ОЦЕНКА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДА ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ КАРБОНИЗАЦИИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВЛАЖНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ В БИОУГОЛЬ

摘要

Работа посвящена оценке термодинамической эффективности метода гидротермальной карбонизации (ГТК) для переработки влажных органических отходов (биомассы) в биоуголь. Метод ГТК представляет собой процесс термохимической конверсии биомассы в твердое биотопливо (биоуголь) в результате ее нагрева до 150-280°C в присутствии воды. Проведен анализ конкурентных преимуществ метода ГТК, а также свойств биоугля, получаемого этим методом из различных органических отходов. Выполнена сравнительная оценка энергетических затрат на реализацию процесса ГТК и традиционного метода торрефикации. Показано, что при получении биоугля методом ГТК энергетические затраты в несколько раз ниже, чем при торрефикации, благодаря тому, что вода, нагреваемая при повышенном давлении, остается в жидком состоянии. Это, в свою очередь, обеспечивает высокий потенциал для рекуперации тепловой энергии в процессе ГТК (около 87%). Теплота сгорания полученного биоугля достигает 27 МДж/кг, что соответствует показателям коммерческих энергетических углей. Анализ свойств получаемого в процессе ГТК биоугля указывает на принципиальную возможность его сжигания на угольных электростанциях совместно с традиционным углем (при наличии соответствующего газоочистного оборудования). Метод ГТК может быть использован для предварительной обработки высоковлажных органических отходов и биомассы в целях получения качественного биотоплива, а также водного раствора, который может применяться как основа для производства удобрений.