Granules de lignine. Granulés de déchets de travail du bois (lignine hydrolytique) et leur procédé de fabrication

Un projet de production d'un nouveau type de biocarburant - des pastilles de combustible à partir de lignine a été lancé en Allemagne à l'Université technique de Cottbus en coopération avec le Centre de recherche sur la biomasse de Leipzig et une entreprise produisant des équipements technologiques.

Selon les experts, le nouveau projet permettra enfin de produire des granulés combustibles (pastilles) ou des briquettes de haute qualité à partir d'hydrolyse de la lignine à l'échelle industrielle.

Le projet pilote sera lancé en juin 2013. Le financement est effectué aux dépens des subventions de l'UE dans le cadre du programme de protection de l'environnement.

Plusieurs centaines d'années organisations scientifiques partout dans le monde sont engagés dans la recherche et le développement dans le domaine de l'utilisation de la lignine d'hydrolyse. Beaucoup d'entre eux ont déjà été introduits dans l'industrie au fil des ans. DANS ces derniers temps La pertinence de ces travaux est due à l'intérêt accru pour la résolution des problèmes environnementaux et pour l'utilisation industrielle de la biomasse en général dans le secteur de l'énergie. Mais sans un soutien gouvernemental sérieux, il est fort probable que «le chariot (dépotoir) sera là même maintenant».

Quant à la Russie, les réserves de lignine hydrolytique de la Fédération de Russie, s'élevant à des dizaines de millions de tonnes, sont comparables à d'autres déchets de transformation du bois - écorce, sciure, etc.

Il est intéressant de noter que la lignine diffère des déchets de bois par une plus grande homogénéité et, surtout, par une plus grande concentration (par exemple, décharges près des usines d'hydrolyse). En raison de l'absence presque totale de son utilisation, des problèmes surviennent d'un point de vue environnemental et de son stockage.

Dans la plupart des usines d'hydrolyse et biochimiques, la lignine est déversée et pollue de vastes zones.

De nombreux experts européens, visitant de telles usines, soulignent que nulle part en Europe ils n'ont vu une concentration aussi colossale de matières premières énergétiques non utilisées.

Selon les données disponibles dans la littérature, l'utilisation de la lignine d'hydrolyse comme matière première chimique dans la CEI ne dépasse pas 5%. Et selon l'International Lignin Institute, pas plus de 2% des lignines techniques sont utilisées dans le monde à des fins industrielles, agricoles et autres. Le reste est brûlé dans des centrales électriques ou jeté dans des décharges.

Problème

Le problème de l'utilisation de la lignine hydrolytique est le principal problème de l'industrie depuis les années 1930. Et bien que les scientifiques et les praticiens aient depuis longtemps prouvé qu'il était possible d'obtenir d'excellents carburants, engrais et bien plus encore à partir de la lignine, au cours des longues années d'existence de l'industrie de l'hydrolyse en URSS et dans la CEI, il n'a pas été possible d'utiliser pleinement la lignine.

La difficulté du traitement industriel de la lignine est due à la complexité de sa nature, ainsi qu'à l'instabilité de ce polymère, qui modifie de manière irréversible ses propriétés suite à une exposition chimique ou thermique. Les déchets des usines d'hydrolyse ne contiennent pas de lignine naturelle, mais plutôt des substances contenant de la lignine altérée ou des mélanges de substances à haute activité chimique et biologique. De plus, ils sont contaminés par d'autres substances.

Certaines technologies de traitement, par exemple, la décomposition de la lignine en composants chimiques (phénol, benzène, etc.) avec une qualité comparable des produits obtenus sont plus chers que leur synthèse à partir du pétrole ou du gaz.

