Единая информационная служба
+7 (8182) 21-61-00

Новости Высшей школы энергетики, нефти и газа

Ученые изучили процесс горения лигнина
26.06.2019
Ученые изучили процесс горения лигнина

Российские ученые провели исследование процесса горения гидролизного лигнина, чтобы понять, можно ли использовать его в качестве топлива. Российские ученые работали как приглашенные исследователи по гранту CampusFrance. Исследование опубликовано в журнале первого квартиля (Q1) международной базы цитирования Web of Science «Bioresourse Technology», имеющем импакт фактор 5,8.

Органический компонент древесины лигнин в составе растений отвечает за прочность ствола или стебля. В промышленности активно используется гидролизный лигнин, побочный продукт гидролизного производства. Его применяют в медицине, для изготовления топлива, керамических материалов, удобрений, производства других промышленных продуктов и химикатов.

Целью исследования стало изучение процесса горения гидролизного лигнина в реакторе скоростного нагрева при изотермических условиях, что является полным прототипом топочного устройства котельных агрегатов. Поскольку выбор топлива во многом зависит от безопасности и экологичности продуктов его сгорания, ученые сконцентрировались на анализе выбросов, которые сопровождают горение лигнина. Для этого они подавали измельченные образцы гидролизного лигнина в реактор скоростного нагрева и наблюдали за процессом его термического разложения. Температура задавалась от 800 до 1200 градусов Цельсия. Для сравнения процесса горения твердых топлив, ученые использовали частицы еловой коры или ствола, а также угля, которые вводили в реактор при аналогичных условиях.

Ученые проанализировали как газообразные, так и твердые отходы горения всех использованных образцов. Они выяснили, что для частиц, диаметр которых не превышает 2,5 мкм, меньше всего выбросов происходит при температуре около 900 градусов для гидролизного лигнина и коры ели и около 1000 градусов для древесины ели. При повышении температуры их становится больше.

Тем не менее, среди выбросов преобладают наночастицы менее 0,1 мкм в диаметре — примерно 90% от общей массы. При этом с повышением температуры таких частиц становится больше, вплоть до 99% для коры ели и древесины ели при температуре 1000–1200 градусов.

Также на дне реактора образовывались твердые остатки. При минимальной температуре (800 градусов) это были сажевые частицы, а при максимальной (1200 градусов) — зола.

«Проведенный нами анализ позволил сделать вывод, что во время процесса горения гидролизного лигнина образуется меньше загрязняющих веществ, чем у более традиционных источников топлива, таких как битуминозный уголь, а тепловыделение процесса энергетической утилизации гидролизного лигнина сопоставимо с древесиной ели и корой древесины», — прокомментировал один из авторов работы, кандидат технических наук, директор Высшей школы энергетики, нефти и газа САФУ Павел Марьяндышев.

Результаты исследования могут иметь большое значение для российской промышленности. Использование более экологичного топлива позволит снизить количество вредных выбросов в атмосферу и улучшить экологическую обстановку в России.

Исследование проводилось совместно с учеными из Лаборатории управления рисками и окружающей средой исследовательского института Жана-Батиста Доннета, университет Верхнего Эльзаса (Франция).

Возврат к списку