процессе термообработки и уровень температур выше 260 °С позволяет получать высококалорийное твердое топливо и горючие газы для обеспечения процесса термообработки. Potential of reducing consumption of natural gas by saving and substitution with other energy resources is evaluated. Data on resource availability for the replacement of natural gas is presented. As a resource for reduction of natural gas usage, agricultural biofuels and municipal solid waste is presented. The ways of using of low quality energy resources is shown. The technology to improve their quality due to heat treatment is proposed. The characteristics of raw source and heat-treated biomaterials is presented. Materials for assembly and operation of experimental stand for biomass heat treatment is provided. Ways of using of torrefacted straw, including as a part of combined fuels is described. Carried out the chemical analysis of gases produced during the heat treatment, and confirmed the possibility of using them for energy torrefaction process. It is shown that the relatively high speed of temperature increasing during the heat treatment and temperature level of above 260 °C allows to obtain high-energy solid fuel and combustion gases for the heat treatment process. 2015 Article Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки / К.Є. П’яних, Б.М. Романчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2015. — № 5-6. — С. 17-24. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/131183 662.63 uk Энерготехнологии и ресурсосбережение application/pdf Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Топливо и энергетика Топливо и энергетика |
| spellingShingle |
Топливо и энергетика Топливо и энергетика П’яних, К.Є. Романчук, Б.М. Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Зроблено оцінку потенціалу зниження об’ємів споживання природного газу за раху-нок економії та заміщення іншими енергоресурсами. Представлено дані щодо наявності ресурсу для заміщення природного газу. Як такий ресурс розглянуто біопаливо сільськогосподарського походження та тверді побутові відходи. Показано шляхи використання проблемних паливно-енергетичних ресурсів. Розглянуто технологію по-кращення їх якості за рахунок термічної обробки. Представлено характеристики вихідної та торрефікованої біомаси. Надано матеріали з комплектації та експлуатації дослідницького стенду термообробки біомаси. Описано шляхи використання тор-рефікованої соломи, у тому числі у складі комбінованих палив. Проведено хімічний аналіз газів, отриманих під час термообробки та підтверджено можливість їх викори-стання для енергозабезпечення процесу торрефікації. Показано, що відносно висока швидкість набору температури у процесі термообробки та рівень температур вище за 260 °С дає змогу отримувати висококалорійне тверде паливо та горючі гази для забезпечення процесу термообробки. |
| format |
Article |
| author |
П’яних, К.Є. Романчук, Б.М. |
| author_facet |
П’яних, К.Є. Романчук, Б.М. |
| author_sort |
П’яних, К.Є. |
| title |
Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки |
| title_short |
Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки |
| title_full |
Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки |
| title_fullStr |
Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки |
| title_full_unstemmed |
Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки |
| title_sort |
підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2015 |
| topic_facet |
Топливо и энергетика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/131183 |
| citation_txt |
Підвищення енергетичних характеристик палив сільськогосподарського походження за рахунок термічної обробки / К.Є. П’яних, Б.М. Романчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2015. — № 5-6. — С. 17-24. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT pânihkê pídviŝennâenergetičnihharakteristikpalivsílʹsʹkogospodarsʹkogopohodžennâzarahunoktermíčnoíobrobki AT romančukbm pídviŝennâenergetičnihharakteristikpalivsílʹsʹkogospodarsʹkogopohodžennâzarahunoktermíčnoíobrobki AT pânihkê povyšenieénergetičeskihharakteristiktoplivselʹskohozâjstvennogoproishoždeniâzasčettermičeskojobrabotki AT romančukbm povyšenieénergetičeskihharakteristiktoplivselʹskohozâjstvennogoproishoždeniâzasčettermičeskojobrabotki AT pânihkê improvingtheenergyperformanceoffuelsofagriculturaloriginduetotheheattreatment AT romančukbm improvingtheenergyperformanceoffuelsofagriculturaloriginduetotheheattreatment |
| first_indexed |
2025-11-24T09:14:08Z |
| last_indexed |
2025-11-24T09:14:08Z |
| _version_ |
1849662529167425536 |
| fulltext |
Ðîçøèðåííÿ âèêîðèñòàííÿ ì³ñöåâèõ åíåðãî-
ðåñóðñ³â ç ìåòîþ çàì³ùåííÿ ïðèðîäíîãî ãàçó,
ÿêå â³äáóëîñÿ çà îñòàíí³é ÷àñ, ïðîäåìîíñòðóâà-
ëî ñâîþ åêîíîì³÷íó åôåêòèâí³ñòü. Ñóòòºâî
çðîñëî ñïîæèâàííÿ á³îïàëèâà. Çá³ëüøåííÿ âè-
êîðèñòàííÿ ïîíîâëþâàíèõ ðåñóðñ³â â³äïîâ³äàº
êîíöåïö³¿ ñòàëîãî ðîçâèòêó. Ó â³ääàëåí³é ïåð-
ñïåêòèâ³ ñàìå öåé øëÿõ ìຠïðèâåñòè äî ðîç-
âèòêó, ùî çàäîâîëüíÿº ïîòðåáè òåïåð³øíüîãî
÷àñó, àëå íå ñòàâèòü ï³ä çàãðîçó çäàòí³ñòü ìàé-
áóòí³õ ïîêîë³íü çàäîâîëüíÿòè ñâî¿ âëàñí³ ïîòðå-
áè [1]. Îäíàê, ó çâ’ÿçêó ç âåëèêèìè çì³íàìè
âàðòîñò³ åíåðãîíîñ³¿â ó ï³äõîä³ äî çàì³ùåííÿ
òðàäèö³éíèõ åíåðãîðåñóðñ³â á³îïàëèâîì âèíèê-
ëè î÷åâèäí³ ïåðåêîñè. ³äáóâàºòüñÿ ³ñòîòíå çðî-
ñòàííÿ âèêîðèñòàííÿ äåðåâèíè ÿê ïàëèâà. Ïðè
öüîìó îñíîâíà òåíäåíö³ÿ — ì³í³ì³çàö³ÿ âèòðàò
íà ï³äãîòîâêó á³îïàëèâà, ùî ïðèçâîäèòü äî
çìåíøåííÿ éîãî âàðòîñò³ íà øêîäó åôåêòèâ-
íîñò³. Ó ïðîìèñëîâèõ ìàñøòàáàõ â åíåðãåòè÷-
íèõ êîòëîàãðåãàòàõ ñïàëþºòüñÿ òð³ñêà ïðèðîä-
íî¿ âîëîãîñò³, äëÿ îïàëåííÿ çàñòîñîâóºòüñÿ
ñâ³æîñïèëÿíà äåðåâèíà. Íàñë³äêè òàêî¿ ä³ÿëü-
íîñò³ î÷åâèäí³ — ìàéáóòíº ð³çêå çíèæåííÿ
ê³ëüêîñò³ ë³ñ³â, çàáîðîíí³ çàõîäè äåðæàâè, ïî-
äîðîæ÷àííÿ äåðåâèíè òà ïàëèâ íà ¿¿ îñíîâ³. Ó
çâ’ÿçêó ç öèì íåîáõ³äíå øâèäêå ðîçøèðåííÿ áà-
çè âèêîðèñòîâóâàíèõ ïàëèâ çà ðàõóíîê âêëþ-
÷åííÿ â ãîñïîäàðñüêèé îáîðîò ïàëèâ ñ³ëüñüêî-
ãîñïîäàðñüêîãî ïîõîäæåííÿ, à òàêîæ òâåðäèõ
ïîáóòîâèõ â³äõîä³â.
Á³îïàëèâî. Ðåñóðñ òà ìåòîäè âèêîðèñòàííÿ
Ïðèáëèçíà îö³íêà ìîæëèâèõ îáñÿã³â çàì³-
ùåííÿ ïðèðîäíîãî ãàçó â ïàëèâíî-åíåðãåòè÷íî-
ìó áàëàíñ³ Óêðà¿íè, çðîáëåíà ó 2012 ð., ïîêàçà-
ëà ïîòåíö³àë ó ìåæàõ 5,0–8,5 ìëðä ì3/ð³ê [2].