CHIMIE ET \u200b\u200bTECHNOLOGIE DE TRAITEMENT DU BOIS

V.S.Boltovsky, docteur en sciences techniques, professeur (BSTU)

COMPOSITION DE LIGNINE HYDROLYSIQUE À PARTIR DE DUMPS D'OJSC "BOBRUISK PLANT BIOTECHNOLOGIES"

ET DIRECTIONS RATIONALES DE SON UTILISATION

La composition de la lignine hydrolytique des décharges de JSC "Bobruisk plant of biotechnologies" a été étudiée. Il a été montré qu'à la suite d'un stockage à long terme, la teneur totale en polysaccharides diminuait avec une dégradation significativement plus faible de la lignine elle-même. Les principales directions d'utilisation de la lignine hydrolytique sont envisagées et des recommandations sont données sur les directions les plus prometteuses et les plus rationnelles de son utilisation: obtention de briquettes et granulés combustibles, engrais organo-minéraux, sorbants.

La composition d'une lignine hydrolytique provenant de décharges de l'usine de biotechnologies JSC Bobruisk est étudiée. Il est démontré qu'un stockage prolongé de la lignine a entraîné la réduction de la teneur totale en polysaccharides à une dégradation significativement plus faible de la lignine réelle. Les principales directions d'utilisation d'une lignine hydrolytique sont examinées, et des recommandations sur les directions les plus rationnelles et les plus rationnelles de son utilisation sont formulées: recevoir des briquettes et des granulés de combustible, des engrais organo-minéraux et des sorbants.

Introduction. La lignine du tissu cellulaire de la biomasse végétale est un polymère naturel de haut poids moléculaire de structure aromatique qui, lors du traitement hydrolytique à la suite de transformations de polycondensation, forme une structure de réseau tridimensionnel et est un complexe complexe comprenant des structures aromatiques secondaires (lignine elle-même, significativement altérée lors de l'hydrolyse), une partie de polysaccharides et monosaccharides non hydrolysés non hydrolysés , substances du complexe lignohumique, acides minéraux et organiques, éléments de cendre et autres substances.

Le problème de l'utilisation de la lignine hydrolytique existe depuis la création de l'industrie, et n'a pas été fondamentalement résolu jusqu'à présent, malgré les nombreuses méthodes de sa transformation, y compris celles mises en œuvre dans l'industrie.

Les principales directions de traitement de la lignine hydrolytique sont: utilisation sous forme naturelle (dans la métallurgie ferreuse et non ferreuse, dans la production de produits réfractaires légers - comme additif de combustion, lors de la réception de combustible domestique, comme adsorbant, etc.), après traitement thermique (obtention de la lignine, actif et charbons granulaires), après traitement chimique (obtention de la nitrolignine et de ses modifications, collaktivite, substances biologiquement actives - sels d'ammonium de polycar-

acides booniques et engrais lignostimulants, lignine médicinale et «polyphepan», utilisés comme entérosorbant pour la prévention et le traitement des maladies du tractus gastro-intestinal des animaux et des humains au lieu du charbon actif), ainsi que comme carburant énergétique.

Sur le territoire de la République du Bélarus, dans des décharges, qui occupent des zones importantes et constituent une menace pour l'environnement, une quantité importante de lignine d'hydrolyse s'est accumulée, suffisante pour la transformation industrielle.

Les informations publiées dans la littérature caractérisent la composition chimique et les propriétés de la lignine hydrolytique obtenue après traitement hydrolytique de matières premières végétales. Pour une décision nuancée sur les moyens les plus rationnels d'utiliser la lignine des décharges, il est nécessaire de déterminer ses propriétés et de sélectionner les directions les plus prometteuses pour son traitement.

Partie principale. Pour l'analyse, des échantillons de lignine hydrolytique ont été utilisés, sélectionnés conformément aux exigences de TU BY 004791190. 005-98 de la décharge de l'usine de biotechnologie de Bobruisk, située dans le village de Titovka sur un site industriel pilote pour le séchage au champ de la lignine.

La détermination de la composition chimique des composants d'échantillons de lignine d'hydrolyse et de briquettes et de granulés fabriqués à partir de celle-ci a été effectuée

méthodes d'analyse adoptées dans la chimie du bois et de la cellulose et la production d'hydrolyse.

L'analyse thermogravimétrique d'échantillons de bois de pin, de bouleau et de lignine hydrolytique a été réalisée sur un appareil TA-4000 METTLER TOLEDO (Suisse) dans les conditions suivantes: un poids d'échantillon de 30 mg, une vitesse de montée en température de 5 ° C / min dans la plage 25-500 ° C, soufflage d'air 200 ml / min.

