Реферат по углям (847196), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Таблица 3 – Основные экспортеры угля
Крупнейшими странами-экспортерами в настоящее время являются Австралия, Индонезия, Россия, ЮАР, Китай, Колумбия и США, на долю которых приходится 85% всего мирового вывоза. Из числа лидеров в последние годы выбыла Канада, хотя она и поставляет на экспорт до трети добытого угля. На долю семи основных стран-импортеров, к числу которых относятся Япония, Республика Корея, Тайвань, Великобритания, Германия, Индия и Китай, приходилось свыше 70% угля, поставляемого на мировой рынок. Следует отметить, что рост международной торговли углем происходит на фоне снижения его доли в топливно-энергетическом балансе многих стран.
Особенности производства угля в различных странах Юго-Восточной Азии
Вьетнам, где угольный флот растет быстрее, чем практически в любой другой стране, занимает четвертое место в мире по производству древесного угля. Долгое время древесный уголь считался самым дешевым вариантом для получения электроэнергии в Юго-Восточной Азии. Когда речь зашла о возобновляемых источниках энергии, Азия была названа «регионом с наихудшими показателями», поскольку возобновляемые источники энергии обычно отбрасываются как неконкурентоспособные[16].
Процесс производства ДУ требует, чтобы штабели древесины медленно горели в течение трех дней. Древесный угольный завод на Филлипинах состоит из участков мелкоземельных ям, окруженных самодельными заборами. Каждый ствол древесины, покрытый железным листом, поджигается огнем. Рабочие наблюдают за тем, как дерево горит, пока оно не превращается в древесный уголь. Древесный уголь готовят из трех растений: бальзы на Эквадоре, гигантского ипил-ипа на Филиппинах и бамбука в Японии, при различных условиях, и определяют сорбционную емкость для породы А. Древесный уголь, приготовленный из бальзы, имеет относительно высокую сорбционную емкость - 30 кг / кг.
Также на Филлипинах проверяют сорбционную способность карбонизированной рисовой шелухи. Обугленная рисовая шелуха, содержащая остаточный SiO2, имела сорбционную емкость более 6 кг / кг (сорт В), и считалось, что причина в том, что способность масла к адсорбции тесно связана с маслянистыми компонентами, остающимися в рисовой шелухе даже после карбонизация, а не ее пористость[17]. Рисовая шелуха, карбонизированная при 480 ° С, имела сорбционную емкость 9,2 кг / кг для сырой нефти, 5,5 кг / кг для дизельного топлива и 3,7 кг / кг для бензина. Кинетику сорбции изучали путем измерения высоты проникновения в колонку карбонизированной рисовой шелухи и выраженной зависимости от плотности.
Объем производства древесных топливных гранул в Малайзии в 2013 году составил 85 тысяч тонн. Малайзия имеет схожие с Вьетнамом климатические и природные условия, что дает возможность быть одним из лидеров в региональном производстве ДУ. Подавляющий объем выпускаемых гранул экспортируется[18].
В Индонезии было произведено порядка 40 тысяч тонн древесных топливных гранул, которые были экспортированы в другие страны. Рост производства гранул в этой стране возможен благодаря наличию лесных ресурсов и удачного географического положения.
Установка для производства ДУ
С целью повышения эффективности получения древесного угля зона пиролиза и зона охлаждения 2 вертикальной реторты (рис.3) 3 сообщены между собой тепловой трубой 4.
Технологическое сырье 5, прогретое в зоне сушки 6 до 200 °С, через барабанный питатель 7 поступает в зону пиролиза, где температура сырья 5 возрастает до 350 °С за счет тепловой трубы 4, а затем до 500 °С за счет тепла, выделяющегося в процессе экзотермических реакций.
В зоне пиролиза происходит выделение пирогазов и образование угля. Образовавшиеся пирогазы отводятся через патрубок 8, а уголь через барабанный питатель 9 поступает в зону охлаждения 2 и охлаждается за счет отдачи тепловой энергии углем тепловой трубе 4, которая в свою очередь дополнительно нагревает технологическое сырье 5 в зоне пиролиза. Тепловая труба 4 (рис. 4) представляет собой две системы, выполненные из сооснорасположенных трубных тепловых рубашек 10, 11, сообщающихся между собой трубами 12.