Äåðåâèíà íå ñïðîìîæíà çàì³ñòèòè òàê³ îá’ºìè
ñïîæèâàííÿ, òîìó íåîáõ³äíå ñóòòºâå ðîçøèðåí-
íÿ íîìåíêëàòóðè á³îïàëèâ äëÿ âèêîðèñòàííÿ â
ïðîìèñëîâîñò³, åíåðãåòèö³ òà äëÿ ïîáóòîâèõ ïî-
òðåá. Àíàë³ç ïîòåíö³àëó á³îïàëèâ Óêðà¿íè,
çðîáëåíèé â ²íñòèòóò³ òåõí³÷íî¿ òåïëîô³çèêè
ÍÀÍ Óêðà¿íè, ïîêàçàâ, ùî åêîíîì³÷íî äîñÿæ-
íèé ïîòåíö³àë á³îìàñè — â³äõîä³â ñ³ëüñüêî-
ãîñïîäàðñüêîãî ïîõîäæåííÿ — ñòàíîâèòü áëèçü-
êî 14 ìëí ò ó.ï., ïåðåêðèâàþ÷è ìîæëèâèé îá-
ñÿã ñïîæèâàííÿ öüîãî ðåñóðñó [3]. Çá³ëüøåííÿ
âèêîðèñòàííÿ ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ â³äõîä³â
ìîæå ñóòòºâî çìåíøèòè íàâàíòàæåííÿ íà ë³ñîâå
ãîñïîäàðñòâî, çáåð³ãàþ÷è ë³ñè Óêðà¿íè, ÿê³
âêðèâàþòü ìåíø í³æ 16 % ïëîù³ ¿¿ çåìåëü íà
â³äì³íó â³ä 33 % — ñåðåäíüîãî ïîêàçíèêà äëÿ
êðà¿í ªâðîñîþçó.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6 17
ÓÄÊ 662.63
Ï’ÿíèõ Ê.ª., êàíä. òåõí. íàóê, Ðîìàí÷óê Á.Ì.
²íñòèòóò ãàçó ÍÀÍ Óêðà¿íè, Êè¿â
âóë. Äåãòÿð³âñüêà, 39, 03113 Êè¿â, Óêðà¿íà, e-mail: pyanykh@mail.ru
ϳäâèùåííÿ åíåðãåòè÷íèõ õàðàêòåðèñòèê ïàëèâ
ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêîãî ïîõîäæåííÿ
çà ðàõóíîê òåðì³÷íî¿ îáðîáêè
Çðîáëåíî îö³íêó ïîòåíö³àëó çíèæåííÿ îá’ºì³â ñïîæèâàííÿ ïðèðîäíîãî ãàçó çà ðàõó-
íîê åêîíî쳿 òà çàì³ùåííÿ ³íøèìè åíåðãîðåñóðñàìè. Ïðåäñòàâëåíî äàí³ ùîäî íàÿâ-
íîñò³ ðåñóðñó äëÿ çàì³ùåííÿ ïðèðîäíîãî ãàçó. ßê òàêèé ðåñóðñ ðîçãëÿíóòî á³îïàëèâî
ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêîãî ïîõîäæåííÿ òà òâåðä³ ïîáóòîâ³ â³äõîäè. Ïîêàçàíî øëÿõè âè-
êîðèñòàííÿ ïðîáëåìíèõ ïàëèâíî-åíåðãåòè÷íèõ ðåñóðñ³â. Ðîçãëÿíóòî òåõíîëîã³þ ïî-
êðàùåííÿ ¿õ ÿêîñò³ çà ðàõóíîê òåðì³÷íî¿ îáðîáêè. Ïðåäñòàâëåíî õàðàêòåðèñòèêè
âèõ³äíî¿ òà òîððåô³êîâàíî¿ á³îìàñè. Íàäàíî ìàòåð³àëè ç êîìïëåêòàö³¿ òà åêñïëóàòàö³¿
äîñë³äíèöüêîãî ñòåíäó òåðìîîáðîáêè á³îìàñè. Îïèñàíî øëÿõè âèêîðèñòàííÿ òîð-
ðåô³êîâàíî¿ ñîëîìè, ó òîìó ÷èñë³ ó ñêëàä³ êîìá³íîâàíèõ ïàëèâ. Ïðîâåäåíî õ³ì³÷íèé
àíàë³ç ãàç³â, îòðèìàíèõ ï³ä ÷àñ òåðìîîáðîáêè òà ï³äòâåðäæåíî ìîæëèâ³ñòü ¿õ âèêîðè-
ñòàííÿ äëÿ åíåðãîçàáåçïå÷åííÿ ïðîöåñó òîððåô³êàö³¿. Ïîêàçàíî, ùî â³äíîñíî âèñîêà
øâèäê³ñòü íàáîðó òåìïåðàòóðè ó ïðîöåñ³ òåðìîîáðîáêè òà ð³âåíü òåìïåðàòóð âèùå çà
260 �Ñ äຠçìîãó îòðèìóâàòè âèñîêîêàëîð³éíå òâåðäå ïàëèâî òà ãîðþ÷³ ãàçè äëÿ çàáåç-
ïå÷åííÿ ïðîöåñó òåðìîîáðîáêè. Á³áë. 16, ðèñ. 4, òàáë. 4.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: á³îìàñà, â³äõîäè ñ³ëüãîñïâèðîáíèöòâà, òâåðä³ ïîáóòîâ³ â³äõîäè, òåï-
ëîòà çãîðÿííÿ, òîððåô³êàö³ÿ, ÷àñ òåðìîîáðîáêè.
� Ï’ÿíèõ Ê.ª., Ðîìàí÷óê Á.Ì., 2015
Ëóçãà ñîíÿøíèêó àêòèâíî âèêîðèñòîâóºòüñÿ
ÿê ïàëèâî íà ï³äïðèºìñòâàõ éîãî ïåðåðîáêè, çà-
ñòîñîâóºòüñÿ äëÿ îïàëþâàííÿ îáåðòîâèõ ïå÷åé
[4], ïåëåòè ç ëóçãè ó âåëèê³é ê³ëüêîñò³ âèðîáëÿ-
þòüñÿ íà ï³äïðèºìñòâàõ âèðîáíèöòâà ñîíÿøíè-
êîâî¿ î볿. Öåé ðåñóðñ âæå ïðîïîíóºòüñÿ íà
ðèíêó òà ïîòðåáóº çàñòîñóâàííÿ îáëàäíàííÿ òà
òåõíîëîã³é, ðîçðàõîâàíèõ íà éîãî ñïîæèâàííÿ.
Êàðäèíàëüíî â³äð³çíÿºòüñÿ ñèòóàö³ÿ ç âèêîðè-
ñòàííÿ ³íøèõ âèä³â ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ
â³äõîä³â. ×åðåç íèçüêó òåìïåðàòóðó ïëàâëåííÿ
çîëüíîãî çàëèøêó [5] íå çíàõîäÿòü ñâîãî ñïî-
æèâà÷à ïåëåòè ³ç ñîëîìè. Çàãàëüí³ äëÿ âñ³õ
â³äõîä³â ñ³ëüñüêîãî ãîñïîäàðñòâà ïðîáëåìè ç³
çáèðàííÿì òà ïåðåðîáêîþ, ç îäíîãî áîêó, òà íå-
âèçíà÷åí³ñòü ³ç ñïîæèâàííÿì, ç ³íøîãî — íå
ñïðèÿþòü ³íâåñòóâàííþ ó ðîçøèðåííÿ íîìåíê-
ëàòóðè á³îïàëèâ íà îñíîâ³ öüîãî ðåñóðñó.
Îêð³ì â³äõîä³â ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêî¿ ä³ÿëü-
íîñò³, ³ñíóþòü ³íø³ ïðîáëåìí³ åíåðãîðåñóðñè.
Íàéá³ëüø ïîòóæíèé ç íèõ — òâåðä³ ïîáóòîâ³
â³äõîäè (ÒÏÂ). г÷íå óòâîðåííÿ ÒÏ ñòàíîâèòü
áëèçüêî 11–12 ìëí ò. Ïîáóòîâ³ â³äõîäè çà ñâî¿ì
òåïëîâèì åêâ³âàëåíòîì ìîæóòü çàáåçïå÷èòè
çàì³ùåííÿ áëèçüêî 3 ìëðä ì3 ïðèðîäíîãî ãàçó
[6]. Ðîáîòà ïî çàëó÷åííþ ÒÏ â åíåðãåòè÷íèé
áàëàíñ êðà¿íè äîçâîëÿº âèð³øèòè äâ³ ïðîáëåìè:
çìåíøèòè íàâàíòàæåííÿ íà íàâêîëèøíº ñåðå-
äîâèùå çà ðàõóíîê óòèë³çàö³¿ â³äõîä³â òà çíèçè-
òè ñïîæèâàííÿ âèêîïíèõ ïàëèâ. Î÷åâèäíî, ùî
âèêîðèñòàííÿ ÒÏÂ ÿê ïàëèâà ìîæëèâî äàëåêî
íå ñêð³çü.