Les résultats de la détermination de la teneur en composants principaux des échantillons de lignine d'hydrolyse de la décharge sont donnés dans le tableau. 1.

La comparaison des résultats de l'analyse de la lignine hydrolytique des décharges avec la composition moyenne de la lignine obtenue immédiatement après la transformation hydrolytique du bois (tableau 2) montre qu'à la suite d'un stockage à long terme, la teneur totale en polysaccharides a diminué avec une dégradation significativement moindre de la lignine elle-même.

Dans le même temps, la lignine d'hydrolyse contient les mêmes composants principaux que le bois (tableau 3), mais une plus petite quantité de polysaccharides et une plus grande quantité de lignine elle-même, qui n'est pas hydrolysée lors du traitement hydrolytique, c'est-à-dire qu'il s'agit de bois après traitement d'hydrolyse (biomasse végétale).

Les résultats de l'analyse thermogravimétrique du bois et de l'hydrolyse de la lignine (perte de poids et thermo-gravimétrie différentielle, qui caractérise le taux de perte de poids), ont montré que la décomposition thermique

le bois de pin et de bouleau et la lignine hydrolytique se produisent de la même manière:

Dans la plage de température de 25 à 100 ° C, l'humidité libre est éliminée (la perte de poids du bois de pin et de bouleau est de 6,26,4%, respectivement, la lignine hydrolytique -3,8-4,2%);

À des températures supérieures à 100 et jusqu'à 300 ° C, la désorption de l'eau liée se produit avec une perte de masse de bois 4,2-4,3% et de lignine hydrolytique 4,1-5,5%;

Le taux maximal de perte de masse du bois, accompagné de sa décomposition thermique active et de sa perte de poids, est observé à une température de 300 ° C, la lignine hydrolytique - 280 ° C, c'est-à-dire que les principaux composants du bois d'origine et du bois après traitement d'hydrolyse (hydrolyse de la lignine) brûlent pratiquement dans la même plage de température ;

Avec une nouvelle augmentation de la température, une destruction plus profonde, une perte de poids et une carbonisation se produisent avec la formation d'un résidu carboné en une quantité de 2,3-5,5% lors de la combustion du bois et de 3,9-5,9% - lignine hydrolytique.

Les résultats de l'analyse thermogravimétrique confirment les résultats et conclusions tirés sur la base de la détermination de la composition chimique du bois et de la lignine hydrolytique que la lignine hydrolytique est du bois après traitement d'hydrolyse et présente des propriétés similaires au bois lors de la combustion.

Tableau 1

% en poids de matière absolument sèche

Nom du composant Valeurs moyennes des échantillons prélevés en profondeur, m

Total des polysaccharides, dont: 21,51 19,61 17,67

Facilement hydrolysable 1,63 1,65 1,80

Difficile à hydrolyser 19,88 17,96 15,87

Cellulose 18,86 17,04 19,95

Lignine 47,94 52,71 49,32

Cendre 9,56 5,65 10,61

Acidité (en termes de H2SO4) 0,1 0,1 0,1

Tableau 2

Polysaccharides 12,6-31,9 19,9

Lignine proprement dite 48,3-72,0 57,1

Acidité (en termes de H2SO4) 0,4-2,4 -

Teneur en cendres 0,7-9,6 -

Remarque. L'article fournit des données sur la détermination de la lignine d'hydrolyse de l'usine d'hydrolyse de Bobruisk; comme polysaccharides - seulement la teneur en cellulose.

Composition chimique bois de diverses essences

Tableau 3

Nom du composant Contenu,% en poids de matière absolument sèche

Épicéa pin bouleau tremble

Total des polysaccharides, dont: 65,3 65,5 65,9 64,3

Facilement hydrolysable 17,3 17,8 26,5 20,3

Difficile à hydrolyser 48,0 47,7 39,4 44,0

Cellulose 46,1 (44,2) 44,1 (43,3) 35,4 (41,0) 41,8 (43,6)

Lignine 28,1 (29,0) 24,7 (27,5) 19,7 (21,0) 21,8 (20,1)

Cendres 0,3 0,2 0,1 0,3

* La teneur en cellulose sans hémicelluloses et lignine est indiquée entre parenthèses selon les données sources.

