В табл. 17 приведены типичные характеристики различных видов биомассы как топлива [Stockinger, H., 1998]. Основными химическими элементами, входящими в состав древесной щепы, являются, % (мае.) по сухому веществу: углерод - 50, кислород - около 40, водород - 5-7. Концентрация азота составляет менее 1 %, хлора и серы - менее 0,1, зольность - около 1 % [Jorgensen, U., 1996]. Низшая теплота сгорания 10,5 МДж/кг при влажности 40 % [Suadicani, K., 1993].

Древесную биомассу как топливо разделяют на несколько групп в соответствии с ее происхождением: специально заготавливаемая в лесу топливная древесина, отходы лесозаготовок, отходы деревообработки, отходы целлюлозно-бумажной промышленности, городская древеси­на, специально выращиваемые быстрорастущие плантации. Древесная щепа может быть получена из деловой древесины, из деревьев, сру­бленных при прореживании молодых насаждений и рубках ухода в ста­рых насаждениях, из отходов лесозаготовки (вершинки, сучья, ветви). В группу отходов деревообработки входят древесные отходы, образую­щиеся при промышленной обработке древесины (обрезки, кора, опил­ки, стружки и т. п.).

наиболее широко распространенным отходом целлюлозно-бумаж­ной промышленности является черный щелок, который образуется в процессе щелочной и сернокислотной обработки древесины и содер­жит около 23 % твердых веществ. При выпаривании черного щелоч­ного раствора содержание твердых веществ возрастает до 45-70 %. Состав твердых веществ раствора: углерод - 42,6 %, кислород - 31,7, натрий - 18,3, водород - 3,6, сера - 3,6, минеральные оксиды - 0,2 %. Теплота сгорания сухого веществ — 15,4 МДж/кг [Danfors, В., 1998].

Основная часть городской древесины (из парков и т. п.) в евро­пейских странах используется для обогрева индивидуальных жилых домов. Остаток измельчается в щепу и продается как топливо. Каче­ство щепы, полученной из парковой древесины, ниже качества лесной щепы. Кроме того, количество парковой древесины невелико, и она рассредоточена.

Для получения древесного топлива в последнее время начинают использоваться также специально выращиваемые быстрорастущие плантации (ива, тополь, эвкалипт). например, срезание ивовых дере­вьев производится через каждые 3-4 г. Через год после срезания наблю­дается максимальный прирост растений - 10-11 т/га. Деревца измель­чаются в щепу размером от 40 до 200 мм. ивняк как сырье для прямого сжигания отличается от лесной древесной щепы несколько меньшей теплотой сгорания (QB = 18,3 МДж/кг) и большим содержанием са, К и Р, вследствие чего зольность у ивняка немного больше - 1,4 % (мас.) по сухому веществу [Jorgensen, U., 1996; Danfors, В., 1998].

Таблица 17

Характеристики различных видов биомассы как топлива

Примечание: * Расчет по массе влажного сырья.

** Расчет по массе сухого сырья.

*** В виде сильно спрессованных брикетов.

**** Сушка проводилась на воздухе в течение 9 мес.

содержание влаги в древесине и древесной коре колеблется в ши­роких пределах - от 2 до 75 %. Это объясняется не только наличием связанной воды в пористой структуре, но и влиянием времени года, места произрастания, а также способом хранения и транспортировки древесины.

при увеличении влажности топлива значительно снижаются кпД, низшая теплота сгорания топлива, температура в топке котла и его

КПД, что замедляет процесс сжигания топлива и существенно увели­чивает выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух (рис. 57-60) [Бородуля, В. А., 2009].

Рис. 57. Зависимость теплотворной способности биотоплива от его влажности

Рис. 59. Влияние влажности древесного биотоплива на КПД котла

рис. 60. зависимость выбросов загрязняющих веществ
от температуры горения топлива