Äî îáëàäíàííÿ, ùî âèêîðèñòîâóºòüñÿ äëÿ
ñïàëþâàííÿ â³äõîä³â, ïðåä’ÿâëÿþòüñÿ îñîáëèâ³
âèìîãè. Îáîâ’ÿçêîâîþ ïðè ñïàëþâàíí³ áåçïå÷-
íèõ â³äõîä³â º ï³äòðèìêà â òîïêîâîìó ïðîñòîð³
òåìïåðàòóðè íå ìåíø 850 �C òà âèòðèìêà ïðè
ö³é òåìïåðàòóð³ ãàçîïîä³áíèõ ïðîäóêò³â ïðîòÿ-
ãîì ì³í³ìóì 2 ñ. ßêùî ñïàëþþòüñÿ íåáåçïå÷í³
â³äõîäè ³ç âì³ñòîì ïîíàä 1 % ãàëîãåííèõ îð-
ãàí³÷íèõ ñïîëóê, âèðàæåíèõ ÿê õëîðèí, òåìïå-
ðàòóðà ìຠáóòè íå ìåíø 1100 �C [7]. Âêàçàí³
óìîâè ³ñíóþòü ó âèñîêîòåìïåðàòóðíèõ îáåðòîâèõ
ïå÷àõ îáïàëþâàííÿ âàïíà, âèðîáíèöòâà êë³íêå-
ðó. Ö³ëêîì çàäîâîëüíÿº íàâåäåíèì âèìîãàì äî-
ìåííèé ïðîöåñ. Òàêèì ÷èíîì, ó âèñîêîòåìïåðà-
òóðíèõ ïðîìèñëîâèõ òåõíîëîã³ÿõ ìîæå áóòè øè-
ðîêî âèêîðèñòàíå ïðîáëåìíå äëÿ ³íøèõ ñïîæè-
âà÷³â ïàëèâî á³îëîã³÷íîãî ïîõîäæåííÿ. Öå
òâåðäæåííÿ ñòîñóºòüñÿ òâåðäèõ ïîáóòîâèõ â³ä-
õîä³â, à òàêîæ â³äõîä³â ñ³ëüñüêîãî ãîñïîäàðñòâà.
Òåïëîòåõí³÷í³ õàðàêòåðèñòèêè ïðîáëåìíèõ
íà òåïåð³øíüîìó åòàï³ ðîçâèòêó ïàëèâ íå çàäî-
âîëüíÿþòü âèìîãàì âèñîêîòåìïåðàòóðíèõ ïðî-
öåñ³â, à ìåõàí³÷í³ âëàñòèâîñò³ òà ëîã³ñòèêà íå
â³äïîâ³äàþòü òåõíîëîã³÷íîìó ëàíöþãó ï³äãîòîâ-
êè ïàëèâà. Íàéá³ëüø ðàö³îíàëüíèì øëÿõîì
ïðèâåäåííÿ öèõ ïîêàçíèê³â äî ð³âíÿ âèìîã,
âñòàíîâëåíèõ òåõíîëîã³÷íèìè ïðîöåñàìè, ç íà-
øî¿ òî÷êè çîðó, º ï³äãîòîâêà ïàëèâà â óìîâàõ
íèçüêîòåìïåðàòóðíî¿ òåðì³÷íî¿ îáðîáêè. Öÿ ìå-
òîäèêà îòðèìàëà íàçâó «òîððåô³êàö³ÿ» (torre-
faction — îáæàðêà).
Ó ïðîöåñ³ òîððåô³êàö³¿ á³îìàñà íàãð³âàºòü-
ñÿ äî 250–350 �Ñ â àòìîñôåð³ ç íèçüêîþ êîíöåí-
òðàö³ºþ êèñíþ, ïðè öüîìó âèäàëÿþòüñÿ âñÿ âî-
ëîãà òà ÷àñòêà ëåòêèõ ðå÷îâèí. Ïî ñóò³ òîð-
ðåô³êàö³ÿ º ì’ÿêèì íèçüêîòåìïåðàòóðíèì
ï³ðîë³çîì ïàëèâà.  ³äåàë³ åíåðã³ÿ, ùî ì³ñòèòüñÿ
â ëåòêèõ, º äîñòàòíüîþ äëÿ íàãð³âó âèõ³äíîãî
ìàòåð³àëó, òîìó òåðì³÷íèé ÊÊÄ ïðîöåñó ïåðåâè-
ùóº 95 %. Ó ðåçóëüòàò³ îáðîáêè çá³ëüøóþòüñÿ
îá’ºìíà ù³ëüí³ñòü åíåð㳿 òà òåïëîòâîðíà ñïðî-
ìîæí³ñòü ïàëèâà, ïîêðàùóþòüñÿ éîãî òðàíñ-
ïîðòí³ õàðàêòåðèñòèêè òà ô³çè÷í³ âëàñòèâîñò³. Â
ªâðîï³ íàä ðîçðîáëåííÿì òåõíîëî㳿 òîð-
ðåô³êàö³¿ òà îáëàäíàííÿ ïðàöþþòü 22 êîìïàí³¿ ó
9-òè êðà¿íàõ. ×àñòêîâî õàðàêòåðèñòèêà ñòàíó
ðîçðîáëåííÿ òà âèêîðèñòàííÿ òîððåô³êàö³¿ ïðåä-
ñòàâëåíà â îãëÿäîâèõ ðîáîòàõ [8–12].
Ç òàáë.1 âèäíî, ÿê çì³íþþòüñÿ õàðàêòåðè-
ñòèêè ïàëèâà ó ïðîöåñ³ éîãî ïåëåòóâàííÿ òà
18 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6
Òàáëèöÿ 1. Ïîð³âíÿííÿ õàðàêòåðèñòèê âèõ³äíîãî òà òåðìîîáðîáëåíîãî á³îïàëèâà íà îñíîâ³ äåðåâèíè
òà ñîëîìè ç á³òóì³íîçíèì âóã³ëëÿì
Ïàðàìåòð
Äåðåâèíà [8] Ñîëîìà
Ïåëåòè ç
òîððåô³êîâà-
íî¿ á³îìàñè
Á³òóì³íîçíå
âóã³ëëÿ
òð³ñêà ïåëåòè òîððåô³êî-
âàíà â òþêàõ òîððåô³êî-
âàíà
Âîëîã³ñòü, % (ìàñ.) 30–60 7–10 3 10–15 1–3 1–5 5–10
Ìàñîâà ù³ëüí³ñòü, êã/ì3 250–400 600–650 230 80–90 40–50 750–850 800–1000
Íèæ÷à òåïëîòà çãîðÿííÿ, ÌÄæ/êã 6–13 16,2 19,9 15,6 19 19–22 > 25
Åíåðãîì³ñòê³ñòü ÌÂò.ãîä/ò 1,7–3,6 4,5 5,5 4,3 5,2 5,2–6,2 7
Ù³ëüí³ñòü åíåð㳿, ÌÂò.ãîä/ì3 0,7–0,9 3 1,3 0,4 0,23 4,2–5 5,6–7
óãðîñêîï³÷í³ñòü òàê òàê í³ òàê í³ í³ í³
Á³îëîã³÷íà äåãðàäàö³ÿ òàê òàê í³ òàê í³ í³ í³
òîððåô³êàö³¿. Íèæ÷à òåïëîòà çãîðÿííÿ ïàëèâ íà
îñíîâ³ äåðåâèíè òà íà îñíîâ³ ñîëîìè ï³ñëÿ ¿õ òîð-
ðåô³êàö³¿ çðîñòຠíà 22–35 %, ùî ìàéæå äîñÿãàº
ð³âíÿ öüîãî ïîêàçíèêà äëÿ á³òóì³íîçíîãî âóã³ëëÿ.
Âàæëèâî, ùî òîððåô³êîâàíà á³îìàñà ã³äðî-
ôîá³çóºòüñÿ (âòðà÷ຠìîæëèâ³ñòü ïîãëèíàòè âî-
ëîãó), ùî º äîäàòêîâèì ïîçèòèâíèì ïîêàçíèêîì
òåðìîîáðîáëåíîãî á³îïàëèâà. Ïåëåòà, âèðîáëåíà
ç òîððåô³êîâàíî¿ á³îìàñè áåç äîäàâàííÿ
â’ÿæó÷èõ, íå ðîçïàäàºòüñÿ íàâ³òü çà óìîâè ïå-
ðåáóâàííÿ ó âîä³ òà íå ïîãëèíຠâîëîãó. Ìàñà
ïåëåòè, âèãîòîâëåíî¿ ç òîððåô³êîâàíî¿ ñîëîìè
òà çàíóðåíî¿ ó âîäó íà 3 ãîä, çá³ëüøèëàñÿ çà
ðàõóíîê ïîãëèíàííÿ âîëîãè íà 16 %, à ïðîòÿ-
ãîì äîáè ïîãëèíóëà âîëîãè ëèøå 21 % â³ä ìàñè
ïåðâèííîãî ìàòåð³àëó.
