Комплексное изучение преобразования минеральной части растительной биомассы в процессе её теплотехнологического и энергетического использования

Высокие темпы энергетического производства приводят к огромному количеству выбросов вредных веществ, что является причиной негативного воздействия на окружающую среду. В связи с этим в последние годы активизировались исследования в области поиска альтернативных источников энергии, известных как возобновляемые источники энергии (ВИЭ). Это связано с их широкой распространенностью и экологичностью использования, а также возможностью обеспечения энергетической независимости. Одним из наиболее универсальных видов ВИЭ, с точки зрения энергетического использования, является биомасса. Это обусловлено повсеместной распространенностью биоресурсов и их независимостью от климатического и сезонного факторов. Кроме того, биомасса представляет собой продукт органического фотосинтеза, и считается СО2-нейтральным, при сжигании которой практически не наблюдается эмиссии серного газа. Более того, использование биомассы для выработки тепловой и электрической энергии является эффективным способом утилизации биоотходов, которые занимают большие площади. Однако при рассмотрении возможности энергетического использования биомассы посредством сжигания традиционными методами наблюдаются образование отложений золы в процессе преобразования минеральной части, что приводит к высоким эксплуатационным затратам. В связи с этим, целью проекта является комплексное изучение преобразования минеральной части растительной биомассы в процессе её теплотехнологического и энергетического использования. Для этого совместно будут использованы, как высокоточные аналитические исследования, так и применены экспериментальные методы. При этом физический эксперимент позволит получить результаты важные для практики энергетического использования биомассы. Новизна исследования заключается в использовании фракционного разделения к различным видам биомассы для выделения высокоминерализованных фракций, что позволит более глубоко и достоверно изучить минеральную часть биомассы. При этом будут получены экспериментальные данные термического анализа зольного остатка биомассы после низкотемпературного окисления. Сравнение этих результатов с данными дифференциально-термического анализа исходного сырья позволит сделать выводы о происходящих превращениях в минеральной части. Исследование получаемых продуктов будет осуществлено посредством широкого спектра анализов, включающих рентгенофлуоресцентный и рентгенофазовый анализы, дифференциально-термический анализ, сканирующую микроскопию, физический эксперимент. Для достижения поставленной цели будут разработаны специальные экспериментальные стенды, которые позволят в течение продолжительного времени исследовать происходящие при пиролитической обработке и сжигании процессы, напрямую связанные с минеральной частью для практического применения. Более того, в процессе выполнения настоящей НИР будет рассмотрена возможность совместного сжигания различных видов биомассы и сделана оценка наблюдаемого при этом снижения шлакообразования, получены совместные комбинации видов биомассы для сжигания и их конкретные соотношения, обеспечивающие эффективность данного процесса и безшлаковую работу топлива сжигающих устройств.