Les instructions d'utilisation de la lignine hydrolytique sont variées. Prometteur pour production industrielle sont, par exemple, des produits basés sur ses propriétés de sorption élevées (sorbants, y compris les entérosorbants médicaux - lignine médicinale et polyphepan), charbons actifs, engrais à libération prolongée et autres produits) et son pouvoir calorifique (en tant que carburant). Le pouvoir calorifique de la lignine hydrolytique à une humidité de 60% est de 7750 kJ / kg, à 65% - 6150 kJ / kg et à 68% - 5650 kJ / kg. Le pouvoir calorifique moyen de la lignine absolument sèche est de 24 870 kJ / kg.

À l'heure actuelle, l'entreprise, subordonnée à l'usine de biotechnologie de Bobruisk, maîtrise la production de briquettes de combustible (TU BY700068910.019-2008) et de granulés à partir de lignine hydrolytique.

Les résultats de la détermination de la teneur en composants principaux des briquettes et des granulés fabriqués à partir de lignine hydrolytique sont présentés dans le tableau. 4.

Comme on peut le voir sur le tableau. 4 résultats, en termes de teneur en composants principaux, briquettes et granulés ne diffèrent pratiquement pas de la lignine hydrolytique, à partir de laquelle ils sont fabriqués, et du bois, mais ils ont une teneur plus faible en polysaccharides et plus de lignine.

Utilisation à grande échelle de la lignine d'hydrolyse dans agriculture comme engrais organique (sous forme naturelle), engrais organo-minéral

(en mélange avec des composants minéraux ou déchets de l'industrie microbiologique - liquide de culture usé après fermentation de microorganismes, ou en mélange avec divers minéraux après compostage - biohumus), engrais lignostimulant (après modification par destruction oxydative par diverses méthodes avec enrichissement simultané en azote et micro-éléments ).

L'utilisation d'engrais à base de lignine hydrolytique apporte:

Amélioration des propriétés physiques du sol et des conditions de développement des champignons saprophytes;

Création d'une couche superficielle lâche, qui assure un échange eau-air normal;

Activation des processus de nitrification dans le sol;

Action prolongée créant les conditions de rétention les nutriments (en raison de la forte capacité d'adsorption de la lignine) et de leur consommation progressive par le système racinaire des plantes et empêchant leur lessivage rapide précipitations atmosphériques et les eaux du sol;

Une accélération de la croissance et une augmentation du rendement des plantes agricoles (par exemple, l'introduction de lignine dans un mélange avec de l'ammoniac ou de l'urée augmente le rendement du seigle d'hiver de 1617%, l'engrais lignostimulant à raison de 0,4 t / ha conduit à une augmentation du rendement des pommes de terre de 15-30%).

Tableau 4

Nom du composant Briquettes Pellets

Total des polysaccharides, dont 19,25 19,67

Facilement hydrolysable 2,13 2,17

Difficile à hydrolyser 17,12 17,50

Cellulose 15,90 16,81

Lignine 46,41 44,73

Cendre 8,97 9,30

Acidité (en termes de H2SO4) 0,1 0,1

Les sorbants obtenus à base de lignine hydrolytique présentent les avantages suivants:

Ils ont une capacité de sorption élevée. La surface spécifique de la lignine hydrolytique initiale, contenant 15,2% de cellulose, est de 10,14 mg / g, et celle de l'entérosorbant médical (lignine médicinale) obtenu sur sa base après un traitement approprié est de 16,3 mg / g, le volume poreux de la lignine initiale est de 0,651 cm3 / g, lignine thérapeutique -0,816 cm3 / g. Le volume total des pores du polyphepan est de 0,8 à 1,3 cm3 / g. Les coefficients de distribution du césium et du strontium entre leurs solutions modèles et l'entérosorbant atteignent 400900, et la sorption des micro-organismes des milieux de culture - 108 cellules / g de la préparation;

Ils ont un prix de revient bas, car ils sont un résidu après traitement hydrolytique de la biomasse végétale;

Sont de la biomasse végétale naturelle;

Ont une faible teneur en cendres pendant la combustion.