Òåðì³÷íà îáðîáêà ïðèçâîäèòü äî çðîñòàííÿ
òåïëîòè çãîðÿííÿ òâåðäîãî ïàëèâà òà ï³äâèùåí-
íÿ òåîðåòè÷íî¿ òåìïåðàòóðè çãîðÿííÿ (òàáë.2),
ùî ï³äâèùóº åôåêòèâí³ñòü âèêîðèñòàííÿ òâåðäî-
ãî ïàëèâà ó âèñîêîòåìïåðàòóðíèõ òåõíîëîã³÷íèõ
ïðîöåñàõ. Öå äຠìîæëèâ³ñòü çàñòîñîâóâàòè òàêå
ïàëèâî â îáåðòîâèõ ïå÷àõ îáïàëþâàííÿ êë³íêåðó
òà âàïíà, çàáåçïå÷óþ÷è åêîíîì³÷íî äîö³ëüíå
çàì³ùåííÿ âèêîïíèõ ïàëèâ.
Äîñë³äíà óñòàíîâêà òîððåô³êàö³¿ á³îìàñè
Ïåðåâàãè òîððåô³êîâíîãî á³îïàëèâà îáó-
ìîâëþþòü çàö³êàâëåí³ñòü ó ðîçðîáö³ ïðîìèñëî-
âî¿ òåõíîëî㳿 òåðìîîáðîáêè á³îìàòåð³àë³â. Ç
ìåòîþ îïðàöþâàííÿ òåõíîëî㳿 òîððåô³êàö³¿
ñòâîðåíî óñòàíîâêó (ðèñ.1), ÿêà ñêëàäàºòüñÿ ç
òðüîõ òåïëîîáì³ííèê³â, âñòàíîâëåíèõ îäèí íàä
îäíèì. Òåïëîîáì³ííèêè ìàþòü ³äåíòè÷íó êîí-
ñòðóêö³þ: ïðîì³æíèé òåïëîíîñ³é ïîäàºòüñÿ ó
ê³ëüöåâèé êàíàë ì³æ çîâí³øíüîþ òà âíóò-
ð³øíüîþ ãåðìåòè÷íèìè îáîëîíêàìè, à ìà-
òåð³àë, ùî îáðîáëÿºòüñÿ, ïåðåì³ùóºòüñÿ ó
âíóòð³øíüîìó ïðîñòîð³, íàãð³âàþ÷èñü çà ðàõó-
íîê òåïëîîáì³íó ÷åðåç ñò³íêó.
Âåðõí³é òåïëîîáì³ííèê (ñóøàðêà) 1 ï³äñó-
øóº ìàòåð³àë ïåðåä éîãî ïîäàëüøîþ îáðîáêîþ.
Îñíîâíà ôóíêö³ÿ ñåðåäíüîãî òåïëîîáì³ííèêà
(òåïëîîáì³ííèê ïîïåðåäíüîãî íàãð³âàííÿ) 2 —
çàâåðøåííÿ ñóø³ííÿ òà ïîïåðåäí³é íàãð³â ìà-
òåð³àëó, ùî íàäõîäèòü äëÿ ïîäàëüøî¿ îáðîáêè
ó íèæí³é òåïëîîáì³ííèê. Íèæí³é òåïëî-
îáì³ííèê (áî÷êà òîððåô³êàö³¿) 3 çàáåçïå÷óº
òåðìîîáðîáêó ï³äãîòîâëåíî¿ á³îìàñè. Îñíîâíå
äæåðåëî åíåð㳿 äëÿ îïàëåííÿ óñòàíîâêè — ïå÷³
íàãð³âó ïðîì³æíîãî òåïëîíîñ³ÿ 4, â ÿêèõ ñïà-
ëþºòüñÿ á³îïàëèâî, íàãð³âàþ÷è òåïëîíîñ³é, ùî
ðåöèðêóëþº ó êîìïëåêñ³ çà ðàõóíîê ïðèâîäó
ïîäà÷³ òåïëîíîñ³ÿ 5.
Îáðîáêà á³îìàñè çä³éñíþºòüñÿ çà ðàõóíîê
íàãð³âàííÿ ó òåïëîîáì³ííèêàõ ÷åðåç ñò³íêó òà
ïðÿìîãî íàãð³âó ãàçàìè, ùî óòâîðþþòüñÿ â ïðî-
öåñ³ òåðìîîáðîáêè ó íèæíüîìó òåïëîîáì³ííèêó,
ãàçîïîä³áíèìè ïðîäóêòàìè ï³ðîë³çó. Ðóõ ïðî-
äóêò³â ï³ðîë³çó ó âíóòð³øíüîìó îá’ºì³ óñòàíîâ-
êè çàáåçïå÷óºòüñÿ âåíòèëÿòîðîì 6, íàãð³âàííÿ
äî çàäàíî¿ òåìïåðàòóðè — òåïëîîáì³ííèêîì 7,
äèìîâ³ ãàçè, ùî â³äáèðàþòüñÿ ç ïå÷åé íàãð³âó
òåïëîíîñ³ÿ 4, — äèìîñîñîì (íà ñõåì³ íå ïîêàçà-
íèé). Äèìîâ³ ãàçè ïðîõîäÿòü ÷åðåç îáîëîíêó
øíåêîâîãî òðàíñïîðòåðó 8, ðîç³ãð³âàþ÷è éîãî
êîðïóñ, ùî ïåðåøêîäæຠêîíäåíñàö³¿ âîäÿíî¿
ïàðè íà éîãî âíóòð³øí³é ïîâåðõí³ òà â îá’ºì³
ìàòåð³àëó, ÿêèé ïîäàºòüñÿ íà òåðìîîáðîáêó.
Óñòàíîâêà çàáåçïå÷óº ìîæëèâ³ñòü îáðîáêè
ïîäð³áíåíî¿ ñîëîìè (äî 50–70 ìì), ëóçãè ñî-
íÿøíèêó, ïîäð³áíåíî¿ äåðåâèíè (< 10 ìì). Ìà-
òåð³àë äëÿ îáðîáêè ïîäàºòüñÿ ç áóíêåðà ìå-
õàí³çîâàíîãî 9 ó øíåê ïîäà÷³ á³îìàñè 8. Âèòðà-
òà á³îìàñè, ÿêà ïîäàºòüñÿ ç áóíêåðà 9, ðåãó-
ëþºòüñÿ çà ðàõóíîê çì³íè øâèäêîñò³ îáåðòàííÿ
øíåêîâîãî òðàíñïîðòåðà, ùî âõîäèòü äî êîì-
ïëåêòàö³¿ ìåõàí³çì³â áóíêåðà. Ðîçðàõóíêîâà
ïðîäóêòèâí³ñòü óñòàíîâêè 50–100 êã/ãîä.
Á³îìàñà ïîäàºòüñÿ ó øíåê, äå çíàõîäèòüñÿ
áëèçüêî 90 ñ, ïåðåáóâàþ÷è ó êîíòàêò³ ç ïîâåðõ-
íÿìè øíåêîâîãî òðàíñïîðòåðà, íàãð³òèìè ïðî-
äóêòàìè çãîðÿííÿ. Òåìïåðàòóðà ïðîäóêò³â çãî-
ðÿííÿ, ùî íàäõîäÿòü íà îá³ãð³â øíåêà, êîíòðî-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6 19
Òàáëèöÿ 2. Õàðàêòåðèñòèêè âèõ³äíîãî òà òîð-
ðåô³êîâàíîãî òâåðäîãî ïàëèâà
Òåìïåðàòóðà
ïðîöåñó, �Ñ
Òåïëîòà çãîðÿííÿ
Qð
í, êêàë/êã
Òåîðåòè÷íà
òåìïåðàòóðà
ãîð³ííÿ Òàä, �Ñ
Âèõ³äíà ñèðîâèíà
(âîëîã³ñòü 7,9 %) 3954 1738
230 4599 1800
250 4791 1827
270 4993 1849
Ðèñ.1. Óñòàíîâêà òîððåô³êàö³¿.
