Language
Country/Area
No result found
Путь трансформации черного щелока: почему он является лучшим выбором для биотоплива?
В промышленной химии черный щелок — это побочный продукт, получаемый при производстве целлюлозы из древесины с помощью крафт-процесса. Он в основном используется для удаления лигнина, гемицеллюлозы и других извлекаемых компонентов из древесины, а в конечном итоге — для извлечения целлюлозы. Состав черного щелока делает его относительно перспективным источником биотоплива, но по мере роста экологических проблем меняются и способы его использования.
Состав черного щелока
На каждую тонну произведенной целлюлозы производится около семи тонн черного щелока. Черный щелок представляет собой водную суспензию остатков лигнина, гемицеллюлозы и неорганических химикатов, используемых в этом процессе. Черный щелок содержит около 15% твердых веществ, из которых около 40–45% составляют органические вещества, в основном состоящие из мыла, лигнина и других органических веществ.
С развитием технологий очистки черного щелока многие традиционные методы очистки сточных вод больше не отвечают потребностям современной защиты окружающей среды.
Развитие черного ликера из истории
На ранних заводах по производству крафт-целлюлозы черный щелок сбрасывался в водоемы, что представляло серьезную угрозу для водной флоры и фауны и приводило к потемнению цвета воды. Процесс сульфатной варки значительно усовершенствовался с изобретением Г. Х. Томлинсоном в 1930-х годах котла-утилизатора. К 1990-м годам большинство заводов крафт-целлюлозы смогли потреблять собственный черный щелок, например, для рекуперации химикатов, используемых при приготовлении пищи, и снижения загрязнения воды.
Использование энергии из черного щелока
Черный щелок не только является побочным продуктом процесса производства целлюлозной пленки, но и содержит более половины энергетической ценности древесного сырья. Черный щелок обычно концентрируется до 65–80% в многокорпусном испарителе и сжигается в котле-утилизаторе для получения энергии и рекуперации химикатов, используемых при варке. Такой подход позволил целлюлозным заводам стать практически энергетически самодостаточными, особенно в Соединенных Штатах, где с 1990-х годов бумажные компании практически полностью потребляют собственный черный щелок.
Целлюлозная промышленность уже является крупным производителем возобновляемой энергии с нулевым уровнем выбросов углерода в Соединенных Штатах, вырабатывая около 28,5 тераватт-часов электроэнергии в год.
Применение черного щелока в качестве биотоплива
С появлением новых технологий изменился способ использования черного щелока. Развитие технологии газификации сделало черный щелок потенциальным сырьем для биотоплива. После газификации он может производить богатый энергией синтез-газ, который может использоваться в газовых турбинах или преобразовываться в химикаты и топливо.
Двойные проблемы окружающей среды и экономического развития
От сброса черного щелока в прошлом до его переработки сегодня ключевым моментом стал баланс между защитой окружающей среды и экономической выгодой. Однако все еще существуют небольшие заводы по производству крафт-целлюлозы, на которых не удается добиться эффективного извлечения черного щелока, что приводит к загрязнению некоторых сред, что также свидетельствует о срочности модернизации промышленности.
Налоговые льготы в США
В 2005 году Конгресс США принял налоговый стимул для поддержки использования жидких альтернативных видов топлива, который впоследствии был расширен в 2007 году и теперь распространяется на жидкие альтернативные виды топлива, полученные из биомассы. Такая политика значительно способствовала коммерческому использованию черного щелока, и результаты оказались впечатляющими для многих крупных компаний.
Будущие перспективы черного щелока
Путь к обновлению черного ликера продолжается. По мере углубления научных исследований применение черного щелока будет становиться все более обширным: от простого источника топлива до потенциального многофункционального биоматериала. Это не только ответ на потребность обрабатывающей промышленности в возобновляемой энергии, но и обязательство по защите окружающей среды.
Поскольку в мире растет спрос на возобновляемую энергию, может ли черный щелок стать основой будущей энергетической трансформации?