Верхняя система (из трубных тепловых рубашек 10) находится в верхней части зоны пиролиза 1, а нижняя (из тепловых рубашек 11) — в верхней части зоны охлаждения 2.
Древесная масса 5, проходя между трубными тепловыми рубашками 10 в зоне пиролиза 1, нагревается за счет конденсации паров теплоносителя. Конденсат стекает в нижнюю систему, расположенную в зоне охлаждения 2 и вновь испаряется, охлаждая уголь, проходящий между трубными тепловыми рубашками 11 в зоне охлаждения 2.
Рисунок 3 - Схема вертикальной реторты Рисунок 4 - Дымовая труба
Производственно-сбытовая цепочка древесного угля включает сбор или заготовку древесины на месте (например, в лесах, редколесьях, кустарниковых степях, агролесных системах и на лесных участках, а также на участках деревообработки), карбонизацию древесины в промышленных (углевыжигательных) печах, транспортировку древесного угля, торговлю древесным углем, его распределение и потребление домашними хозяйствами или предприятиями. Использование заготавливаемой устойчивым образом древесины для производства древесного угля в целом находится на низком уровне. Большая часть древесного угля, потребляемого в странах с низким уровнем доходов, производится (т.е. карбонизируется) с использованием простых технологий с низкой эффективностью (10–22 процента). Что касается потребления, то преобладают традиционные бытовые печи с низкой энергоэффективностью. Степень, в которой производство древесного угля влияет на обезлесение, не поддается количественной оценке в полной мере и сильно отличается от страны к стране и внутри стран; она зависит от метода производства, интенсивности вырубки и регенерационной способности источника древесины, наличия альтернативных источников древесины и воздействия других способствующих обезлесиванию факторов, таких как сельское хозяйство. Нерациональные методы производства древесного угля являются причиной чистых выбросов ПГ(таблица 4) и влияют на природные ресурсы, такие как леса, водные ресурсы, биоразнообразие и почвы. Производство и потребление древесного угля может отрицательно сказываться на здоровье дыхательной системы людей.
Таблица 4 – Технические мероприятия для обеспечения экологически чистого производства
Заготовка древесины
При устойчивом производстве древесины чистые выбросы ПГ крайне незначительны, и, следовательно, замена нерационально заготавливаемой древесины устойчиво управляемыми ресурсами может существенно снизить общий объем выбросов ГП в производственно-сбытовой цепочке древесного угля. Существует целый ряд возможностей для такой замены, в числе которых: устойчивое управление естественными лесами; устойчивые энергетические плантации, управляемые общинами; объединенные продовольственно-энергетические системы; агролесоводство и городское лесоводство; оптимальное использование остатков биомассы и отходов. Спрос на устойчивое производство древесного угля может открыть возможности для лесонасаждения и лесовосстановления. Дальнейшего повышения эффективности можно достичь сокращением отходов производства древесного угля, например формированием топливных брикетов из угольной пыли. Карбонизация При производстве древесного угля можно добиться значительного снижение выбросов ПГ простыми мерами. Основываясь на имеющихся в литературе и полученных методом моделирования данных, можно сказать, что переход от традиционных промышленных печей к высокоэффективным современным установкам может снизить выбросы ПГ на этапе карбонизации на 80 процентов1; усовершенствованная технология производства в сочетании с когенерацией, или одновременным производством древесного угля и электроэнергии (в случае промышленного производства), может снизить выбросы на 50 процентов или более. Использование топливно-эффективных печей для приготовления пищи и обогрева на уровне домашних хозяйств повышает эффективность использования древесного угля и снижает выброс ПГ. Основываясь на имеющихся в литературе и полученных методом моделирования данных, можно сказать, что переход от традиционных печей к усовершенствованным (современным) печам снизит выбросы ПГ на 63 процента1 . Внедрение более эффективных печей на (мелкомасштабном) производстве также приведет к снижению выбросов. Влияние экологизации производственно-сбытовой цепочки древесного угля на смягчение последствий изменения климата может быть оптимизировано одновременным осуществлением комплекса мер, и это влияние будет особенно значительным, если в комплекс входят меры, способствующие возобновлению биомассы[19]. Так, модельные сценарии для лесов миомбо показывают, что осуществление комплекса мер может снизить выбросы ПГ в общей производственно-сбытовой цепочке древесного угля с 2,4 кг CO2-экв. на мегаджоуль (МДж) конечной энергии до 0,4 кг CO2-экв./МДж конечной энергии, и до 0,3 кг CO2-экв./МДж конечной энергии, если учитывать возобновление биомассы, что составляет снижение выбросов на 86 процентов. Несмотря на такой потенциал и предпринятые до настоящего времени усилия масштаб внедрения мер по экологизации производственно-сбытовой цепочки древесного угля относительно мал, и такие меры осуществляются главным образом в рамках отдельных проектов. Требуются значительные усилия для создания благоприятных условий для расширения масштабов мероприятий, включая проведение соответствующей политики и создание привлекательного инвестиционного климата для «зеленого» сектора производства древесного угля[20].