ëþºòüñÿ òåðìîïàðîþ. Ó ïðîöåñ³ íàëàãîäæåííÿ
ðîáîòè êîìïëåêñó ïðîâîäèòüñÿ êîðåãóâàííÿ
òåìïåðàòóðè ïðîäóêò³â çãîðÿííÿ, ùî ïîäàþòüñÿ
ó øíåê, ç ìåòîþ îáìåæåííÿ ¿¿ ìàêñèìàëüíîãî
çíà÷åííÿ ð³âíåì +200 �Ñ. Òàêà òåìïåðàòóðà äàº
çìîãó ãàðàíòîâàíî óíèêíóòè êîíäåíñàö³¿ âîäÿíî¿
ïàðè â åëåìåíòàõ êîíñòðóêö³¿ øíåêó òà çàéìàííÿ
á³îìàñè ï³ä ÷àñ ¿¿ òðàíñïîðòóâàííÿ. Øíåêîâèé
òðàíñïîðòåð ïîäຠìàòåð³àë äî âåðõíüîãî òåïëî-
îáì³ííèêà 1, ÿêèé îá³ãð³âàºòüñÿ òåïëîíîñ³ºì, ùî
ïîñòóïຠç ïå÷åé íàãð³âó òåïëîíîñ³ÿ, òåìïåðàòó-
ðà ÿêîãî íå ïåðåâèùóº 250 �Ñ. ×àñ ïåðåáóâàííÿ
á³îìàñè ó òåïëîîáì³ííèêàõ ðåãóëþºòüñÿ çà ðà-
õóíîê çì³íè ÷àñòîòè îáåðòàííÿ ì³øàëêè — ìå-
õàí³çìó ïåðåì³ùåííÿ ìàòåð³àëó âñåðåäèí³ òåï-
ëîîáì³ííèêà. Ïðè íàãð³âàíí³ á³îìàñè ç íå¿ âè-
ïàðîâóºòüñÿ âîëîãà, ÿêà ó âèãëÿä³ ïàðè âèäà-
ëÿºòüñÿ ÷åðåç øíåê ó íàâêîëèøíº ñåðåäîâèùå.
³êíî âèõîäó ïàðè çíàõîäèòüñÿ ó íèæí³é ÷àñ-
òèí³ øíåêó â áåçïîñåðåäí³é áëèçüêîñò³ â³ä òî÷-
êè ï³äêëþ÷åííÿ äèìîñîñó äî êîðîáà îïàëåííÿ
øíåêà. Öå äຠçìîãó á³ëüøó ÷àñòèíó ïàðè âèäà-
ëèòè ðàçîì ç ïðîäóêòàìè çãîðÿííÿ çàâäÿêè îð-
ãàí³çîâàíîìó â³äáîðó ïîâ³òðÿ ç ïðèì³ùåííÿ ó
ì³ñö³ âèõîäó ïàðè.
ϳñëÿ âèõîäó ç âåðõíüîãî òåïëîîáì³ííèêà
(ñóøàðêè) ìàòåð³àë ïîòðàïëÿº ó òåïëîîáì³í-
íèê ïîïåðåäíüîãî íàãð³âàííÿ. ³í òàêîæ, ÿê ³
ñóøàðêà, îá³ãð³âàºòüñÿ òåïëîíîñ³ºì, ùî íàä-
õîäèòü ç ïå÷åé ç òåìïåðàòóðîþ íå âèùå 250 �Ñ.
ϳñëÿ âèõîäó ç ñåðåäíüîãî òåïëîîáì³ííèêà ìà-
òåð³àë ïîòðàïëÿº äî òåïëîîáì³ííèêà òîð-
ðåô³êàö³¿, ÿêèé, òàê ñàìî ÿê ³ âåðõí³ òåïëî-
îáì³ííèêè, îá³ãð³âàºòüñÿ ÷åðåç ñò³íêó òåïëî-
íîñ³ºì, òåìïåðàòóðà ÿêîãî ðåãóëþºòüñÿ ïîòóæ-
í³ñòþ ïå÷åé ó ìåæàõ 230–300 �Ñ. ϳäâèùåííÿ
åôåêòèâíîñò³ óñòàíîâêè çàáåçïå÷óºòüñÿ ïðÿìèì
íàãð³âàííÿì ìàòåð³àëó ÷åðåç êîíòàêò ç ãàçàìè
ðåöèðêóëÿö³¿. Ïðè öüîìó ãàçè íàãð³âàþòüñÿ ó
äîäàòêîâîìó òåïëîîáì³ííèêó äî òåìïåðàòóðè
230–300 �Ñ òà ïîäàþòüñÿ íàçóñòð³÷ ÷àñòêàì ìà-
òåð³àëó, ùî ðóõàþòüñÿ ó áî÷ö³ òîððåô³êàö³³. Ãà-
çè, ÿê³ óòâîðþþòüñÿ ó ïðîöåñ³ òåðìîîáðîáêè,
ñêèäàþòüñÿ ÷åðåç ïåðåäáà÷åíèé äëÿ öüîãî ñêèä-
íèé ãàçîïðîâ³ä äëÿ ñïàëþâàííÿ ó ïå÷³ íàãð³âó
òåïëîíîñ³ÿ.
Äîñë³äæåííÿ ïðîöåñó òîððåô³êàö³¿
Õàðàêòåðèñòèêè ê³íöåâîãî ïðîäóêòó, ùî
âèðîáëÿºòüñÿ ó õîä³ òîððèô³êàö³¿, çàëåæàòü â³ä
òåìïåðàòóðíîãî ð³âíÿ ïðîöåñó òà ÷àñó, ïðîòÿ-
ãîì ÿêîãî îáðîáëÿºòüñÿ á³îìàñà. Òîððåô³êàö³ÿ
ïåðåäáà÷ຠïîâ³ëüíå (< 50 �Ñ/õâ.) íàãð³âàííÿ
òà âèòðèìêó ìàòåð³àëó â óìîâàõ áåçêèñíåâî¿
àòìîñôåðè ïðîòÿãîì òðèâàëîãî ÷àñó (áëèçüêî
30 õâ.) [12]. Ó ðàìêàõ ïîïåðåäí³õ âèïðîáóâàíü
ï³äòâåðäæåíèé âïëèâ ÷àñó òåðìîîáðîáêè íà
âòðàòó ìàñè òà çì³íó åíåðãåòè÷íèõ õàðàêòå-
ðèñòèê òåðìîîáðîáëåíîãî ïðîäóêòó. Á³ëüø
ãëèáîê³ äîñë³äæåííÿ ó öüîìó íàïðÿìêó ïîêà-
20 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6
Òàáëèöÿ 3. Çàëåæí³ñòü îñíîâíèõ ïîêàçíèê³â â³ä òåìïåðàòóðè ïðîöåñó òîððåô³êàö³¿
Ïàðàìåòð
Ëóçãà ñîíÿøíèêó Ñîëîìà
220 �Ñ 240 �Ñ 250 �Ñ 270 �Ñ 280 �Ñ 230 �Ñ 250 �Ñ 270 �Ñ
Òåïëîòà çãîðÿííÿ Qðí, êêàë/êã 4613 4946 5187 5291 5317 4599 4791 4993
Çðîñòàííÿ Qðí, % 10,1 18,0 23,8 26,2 26,9 16,3 21,2 26,3
Âòðàòà ìàñè, % 14,4 21,1 27,4 29,0 38,7 20,25 25,5 30,75
Âòðàòà åíåð㳿, % 5,8 6,9 10,1 10,4 22,2 7,3 9,7 12,6
Ïðèì³òêà. Òåïëîòà çãîðÿííÿ íåòîððèô³êîâàíèõ ïàëèâ, êêàë/êã: ëóçãè ñîíÿøíèêó — 4191; ñîëîìè — 3954.
Ðèñ.2. Çàëåæí³ñòü â³äíîñíî¿ âòðàòè ìàñè ñ³ëüñüêîãîñïî-
äàðñüêèõ â³äõîä³â ó ïðîöåñ³ òîððåô³êàö³¿ â³ä òåìïåðàòóðè
ïðîöåñó äëÿ ð³çíîãî ÷àñó òåðìîîáðîáêè.
Ðèñ.3. Çàëåæí³ñòü â³äíîñíîãî çðîñòàííÿ òåïëîòè çãîðÿííÿ
á³îìàñè ó ïðîöåñ³ òîððåô³êàö³¿ â³ä òåìïåðàòóðè ïðîöåñó äëÿ
ð³çíîãî ÷àñó òåðìîîáðîáêè.
