01/05/2021
0Эта идея может оказаться весьма перспективной и богатой приложениями. М.П.
Контролируемая вентиляция холодным воздухом не только сушит древесную щепу, хранящуюся в кучах, до влажности менее 15% за четыре недели, но и вдвое сокращает потери сухого вещества, обычно достигающие до 20%. Согласно результатам исследования ученых из Института сельскохозяйственной инженерии и биоэкономики им. Лейбница (ATB), которое недавно было опубликовано в журнале “Биомасса и биоэнергетика”, получение тепловой энергии за счет быстрой сушки более чем в шесть раз превышает электрическую энергию, необходимую для работы воздуходувки.
Выращивание быстрорастущих деревьев, таких как тополь, ива и робиния, на плантациях с коротким оборотом рубки или в системах агролесоводства дает фермерам и окружающей среде множество преимуществ. После укоренения деревьев, урожай на плантациях с короткой ротацией можно собирать с интервалом в 3-7 лет. После заготовки щепа имеет влажность 40-60%. До использования в следующем отопительном сезоне древесную щепу обычно сушат и хранят в больших открытых кучах. На первый взгляд этот процесс кажется рентабельным.
Однако сушка во время хранения может привести к значительным потерям. Из-за микробиолого-химических процессов температура в штабелях щепы в первые несколько недель повышается до 50-70 ° C. Из-за этого ускоряется процесс разложения органических веществ и теряется энергетическая ценность продукции. При сроке хранения 6 месяцев потери сухого вещества могут достигать 30%, в зависимости от типа древесины, размера частиц, структуры хранения и погодных условий. Различные подходы к уменьшению этих потерь, такие как сбор урожая и сушка целых стволов или техническая сушка, пока не дали удовлетворительных результатов.
На этом фоне ученые ATB в сотрудничестве с TU Dresden и промышленным партнером Kluge GmbH разработали и протестировали новую систему для активной вентиляции древесной щепы тополя окружающим воздухом. Вентиляция холодным воздухом уже используется в сельском хозяйстве, например, для сушки зерна или сена летом. Одной из проблем при сушке свежеубранной щепы тополя является ее сушка в весенних условиях, когда окружающий воздух поглощает значительно меньше влаги, чем летом.
Недавно разработанная система вентиляционных каналов для сенсорной вентиляции и сушки была испытана на двух кучах тополевой щепы объемом 90 м3 каждая. Аэрация проходила в два этапа: после сбора урожая в марте для охлаждения подавался холодный воздух, а при более благоприятных погодных условиях в апреле воздух использовался для сушки. Повышение температуры, характерное для начального периода хранения было снижено досреднего значения 6,3 ° C за счет обдува холодным окружающим воздухом всего за 41 час вентиляции. После 196 часов работы вентилятора на второй фазе содержание влаги в дымовой трубе снизилось с 51,5 до 11,9%. Затраты энергии на охлаждение и сушку составили 456 МДж на тонну сухого вещества.
«Чтобы работа была как можно более эффективной, кучу щепы предпочтительно следует охлаждать при температуре окружающей среды ниже 0 ° C. При выполнении этого условия рост грибка можно предотвратить почти полностью », – сообщает ученый ATB д-р. Карстен Люр. «С нашей точки зрения, важно проводить сушку как можно быстрее с максимально длинными интервалами сушки в день. В нашем эксперименте мы достигли остаточной влажности 12%. Это не обязательно для сжигания в котлах. Мы могли закончить сушку раньше и таким образом сэкономить энергию ». Чтобы иметь возможность завершить сушку в оптимальный для этого момент, ученые плпнируют усовершенствовать систему таким образом, чтобы вентилятор управлялся в зависимости от параметров текущего процесса сушки.
Использование мобильных вентиляционных каналов, которые можно повторно использовать для различных целей сушки, могло бы стать рентабельной альтернативой стационарной системе вентиляции.
Проект «Энергоэффективная вентиляционная сушка для производства качественной древесной щепы – BeTros», в настоящее время завершен. Он финансировался Центральной инновационной программой для МСП (ZIM) Федерального министерства экономики и технологий (BMWi).