Applications possibles:

Traitement des solutions artificielles, des eaux industrielles et pluviales eaux usées;

Utilisation à des fins médicales comme entérosorbant;

Sorption des déchets liquides faiblement et moyennement radioactifs;

Utiliser pour nettoyer les gaz des radionucléides et des métaux lourds;

Utilisation dans des installations à usage individuel et collectif pour la purification de l'eau;

Isolation des terres rares, des métaux précieux et non ferreux;

Autres domaines d'application, comme phytosorbants naturels.

Le plus rationnel du point de vue du traitement à grande échelle de la lignine hydrolytique en République de Biélorussie, en plus de la production de briquettes et de granulés à utiliser comme combustible, est la production de sorbants, y compris pour l'épuration des eaux usées industrielles, et d'engrais organiques ou organo-minéraux.

Littérature

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Lignine hydrolytique - un excellent carburant riche en calories et une matière première renouvelable facilement disponible pour la production de pastilles et de briquettes de combustible

Actuellement, la pertinence de la question de la production de sources d'énergie alternatives ne cesse de croître. Il ya un certain nombre de raisons à cela.

1. Les vecteurs énergétiques traditionnels - gaz, charbon, pétrole - sont de plus en plus difficiles à extraire chaque année, ce qui entraîne une augmentation constante de leur coût. Comme vous le savez, la question du coût du gaz importé revêt une importance particulière pour l'Ukraine.

2. Les réserves de ressources énergétiques traditionnelles s'épuisent rapidement, ce qui fait de la production d'énergies alternatives un secteur d'activité très prometteur.

3. La production de sources d’énergie de remplacement est stimulée par les gouvernements de tous les pays développés, y compris l’Ukraine.

Stockage de lignine brûlant

Granulés de lignine Briquette de lignine Pini & Key

La principale concurrence dans cette industrie ne réside pas dans les ventes.- il n'y a tout simplement aucun problème, et, en général, tous les produits sont expédiés pour l'exportation vers les pays de l'Union européenne - et dans le domaine de la fourniture de matières premières. Le fait est que de nombreuses entreprises qui ont installé des équipements pour le briquetage ou la granulation de la biomasse ne fonctionnent actuellement pas à pleine capacité et sont souvent complètement inactives en raison du manque de matières premières. Cela est principalement dû à la saisonnalité de la disponibilité de certains types de matières premières (balle de tournesol, paille, déchets de cultures céréalières, déchets de transformation de maïs, autres types de matières premières agricoles), au choix incorrect du site d'installation des équipements (par exemple, éloignement des sources potentielles de matières premières), aux coûts logistiques importants pour la livraison des matières premières. , qui, en règle générale, a une densité apparente très faible (par exemple, la densité apparente des balles de tournesol est de 100 kg / m3).

Dans une telle situation, la lignine est une bonne alternative aux déchets agricoles comme matière première, puisque ses réserves sont en grande quantité quelle que soit la saison de traitement, la lignine se prête bien à la granulation et au briquetage en raison de ses excellentes propriétés liantes, a une densité apparente assez importante (jusqu'à 700 kg / m3) , ce qui rend son transport sur de longues distances rentable, même pas sous forme granulaire, a un bon pouvoir calorifique, comparable au charbon, avec une teneur en cendres beaucoup plus faible, et le prix de la matière première, la lignine, est relativement bas. En raison des propriétés spéciales de la lignine, dans la technologie de sa préparation pour une utilisation ultérieure, une importance particulière est attachée à la question du séchage de la lignine.