çàëè õàðàêòåð âïëèâó ÷àñó îáðîáêè òà
ïðîäåìîíñòðóâàëè ìîæëèâ³ñòü òåðìîîáðîáêè â
óìîâàõ ïîñò³éíî¿ çì³íè òåìïåðàòóðè áåç âè-
òðèìêè ïðîòÿãîì òðèâàëîãî ÷àñó íà ô³êñî-
âàíîìó òåìïåðàòóðíîìó ð³âí³ [13]. Âèêîðè-
ñòàííÿ òàêîãî ï³äõîäó äຠìîæëèâ³ñòü çðîáèòè
ïðîöåñ á³ëüø òåõíîëîã³÷íèì, ï³äâèùèòè ïðî-
äóêòèâí³ñòü êîìïëåêñó, ùî º íàäçâè÷àéíî âàæ-
ëèâèì äëÿ éîãî åêîíîì³÷íî¿ åôåêòèâíîñò³.
Ïðîâåäåííÿ äîñë³äæåíü òåðì³÷íî¿ îáðîáêè
â³äõîä³â ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêî¿ ä³ÿëüíîñò³ äàëî
çìîãó âèçíà÷èòè âïëèâ òåìïåðàòóðè ïðîöåñó íà
õàðàêòåðèñòèêè ê³íöåâîãî ïðîäóêòó (òàáë.3).
Çàëåæí³ñòü â³äíîñíèõ ïîêàçíèê³â âòðàòè
ìàñè (ðèñ.2) òà çðîñòàííÿ òåïëîòè çãîðÿííÿ
(ðèñ.3) ëóçãè ñîíÿøíèêó òà ñîëîìè ó ïðîöåñ³
òåðìîîáðîáêè â³ä òåìïåðàòóðè âèÿâèëèñÿ äóæå
ñõîæèìè òà áóëè ïîºäíàí³ îäí³ºþ ë³í³éíîþ çà-
ëåæí³ñòþ. Öå çà óìîâè ñòàá³ë³çàö³¿ ÷àñó îáðîáêè
äຠìîæëèâ³ñòü îö³íþâàòè õàðàêòåðèñòèêè ïðî-
öåñó çà òåìïåðàòóðíèì ðåæèìîì òîððåô³êàö³¿.
Àíàë³ç âïëèâó çá³ëüøåííÿ ÷àñó îáðîáêè íà õà-
ðàêòåðèñòèêè ê³íöåâîãî ïðîäóêòó ïîêàçàâ, ùî
çá³ëüøåííÿ ÷àñó â 10 ðàç³â ìîæå áóòè ëåãêî êîì-
ïåíñîâàíî íåçíà÷íèì (íà 10–15 �Ñ) ï³äâèùåí-
íÿì òåìïåðàòóðè ïðîöåñó. Î÷åâèäíî, ùî òàêà
çàì³íà ïðèçâîäèòü äî ïåðåðîçïîä³ëó ïðîöåñ³â â
îðãàí³÷íîìó ìàòåð³àë³. Ó ðîáîò³ [13] ïîêàçàíî,
ùî çá³ëüøåííÿ ÷àñó îáðîáêè ï³äâèùóº âì³ñò
ë³ãí³íó ó ñêëàä³ á³îìàñè çà ðàõóíîê äåñòðóêö³¿
öåëþëîçè òà ãåìîöåëþëîçè. Ãðàíóëè, âèðîáëåí³
ç òàêîãî ìàòåð³àëó, ìàþòü ï³äâèùåíó ì³öí³ñòü,
ùî º âàæëèâîþ õàðàêòåðèñòèêîþ ãðàíóëüîâàíî-
ãî á³îïàëèâà.
Íà æàëü, òîððåô³êàö³ÿ íå âèð³øóº ãîëîâíó
ïðîáëåìó, ïîâ’ÿçàíó ç âèêîðèñòàííÿì ïàëèâà
íà îñíîâ³ ñîëîìè çëàêîâèõ êóëüòóð. Íèçüêà
òåìïåðàòóðà ïëàâëåííÿ çîëè, ïî÷àòîê ðîç-
ì’ÿêøåííÿ ÿêî¿ ïðîõîäèòü çà òåìïåðàòóðíîãî
ð³âíÿ 735–840 �Ñ, îáìåæóº ïðîìèñëîâ³ òåõíî-
ëî㳿 âèêîðèñòàííÿ. Îäíîêîìïîíåíòíå ïàëèâî
íà îñíîâ³ ñîëîìè ìîæå âèêîðèñòîâóâàòèñÿ â
îáåðòîâèõ ïå÷àõ òà ñóøàðêàõ ìåòàëóðã³éíî¿ òà
áóä³âåëüíî¿ ïðîìèñëîâîñò³ [14]. Øèðîêå çàñòî-
ñóâàííÿ òàêîãî ïàëèâà â³äáóâàºòüñÿ çàâäÿêè
ñóì³ñíîìó ñïàëþâàííþ òà ôîðìóâàííþ êîì-
ïëåêñíèõ áàãàòîêîìïîíåíòíèõ ïàëèâ. Ðåçóëü-
òàòè äîñë³äæåíü ñïàëþâàííÿ êîìïîçèòíîãî ïà-
ëèâà íà îñíîâ³ âóã³ëëÿ òà òîððåô³êîâàíî¿ ñîëî-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6 21
Òàáëèöÿ 4. Ñêëàä ãàçîïîä³áíèõ ïðîäóêò³â òîððåô³êàö³¿ á³îìàñè ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêîãî
ïîõîäæåííÿ
Êîìïîíåíòè, % (îá.)
Ëóçãà ñîíÿøíèêó Ñîëîìà
240 �Ñ 250 �Ñ 270 �Ñ 280 �Ñ 290 �Ñ 230 �Ñ 250 �Ñ 270 �Ñ
H2 0 0 0 0 0 0 0 0,69
O2 0 6,04 0 0 0 2,04 1,85 0
N2 20,15 23,49 0 17,15 23,52 57,14 28,12 11,13
CO 17,49 24,38 31,76 28,82 26,57 7,86 16,42 23,60
CO2 60,32 43,94 65,99 48,55 47,65 31,78 52,20 62,93
CH4 0 0 0 3,02 0 0 0 0
C2H4 0 0,04 0,03 0,05 0,05 0 0 0
C2H6 0 0,07 0,07 0,10 0,12 0 0,03 0,04
H2S 0 0,07 0,09 0 0 0 0 0
C3H6 0 0,05 0 0,07 0,07 0 0,03 0,03
C3H8 0 0,03 0,05 0,03 0,04 0 0 0
C2H5OH 0,26 0,16 0,14 0,46 0,21 0 0,08 0,08
iC4H10 0,05 0,17 0,11 0,09 0,04 0 0,03 0
nC4H10 0,05 0,07 0,05 0,06 0,04 0 0,03 0
H2O 1,68 1,49 1,71 1,60 1,69 1,18 1,21 1,5
Âèùà òåïëîòà çãîðÿííÿ,
ÌÄæ/ì3
2,3 3,8 4,1 5,7 4,1 0,9 2,3 3,2
Íèæ÷à òåïëîòà çãîðÿííÿ,
ÌÄæ/ì3
2,3 3,7 4,1 5,5 4,0 0,9 2,3 3,2
Ðèñ.4. Çàëåæí³ñòü òåïëîòè çãîðÿííÿ ãàçîïîä³áíèõ ïðîäóêò³â
òåðìîîáðîáêè á³îìàñè â³ä òåìïåðàòóðè ïðîöåñó.
ìè ï³äòâåðäèëè åôåêòèâí³ñòü òàêîãî ï³äõîäó
äî âèêîðèñòàííÿ ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêèõ â³ä-
õîä³â [15].
Âèêîðèñòàííÿ êîìïîçèòíèõ ïàëèâ çíèæóº
âèìîãè äî ïðîöåñó òîððåô³êàö³¿. Òàêèì ÷èíîì,
òåðìîîáðîáêà ñîëîìè ìîæå ïðîâàäèòèñÿ ç
á³ëüø âèñîêèìè òåìïåðàòóðàìè òà ìåíøèì ÷à-
ñîì îáðîáêè, ùî ï³äâèùóº ïðîäóêòèâí³ñòü óñòà-
íîâêè. Âèõîäÿ÷è ç öüîãî, á³ëüø³ñòü äîñë³äæåíü
ïðîâåäåíî ³ç øâèäê³ñòþ íàãð³âó ìàòåð³àëó
áëèçüêî¿ äî 50 �Ñ/õâ. ×àñ òåðìîîáðîáêè ñòàíî-
âèâ áëèçüêî 6 õâ.