Использование древесного угля
Древесный уголь используется для отопления, приготовления пищи, в качестве восстановителя при выплавке ковкого чугуна для изделий повышенной прочности; как восстановитель в производстве органического кремния. В сельском хозяйстве древесный уголь используют как добавку к пище животных, в качестве удобрений, т.к. ДУ защищает почву от вредителей.
Как сырье для активных и осветляющих углей;
Как реагент в химической промышленности;
В цветной и черной металлургии;
Как носитель катализаторов;
В фундаментах строений и полотне дорог;
В угольно-бетонных блоках.
Заключение
Древесный уголь представляет собой многоуглеродистый материал, широко применяемый в промышленности.
Древесный уголь, в зависимости от вида сырья, разделяют на 3 категории: А, Б, В.
ДУ получается в результате процесса пиролиза. Общий процесс пиролиза древесины происходит в аппарате (реторте) периодического действия с внешним нагревом. Процесс пиролиза древесины делится на несколько стадий:
1. Сушка древесины, заканчивающаяся примерно при 150°С. На этой стадии
из древесины удаляется содержащаяся в ней влага, химический состав древесины почти не изменяется и летучих продуктов практически не образуется.
2. Начальная стадия распада древесины, при которой начинается разложение менее термостойких компонентов древесины.
3. Стадия пиролиза — бурного распада древесины с выделением тепла.
4. Стадия прокалки угля, заканчивающаяся в зависимости от аппарата.
Древесный уголь используется для отопления, приготовления пищи, в качестве восстановителя при выплавке ковкого чугуна для изделий повышенной прочности; как восстановитель в производстве органического кремния. В сельском хозяйстве древесный уголь используют как добавку к пище животных, в качестве удобрений, т.к. ДУ защищает почву от вредителей.
Как сырье для активных и осветляющих углей;
Как реагент в химической промышленности;
В цветной и черной металлургии.
Крупнейшим экспортером древесного угля является Юго-Восточная Азия, где по объемам экспорта преобладает Индонезия. Второе место по экспорту древесного угля занимает Восточная Европа и Западная Африка (Нигерия).
Список литературы
1) Бронзов Ю.В., Уткин Г.К. Древесный уголь. Получение, основные свойства и области применения древесного угля. М: Лесная промышленность, 1979.
2) ГОСТ 24260-80 “Сырье для пиролиза и углежжения”.
3) Лесопромышленный портал [Электронный ресурс]: Национальное Лесное Агентство Развития и Инвестиций, 2017.- Режим доступа: www.nlari.com.
4) Технология лесохимических производств/ В.А. Выродов, А.Н. Кислицын,
МИ. Глухарева и др. М. Лесная промышленность, 1987. 352 с.
5) Гинзбург Д.Б. Газификация твердого топлива / Д.Б. Гинзбург. М.: Госстройиздат,
1958. 280.
6) Левин Э.Д. Теоретические основы производства древесного угля / ЭД. Левин.
М.: Лесная промышленность, 1980. 151.
7) Пат. 2366685 Российская Федерация. Печь для пиролиза древесных отходов /
В.В. Цыплаков, Д.В. Цыбаев, Д.Е. Горбунов; заявл. 08.10.07; опубл. 10.09.09; Бюл. № 25
Выродов В. А. Технология лесохимических производств.- М: Лесная промышленность, 1987. - 352 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
