1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (Биомасса как источник энергии. Под ред. С. Соуфера, О. Заборски, 1985u), страница 4

4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОТХОДЫ Потенциальными источниками энергии могут быть оста~ки только органического характера, поэтому с точки зрения возможного использования промышленных отходов для получения энергии иаиболыпий интерес представляют отходы пищевой промышленности.

При производстве различных пигпевых продуктов образуются различные отходы. Так, например, в отходах фруктов содержится значительное количество сахара и пектина, в отходах продовольственного зерна — крахмал и целлюлоза. При этом в отходах фруктов содержится больше клетчатки, чем в отходах зерна, а в отходах мясной промышленности содержится гораздо больше протеина, чем во фруктовых и овощных отходах. В связи с тем что продукты пищевой промышлениосзи транспортиРуются и грузятся преимущественно с большим содержанием влаги, значительная часть твердых компонен~ смеси находится в расэворенном и во взвешенном состоянии. Поэтому для характеристики физического состояния пищевых отходов наиболее подходящим термином ~вдается суспензия. В перерабатываемых овощах содержание твердых отходов, не относящихся к взвешенным твердым веществам, колеблется в пределах от 100 кг/т прн консервировании помидор до 670 кг7т при консервировании обыкновенной или крупиоплодной тыквы [131 и от 150 кг/т при консервировании вишни до 450 кг)т прп консервировании посевного ананаса [141.

В 1974 г. при переработке 11110750 т семи видов фруктов и плодов было получено 4244760 т твердых отходов, а при г-хэ '19 Часть ! И точиики биомассы !8 5. ПРОДУКТЫ ЛЕСА 57,0 лс).0 4,0 11,0 Итого 100,0 Таблица б. Химический состав отходов сахарного тростника сошр Элеыоп Углерод Водород Кислород Зола Влага 46,2 б,4 45,9 1,5 Лр мелел Высша» теплота сторапае И030 алая, плошал теплота старане» !7400 алы/а . переработке 1О б75 390 т овощей (1 4 различных видов)-3 038 450 т твердых отходов [13, 143.

Наличие большо~о количества влаги в отходах пищевой промышленности существенно ограничивает возможность получения из них тепловой энергии путем прямо~о сжигания отходов. Поэтому наиболее целесообразно, вероятно, их использовать для получения метана. Однако возникающие при этом транспортные и экономические трудности, а также сильная конкурентоспособность со стороны сельского хозяйства, поскольку оно может использовать пищевые отходы в качестве корма для животных, приводят к тому, что отходы пищевой промышленности ие представляют большого интереса для производства энергии ни путем превращения в метан, ни каким-либо иным способом.

Исключение составляют лишь два вида пищевых отходов: (1) отходы семян обыкновенных и голоплодных персиков, слив, абрикосов, маслин и вишен, шелухи миндаля и различных орехов и )2) отходы сахарного тростника. В шт. Калифорния было собрано около 136000 т отходов семян и шелухи. В 19б7 г, в этом штате была сооружена фабрика по производству топливных брикетов из отходов семян и шелухи.

Большое внимание уделяется энергетическому потенциалу отходов сахарного тростника [113, получающихся при извлечении сахара, которые составляют примерно 30;:„массы самого сахарного тростника, Количество сухих отходов собираемого в США сахарного тростника составляет 1,1 млн. т в год, и большая часть их сконцентрирована в штатах Луизиана, Миссисипи и Флорида [111.

Значительные ресурсы отходов сахарного тростника имеются в Пуэрто-Рико и на Гавайских островах. О качестве отходов сахарного тростника можно судить по данным табл, б. По содержанию углерода, водорода и кислорода отходы сахарного тростника подобны органическому веществу растениц. Если допустить, что теплота сгорания отходов сахарного тростника составляет 18930 кДж/кг, то энергоемкость отходов, собираемых в континентальной части страны, будет равна 4,54 10тз кДж/год. В настоящее время на Гавайских островах за счет сжигания отходов 4харного тростника получают примерно 13;„' всей электроэнергии, производимой в штате. На острове Гаваи (самом большом острове из „руины Гавайских островов) доля электроэнергии, производимой на основе сельскохозяйственных отходов, достигает 50еш После пуска на острове Кауаи электростанции морцностью 21б50 кВт существующая мощность электростанций увеличится на 20'ш что позволит в свою очередь шт.

Гавайских островов экономить 15900 м' нефти в год [153. дрова были основным видом топлива в США до тех пор, пока в конце Х!Х века на смену им не пришли ископаемые топлива-вначале в виде угля, а затем нефти и природного газа. Появление новых видов топлива, истощение лесов, а также постоянное увеличение потребностей в лесотехническом сырье для производства бумаги, строительных и других материалов привели к резкому сокращению использования продуктов леса в качестве топлива. Однако при неблагоприятном положении с поставкой энергии в определенных районах роль продуктов леса для производства тепловой энергии может вновь возрасти. Примерная структура расходования продуктов леса в США представлена в табл.