Àíàë³ç ñêëàäó ãàçîïîä³áíèõ ïðîäóêò³â
íèçüêîòåìïåðàòóðíîãî ï³ðîë³çó, â³ä³áðàíèõ ó
ïðîöåñ³ òåðìîîáðîáêè, ïðîäåìîíñòðóâàâ ïðèíöè-
ïîâó ìîæëèâ³ñòü ¿õ âèêîðèñòàííÿ äëÿ åíåðãîçà-
áåçïå÷åííÿ ïðîöåñó (òàáë.4, ðèñ.4). Íàä³éíå ñïà-
ëþâàííÿ â àòìîñôåð³ ïîâ³òðÿíîãî äóòòÿ çàáåçïå-
÷åíî äëÿ ïðîäóêò³â, ùî óòâîðþþòüñÿ â óìîâàõ
îáðîáêè ç òåìïåðàòóðàìè íå ìåíø 260 �Ñ. Åêñï-
ëóàòàö³ÿ ïàëüíèê³â, ðîçðàõîâàíèõ íà ñïàëþâàí-
íÿ íèçüêîêàëîð³éíèõ ãàç³â — ïðîäóêò³â ãà-
çèô³êàö³¿ á³îïàëèâà [16], — ï³äòâåðäæóº ìîæ-
ëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ òàêèõ ãàç³â ³ç çàáåçïå÷åí-
íÿì âèêîíàííÿ íîðìàòèâ³â ùîäî âèêèä³â çà-
áðóäíþþ÷èõ ðå÷îâèí. гâåíü òåìïåðàòóð, íà
ÿêîìó äîñÿãàºòüñÿ ÿê³ñòü ãàçó, ïðèéíÿòíà äëÿ
ñïàëþâàííÿ, â³äïîâ³äຠâèáðàíîìó ðåæèìó òåð-
ìîîáðîáêè, ùî õàðàêòåðèçóºòüñÿ â³äíîñíî âèñî-
êîþ øâèäê³ñòþ íàáîðó òåìïåðàòóðè òà êîðîò-
êèì ÷àñîì âïëèâó.
Âèñíîâêè
Òîððåô³êîâàíà á³îìàñà ìຠñóòòºâ³ ïåðåâàãè
ïåðåä âèõ³äíîþ ñèðîâèíîþ. Òåõíîëîã³ÿ òîð-
ðåô³êàö³¿ äຠìîæëèâ³ñòü ðîçøèðþâàòè âèêîðè-
ñòàííÿ íèçüêîêàëîð³éíèõ òà ïðîáëåìíèõ ïàëèâ,
ï³äâèùóþ÷è ¿õ õàðàêòåðèñòèêè. Ïðîâåäåíî
äîñë³äæåííÿ òåõíîëî㳿 òåðìîîáðîáêè á³îïàëèâ
ñ³ëüñüêîãîñïîäàðñüêîãî ïîõîäæåííÿ. ϳäòâåðä-
æåíî ìîæëèâ³ñòü îáðîáêè á³îìàñè â óìîâàõ
â³äíîñíî øâèäêîãî íàãð³âàííÿ òà äîñÿãíåííÿ
ïðè öüîìó ñóòòºâîãî ï³äâèùåííÿ åíåðãåòè÷íèõ
õàðàêòåðèñòèê ïàëèâ. Òåðìîîáðîáêà çà òåìïåðà-
òóð âèùå 260 �Ñ ñóïðîâîäæóºòüñÿ óòâîðåííÿì
ãàçîïîä³áíèõ ïðîäóêò³â ï³ðîë³çó, ÿê³ ìîæóòü
áóòè âèêîðèñòàí³ ÿê ïàëèâî äëÿ åíåðãåòè÷íîãî
çàáåçïå÷åííÿ ïðîöåñó.
Ñïèñîê ë³òåðàòóðè
1. Ãðî Õàðëåì Áðóòëàíä. Íàøå îáùåå áóäóùåå. Äîêëàä
Ìåæäóíàðîäíîé êîìèññèè ïî îêðóæàþùåé ñðåäå è
ðàçâèòèþ (ÌÊÎÑÐ) / Ïîä ðåä. Ñ.À.Åâòååâà,
Ð.À.Ïåðåëåòà. — Ì. : Ïðîãðåññ, 1989. — 376 ñ.
2. Êàðï ².Ì., Ï’ÿíèõ Ê.ª. Ìîæëèâ³ îáñÿãè åêîíî쳿
òà çàì³ùåííÿ ïðèðîäíîãî ãàçó â Óêðà¿í³ //
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. — 2012.
— ¹ 1. — Ñ. 16–22.
3. Ãåëåòóõà Ã.Ã., Æåëºçíà Ò.À., Æîâì³ð Ì.Ì. òà ³í.
Îö³íêà åíåðãåòè÷íîãî ïîòåíö³àëó á³îìàñè â Óê-
ðà¿í³. ×.1. ³äõîäè ñ³ëüñüêîãî ãîñïîäàðñòâà òà äå-
ðåâíà á³îìàñà // Ïðîì. òåïëîòåõí³êà. — 2010. —
Ò. 32, ¹ 6. — Ñ. 58–65.
4. Karp I., Pyanykh K. and Yudin A. Biomass Combus-
tion and Gasification for Substitution of Natural
Gas // Industrail Heating. — June 2013. — ¹ 6.
— Ð. 39–42.
5. Ñïðàâî÷íèê ïîòðåáèòåëÿ áèîòîïëèâà / Ïîä ðåä.
Âèëëó Âàðåñà. — Òàëëèíí, 2005. — 183 ñ.
6. Ìèõàéëåíêî Â.Ï., Àëåêñååâåö È.Ë., Äåíàôàñ Ã. è
äð. Îñîáåííîñòè îáðàçîâàíèÿ òâåðäûõ áûòîâûõ
îòõîäîâ â Óêðàèíå // Òðóäû IÕ Ìåæäóíàðîäíîé
êîíôåðåíöèè WasteECÎ-2012, Õàðüêîâ, Óêðàè-
íà, 28–29 ìàðòà 2012 ã. — Õàðüêîâ, 2012.
7. Directive 2000/76/EC of the European
Parliamentan do the Council of 4 December 2000 on
the incineration of waste // Official Journal L
332, 28/12/2000 P. 0091-0111.
8. Nunes L.G.R., Matias J.C.O., Catalao J.P.S. A re-
view on torrefied biomass pellets as a sustainable al-
ternative to coal in power generation // Report on
FP-7 Programme. — Apr. 2014. — University of
Beira Interior, Portugal. — P. 23.
9. Goldfarb J.L., Chao Liu. Impactof blend ratio on the
co-firing of a commercial torrefied biomass and coal
via analysis of oxidation kinetics // Bioresource
Technology. — 2013. — Vol. 3149. — P. 208–215.
10. Agar D. Bio-coal and Torrefaction technology //
YMPS392 Energy Systems : Carbon, Energy&Emis-
sion Balances. — Presentation of University of
Jyvaskyla, Dep. of Chemistry. — 21 Sept. 2012. —
P. 33.
11. Koppejan J., Sokhansanj S., Melin S., Madrali S. Sta-
tus over view of torrefaction technologies // IEA
Bioenergy Task 32 Report. — Dec. 2012. — P. 59.
12. Hakanson K., Nordin A., Nordvaeger M., Oloffson
I., Svanberg M. Process and system integration as-
pects of biomass torrefaction // 18th European
Biomass Conference&Exhibition, Lyon, France, 3–7
May 2014. — P. 3.
13. Supramono D., DevinaY.M., Tristantini D. Effect
of heating rate of torrefaction of sugarcane bagasse
on its physical characteristics // Intern. J.
Technol. — 2015. — ¹ 7. — P. 1084–1093.
14. Áåññìåðòíûõ À.Â., Çàé÷åíêî Â.Ì. Òåõíîëîãèè íî-
âîãî ïîêîëåíèÿ äëÿ ðàñïðåäåëåííîé ýíåðãåòèêè
Ðîññèè // Ïðîì. ýíåðãåòèêà. — 2013. — ¹ 9. —
Ñ. 50–53.
15. Isemin R., Mikhalev A., Konyakhin V. et al. Compara-
tive Studies of the Combustion of Raw and
Heat-treated Straw and Combined Coal and Straw Pel-
lets // BIONATURE 2015 : The 6th Intern. Conf. on
Bioenvironment, Biodiversity and Renewable Energies,
Rome, Italia, May 24–29, 2015. — P. 7–12.
16. Ïüÿíûõ Ê.Å. Ãàçèôèêàöèÿ êàê ìåòîä ïåðåðàáîòêè
îòõîäîâ // Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæå-
íèå. — 2015. — ¹ 2. — Ñ. 18–24.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 12.11.15
22 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6 23
Ïüÿíûõ Ê.Å., êàíä. òåõí. íàóê, Ðîìàí÷óê Á.Ì.
