ENERGY POTENTIAL OF BIOFUELS PRODUCED FROM THE BARK OF HARDWOOD TIMBER

Abstract

В технологическом цикле предприятий лесопромышленного комплекса образуется значительное количество древесных отходов, в том числе древесной коры. Изза отсутствия технических решений механической обработки древесная зола практически не утилизируется. Перспективным направлением использования древесной коры является включение ее в теплоэнергетический баланс путем переработки в высококвалитетное топливо. Кора хвойных и лиственных пород имеет различную структуру, что вызвано особенностями ее анатомического строения, в отличие от древесины. Одним из определяющих технологических факторов переработки коры является предварительное тонкое механическое измельчение исходного сырья, что требует принципиально новых технических решений для преобразования древесной коры лиственных пород, в том числе березовой, изза особенностей ее физикомеханических свойств и строения в энергоэффективное гранулированное биотопливо. В данной статье представлены результаты исследования механического измельчения коры сосны и березы. В результате анализа фракционного состава сыпучей массы сделан вывод, что переработка этого продукта требует нового технического решения. Предложено проводить измельчение древесной коры после предварительной термомодификации, что позволит измельчить ее до состояния шихты и получить новую разновидность термомодифицированного биотоплива, обладающего повышенной энергоэффективностью. Подтверждено изменение элементного состава: повышение содержания углерода и снижение содержания водорода, способствующие возрастанию энергетической ценности продукта. Определена зольность термомодифицированной коры сосны и березы. Отмечено снижение адсорбционной способности древесной коры при увеличении продолжительности термомодификации, что увеличивает срок хранения конечного продукта. Установлено повышение энергоэффективности термомодифицированной коры березы. Рекомендовано применение новых научно обоснованных технологий переработки вторичных ресурсов на основе термомодификации сырья для вовлечения березовой коры в теплоэнергетический баланс предприятий, что позволяет рационально утилизировать неиспользуемые многотоннажные запасы коры. The technological cycle of timber enterprises produce a significant amount of wood waste including wood bark. Because of the lack of technical solutions for the mechanical processing of wood bark, it remains underutilized. A promising direction in the use of wood bark is to include it in the heat and energy balance by reprocessing into high quality fuel. Unlike timber, the bark of coniferous and deciduous species has different structure, which is caused by the peculiarities of its anatomical structure. Therefore, bark processing is determined by preliminary fine mechanical grinding, which requires fundamentally new technical solutions for the conversion of hardwood bark, including birch bark, into energyefficient granular biofuel taking into consideration the peculiarities of its physical and mechanical properties. The article presents the results of research into mechanical grinding of pine and birch bark. As a result of the analysis of the fractional composition of the bulk mass, it has been concluded that processing of this product requires new technical solutions. It has been proposed to grind wood bark after preliminary thermal modification, which will allow to grind it to the state of charge material and to obtain a new type of thermally modified biofuel with increased energy efficiency. The change of elementary composition has been confirmed: increase in carbon content and decrease in hydrogen content which enhance the energy value of the product. Ash content in thermallymodified pine and birch bark has been determined. The decrease in the adsorption capacity of the bark has been revealed with the increase in thermal modification, which increases the shelf life of the final product. The authors also determined the enhanced energy effectiveness in thermally modified birch bark. The use of new sciencebased technologies for the processing of secondary resources based on thermal modification of raw materials for the involvement of unutilized birch bark in the heat and power balance of enterprises was recommended. It allows rational utilization of unused multitonnage bark stocks.