7. Таблица 7. Структура расходования продуктов леса [213 Лесоматериалы Производство бумаги Лревесвое топливо Отходы при заготовке и транспортировке леса Согласно этим данным, 85% срубленного леса расходуется для производства лесоматериалов и бумаги и только 4% — в качестве топлива. Остальные ! 1;„' приходятся на отходы при заготовке и транспортировке, причем в одних случаях их приходится удалять, в других они могут быть использованы в качестве источников энергии или сырья для различных технологических процессов, например для производства досок из древесных стружки и опилок, Отходы, накапливаемые в процессе лесозаготовок и лесопереработ"н. можно разделить на две большие группы: отходы леса и производственные отходы. Первые образуются непосредственно в лесу и включают опавшие ветви, етви, погибшие деревья, остатки от сгоревших деревьев и отходы, возникающие в процессе отбраковки, заготовки и транспортировки. Реаль- 2 Часть 1 го 2! И очникн биомассы 0 40" 0 Сырье для переработки Топливо Неиспользованная часп Итого 25 !8 24 67 40 Элемент Горб лв — — ИИ тм Каре древесин» »с»тай сосны дубове» 49,7 53,4 52,3 39,3 37,9 40,5 5,4 5,6 6,3 0,2 0,1 1) 0,1 О,! 1) 5,3 2,9 0,8 19420 20950 21 ООО Углерод Кислород Водород Азот Сера Зола Теплота сгорания, Кдж!кг 52,6 40,1 7,0 !) 1) 1,31 22 300 о дввныс отсутствуют.

ная оценка общего количества отходов леса отсутствует, Наиболъшее количество отходов приходится на отбраковку (в том числе погибших и перестоявших деревьев), а также на заготовку и транспортировку. С точки зрения энергоресурсов именно этн отходы представляют наибольший нигерес. Основное количество производственных отходов образуется в процессе переработки лесоматериалов и приготовления пульпы для производства бумаги. 5.1.

Отходы леса прн заготовке и транспортировке Количество отходов в виде сломанных деревьев, а также кроны ветвей и корни деревьев, образующихся при лесозаготовках, зависит от по- роды леса, его географического местонахождения, методов заготовки, характера местности и других факторов. По оценкам на сегодняшний день, количество отходов колеблется от 9 до 89 т сухой массы на ! га,' [163, что в среднем по стране составляет 20 т7га [173. Если исходить из сбора 20 т))га отходов, то нх общее количество при лесозаготовках в масштабе всей страны составит на сухую массу примерно ' 180 млн, т/год, причем нз них 100 млн.т будет приходиться на ини ~ и корневую систему [123.

Таким образом, легко доступными можно считать всего лишь 80 млн. т. Отходь! при лесозаготовках преимущественно состоят из древесины, и целлюлозы, н их основными составляющими элементами являются углерод, кислород и водород. На долю углерода приходится около, 50 масс.%, кислорода — 40 масс.". и водорода-5 масс.";,' Теплота сгора-, ния отходов лесозаготовок равна примерно 186!0 кДж/кг сухой массы, ! Количество золы отходов зависит от мстэла их сбора Прч вь)по непип ! некоторых операций в отходы попадают минералъные загрязнения в ви- де камней, грязи н песка, что приводит к резкому увеличению содержа- ния золы.

Объ)чно в древесине содержится 1,0~,' золы, а в коре-от 2 до ! 0; [183. Суммарное количество энергии, которая может быть получена путем сжигания отходов, образующихся при заготовке леса, составляет при- мерно 1,3 10" КДж/год, что соответствует недавно опубликованнь)м данным [!11, 5.2.

Отходы при производстве лесоматериалов В 1970 г. отходы промышленности по производству лесоматериалов и фанеры составили 68 млн.т. сухой массы [20, 211. Согласно данным, приведенным в табл. 8, около 18 млн.т сухой массы, т.е. около 27~„' отходов, было израсходовано в качестве источника энергии, в то время как 36;,' оставались неиспользованными; при этом энергосодержаиие 18 млн. т отходов составляло около 3,4 1О'4 кДж. Производственные отходы, образующиеся в процессе переработки Тйблнча 8. Структура распределения отходов лесоперерабатывающей промыщ- „блностн США в 1970 г. Пролувты лссв, Иэлслнв нэ дремсной массы н буме.

млн. т ю, млн. сухой месаы '! в том числе амюо 5 ылн. т кары н 55 млн. т твердмк и»хорн»лов нэ черного шсначнога рвснюрв. древесины и используемые в качестве источника энергии, состоят главным образом из коры и горбыля. Химический состав и теплота сгорания топлива нз древесинь), коры и горбыля приведены в табл. 9. Согласно данным этой таблицы, основными элементами отходов явля)о!.- ся углерод, кислород и водород, на долю которых приходится соответственно 50, 40 и 6;.'„их сухой массь); теплота сгорания отходов колеблется от 19420 до 22300 кДж/кг.

Содержание влаги в древесине и древесной коре колеблется в значительных пределах. Это объясняется не только наличием связанной воды в пористой структуре, но и влиянием на содержание ведь! времени года, а также географического размещения растений. Содержание влаги зависит также от способов хранения и транспортировки древесины. Так, например, при транспортировке лесоматериалов по воде содержание влаги в ннх может достичь 80;х [19, 223. Как правило, содержание влаги в горбыле составляет около %%.