Èíñòèòóò ãàçà ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
óë. Äåãòÿðåâñêàÿ, 39, 03113 Êèåâ, Óêðàèíà, e-mail: pyanykh@mail.ru
Ïîâûøåíèå ýíåðãåòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê òîïëèâ
ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ
çà ñ÷åò òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè
Îöåíåí ïîòåíöèàë ñíèæåíèÿ îáúåìîâ ïîòðåáëåíèÿ ïðèðîäíîãî ãàçà çà ñ÷åò ýêîíîìèè è
çàìåùåíèÿ äðóãèìè ýíåðãîðåñóðñàìè. Ïðåäñòàâëåíû äàííûå î íàëè÷èè ðåñóðñà äëÿ çà-
ìåùåíèÿ ïðèðîäíîãî ãàçà.  êà÷åñòâå ðåñóðñà ïðåäñòàâëåíî áèîòîïëèâî ñåëüñêîõîçÿéñò-
âåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ è òâåðäûå áûòîâûå îòõîäû. Ïîêàçàíû ïóòè èñïîëüçîâàíèÿ ïðî-
áëåìíûõ òîïëèâíî-ýíåðãåòè÷åñêèõ ðåñóðñîâ. Ðàññìîòðåíà òåõíîëîãèÿ óëó÷øåíèÿ èõ êà-
÷åñòâà çà ñ÷åò òåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè. Ïðåäñòàâëåíû õàðàêòåðèñòèêè èñõîäíîãî è òîð-
ðåôèöèðîâàííîé áèîìàññû. Ïðåäîñòàâëåíû ìàòåðèàëû ïî êîìïëåêòàöèè è ýêñïëóàòà-
öèè èññëåäîâàòåëüñêîãî ñòåíäà òåðìîîáðàáîòêè áèîìàññû. Îïèñàíû ïóòè èñïîëüçîâàíèÿ
òîððåôèöèðîâàííîé ñîëîìû, â òîì ÷èñëå â ñîñòàâå êîìáèíèðîâàííûõ òîïëèâ. Ïðîâåäåí
õèìè÷åñêèé àíàëèç ãàçîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè òåðìîîáðàáîòêå, è ïîäòâåðæäåíà âîçìîæ-
íîñòü èõ èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ ýíåðãîîáåñïå÷åíèÿ ïðîöåññà òîððåôèêàöèè. Ïîêàçàíî, ÷òî
îòíîñèòåëüíî âûñîêàÿ ñêîðîñòü íàáîðà òåìïåðàòóðû â ïðîöåññå òåðìîîáðàáîòêè è óðî-
âåíü òåìïåðàòóð âûøå 260 �Ñ ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü âûñîêîêàëîðèéíîå òâåðäîå òîïëèâî
è ãîðþ÷èå ãàçû äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ïðîöåññà òåðìîîáðàáîòêè. Áèáë. 16, ðèñ.4 , òàáë.4 .
Êëþ÷åâûå ñëîâà: áèîìàññà, îòõîäû ñåëüõîçïðîèçâîäñòâà, òâåðäûå áûòîâûå îòõîäû,
òåïëîòà ñãîðàíèÿ, òîððåôèêàöèÿ, òåðìîîáðàáîòêà.
Pyanykh K.E., Candidate of Technical Sciences, Romanchuk B.N.
The Gas Institute of National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev
39, Degtiarivska Str., 03113 Kiev, Ukraine, e-mail: pyanykh@mail.ru
Improving the Energy Performance
of Fuels of Agricultural Origin
Due to the Heat Treatment
Potential of reducing consumption of natural gas by saving and substitution with other
energy resources is evaluated. Data on resource availability for the replacement of natu-
ral gas is presented. As a resource for reduction of natural gas usage, agricultural biofuels
and municipal solid waste is presented. The ways of using of low quality energy resources
is shown. The technology to improve their quality due to heat treatment is proposed. The
characteristics of raw source and heat-treated biomaterials is presented. Materials for as-
sembly and operation of experimental stand for biomass heat treatment is provided. Ways
of using of torrefacted straw, including as a part of combined fuels is described. Carried
out the chemical analysis of gases produced during the heat treatment, and confirmed the
possibility of using them for energy torrefaction process. It is shown that the relatively
high speed of temperature increasing during the heat treatment and temperature level of
above 260 �C allows to obtain high-energy solid fuel and combustion gases for the heat
treatment process. Bibl. 16, Fig. 4, Table 4.
Key words: biomass, agricultural waste, municipal solid waste, heat of combustion,
torrefaction, heat treatment.
References
1. Gro Harlem Brutland. Our collective future. Report
of the World Commission on Environment and De-
velopment (WCED) / Ed. S.A.Evteev,
R.A.Perelet, Moscow : Progress, 1989, 376 p.
(Rus.)
2. Êarp I.N., Pyanykh K.E. [Potential volumes of sav-
ings and substitution of natural gas in Ukraine],
Jenergotechnologii i Resursosberezhenie [Energy
Technology and Resource Saving], 2012, (1), pp.
16–22. (Ukr.)
3. Geletuha G.G., Zhelyezna T.A., Zhovmir M.M.,
Matveev Y.B., Drozdova O.I. [Evaluation of the
energy potential of biomass in Ukraine. Part 1.
Waste wood and agricultural biomass],
Promyshlennaya Teplotechnika [Industrial Heat-
ing], 2010, 32 (6), pp. 58–65. (Ukr.)
4. Karp I., Pyanykh K. and Yudin A. Biomass Combus-
tion and Gasification for Substitution of Natural
Gas, Industrail Heating, June 2013, (6), pp.
39–42.
5. Biofuel consumer handbook / Ed. Villu
Vares, Tallinn, 2005,183 p. (Rus.)
!6. Mikhaylenko V.P., Alekseevez I.L., Denafas G., et
al. [Features of the formation of solid waste in
Ukraine], Proceedings of the 9th International
Conference WasteECO-2012, Kharkov, Ukraine,
28–29 March 2012, Kharkov, 2012. (Rus.)
7. Directive 2000/76/EC of the European
Parliamentan do the Council of 4 December 2000 on
the incineration of waste, Official Journal L 332,
28/12/2000 P. 0091-0111.
8. Nunes L.G.R., Matias J.C.O., Catalao J.P.S. A re-
view on torrefied biomass pellets as a sustainable al-
ternative to coal in power generation, Report on
FP-7 Programme, Apr. 2014, University of Beira
Interior, Portugal, 23 p.
9. Goldfarb J.L., Chao Liu. Impact of blend ratio on the
co-firing of a commercial torrefied biomass and coal
via analysis of oxidation kinetics, Bioresource Tech-
nology, 2013, 3149, pp. 208–215.
10. Agar D. Bio-coal and Torrefaction technology,
YMPS392 Energy Systems : Carbon, En-
ergy&Emission Balances, Presentation of Univer-
sity of Jyvaskyla, Dep. of Chemistry, 21 Sept.
2012, p. 33.
11. Koppejan J., Sokhansanj S., Melin S., Madrali S.
Status over view of torrefaction technologies, IEA
Bioenergy Task 32 Report, Dec. 2012, p. 59.
12. Hakanson K., Nordin A., Nordvaeger M., Oloffson
I., Svanberg M. Process and system integration as-
pects of biomass torrefaction, 18th European Bio-
mass Conference&Exhibition, Lyon, France, 3–7
May 2014, p. 3.
13. Supramono D., DevinaY.M., Tristantini D. Effect
of heating rate of torrefaction of sugarcane bagasse
on its physical characteristics, Intern. J. Technol.,
2015, (7), ð. 1084–1093.
14. Bezsmertnih A.V., Zaychenko V.M. [New genera-
tion technologies for distributed power of Russia],
Promyshlennaya Jenergetika [Industrial Energy],
2013, (9), pp. 50–53. (Rus.)
15. IseminR., MikhalevA., KonyakhinV. Comparative
Studies of the Combustion of Raw and Heat-treated
Straw and Combined Coal and Straw Pellets,
BIONATURE 2015: The Sixth International Con-
ference on Bioenvironment, Biodiversity and Re-
newable Energies, Rome, Italia, May 24–29, 2015,
pp. 7–12.
16. Pyanykh K.E. [Gasification as waste recycling
method], Jenergotechnologii i Resursosbere-
zhenie [Energy Technology and Resource Saving],
2015, (2), pp.18–24. (Rus.)
Received November 12, 2015
24 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2015. ¹ 5-6
|