Лигнин предложили использовать в качестве топлива

Ученые из Северного (Арктического) федерального университета с коллегами из Университета Верхнего Эльзаса исследовали горение гидролизного лигнина — вещества, служащего сырьем для получения активированного угля, пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой кислот, — чтобы понять, можно ли использовать его в качестве топлива. Исследование опубликовано в журнале Bioresourse Technology.

Лигнин представляет собой комплекс полимерных соединений и входит в состав растений, где отвечает за прочность ствола или стебля. В промышленности активно используется гидролизный лигнин — побочный продукт производства пищевых продуктов из непищевого растительного сырья. Его применяют в медицине, для изготовления топлива, керамических материалов, удобрений, производства других промышленных продуктов и химикатов.

Исследователи изучили процесс горения гидролизного лигнина в специальном реакторе при быстром нагреве и последующем поддержании температуры. Такой реактор аналогичен топочному устройству котельных агрегатов, в которых сжигают топливо на предприятиях. В исследовании ученые сконцентрировались на анализе выбросов, которые сопровождают горение лигнина. Для этого они загружали измельченные образцы гидролизного лигнина в реактор и наблюдали за процессом его распада на составляющие при высокой температуре. Температура реакции варьировалась от 800 до 1200 °C. Кроме того, для сравнения процесса горения твердых топлив ученые использовали частицы еловой коры или ствола, а также угля, которые вводили в реактор при аналогичных условиях.

После сжигания анализу подверглись как газообразные, так и твердые отходы горения всех образцов. Ученые выяснили, что меньше всего выбросов происходит при температуре около 900 °C при горении гидролизованного лигнина. Обнаружилось также, что 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 °C. Также на дне реактора образовывались твердые остатки. При минимальной температуре (800 °C) это были сажевые частицы, при максимальной (1200 °C) — 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 при сжигании гидролизного лигнина сопоставимо с древесиной ели и корой древесины», — отметил один из авторов работы, 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.

Материал подготовлен при поддержке Фонда президентских грантов

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.