Si un considérer la lignine d'un point de vue physique et chimique,alors, dans sa forme originale, cette substance est une masse complexe semblable à de la sciure, dont la teneur en humidité atteint soixante-dix pour cent. En fait, la lignine est un complexe unique de substances composé de polysaccharides, d'un groupe spécial de substances appartenant au complexe dit lignohumique, de monosaccharides, de divers acides minéraux et organiques de diverses saturations, ainsi que d'une certaine partie de cendres. La lignine hydrolysée est une masse semblable à de la sciure avec une teneur en humidité d'environ 55 à 70%. En termes de composition, il s'agit d'un complexe de substances, qui comprend la lignine de la cellule végétale elle-même, une partie de polysaccharides, un groupe de substances du complexe lignohumique, des acides minéraux et organiques non lavés après l'hydrolyse du monosaccharide, des cendres et d'autres substances. La teneur en lignine proprement dite dans la lignine varie de 40 à 88%, les polysaccharides de 13 à 45% de résine et les substances du complexe lignogumique de 5 à 19% et les éléments de cendre de 0,5 à 10%. Les cendres de lignine d'hydrolyse sont principalement alluviales. L'hydrolyse de la lignine se caractérise par un volume poreux important, se rapprochant de la porosité du charbon, une réactivité élevée par rapport aux agents réducteurs carbonés traditionnels, et deux fois la teneur en carbone solide par rapport au bois, atteignant 30%, soit près de la moitié du carbone du charbon de bois.

La lignine hydrolytique se distingue par sa capacité à passer dans un état viscoplastique lorsqu'une pression d'environ 100 MPa est appliquée. Cette circonstance a prédéterminé l'une des directions prometteuses pour l'utilisation de la lignine d'hydrolyse sous forme de briquettes. Il a été établi que les briquettes de ligno sont un carburant domestique à haute teneur en calories et à faible émission de fumée, un réducteur de haute qualité dans la métallurgie ferreuse et non ferreuse, remplaçant le coke, le semi-coke et le charbon de bois, et peuvent également être utilisées pour la production de charbon de bois et d'absorbants de carbone. Les recherches et les travaux expérimentaux-industriels d'un certain nombre d'organisations ont montré que o lignine d'hydrolyse briquetée peut être une matière première précieuse pour les industries métallurgique, énergétique et chimique économie nationale pays, ainsi que du carburant municipal de haute qualité.

Des développements technologiques peuvent être recommandés pour la mise en œuvre, permettant d'obtenir les produits ligno briquetés suivants:
- des lignobriquettes pour remplacer les agents réducteurs métallurgiques traditionnels au carbone et la charge grumeleuse dans la production de silicium cristallin et de ferroalliages;
- les lignobriquettes de combustible à faible dégagement de fumée;
- charbon lignin briqueté à la place du charbon ligneux dans l'industrie chimique;
- les sorbants de carbone issus de lignobriquettes pour le nettoyage des déchets industriels et la sorption des métaux lourds et nobles;
- briquettes énergétiques issues d'un mélange avec tamisage de préparation de charbon.

Les briquettes de lignine sont des combustibles de haute qualité avec un pouvoir calorifique allant jusqu'à 5500 kcal / kg et une faible teneur en cendres. Lorsqu'elles sont brûlées, les briquettes de lignine brûlent avec une flamme incolore sans émettre de torche fumigène. La densité de la lignine est de 1,25 à 1,4 g / cm3. L'indice de réfraction est de 1,6.

La lignine hydrolytique a un pouvoir calorifique qui, pour la lignine absolument sèche, est de 5500 à 6500 kcal / kg pour un produit avec 18-25% d'humidité, 4400-4800 kcal / kg pour la lignine avec 65% d'humidité, 1500-1650 kcal / kg pour la lignine avec une humidité supérieure à 65%. Selon ses caractéristiques physicochimiques, la lignine est un système polydispersé triphasé avec des tailles de particules de plusieurs millimètres à microns ou moins. Des études de lignines obtenues dans différentes usines ont montré que leur composition est caractérisée en moyenne par la teneur en fraction suivante: supérieure à 250 microns - 54-80%, inférieure à 250 microns - 17-46%, et inférieure à 1 micron - 0,2- 4,3%. En termes de structure, une particule de lignine hydrolytique n'est pas un corps dense, mais un système développé de micro et macropores, la taille de sa surface interne est déterminée par l'humidité (pour la lignine humide, elle est de 760-790 m2 / g, et pour la lignine sèche seulement 6 m2 / g).

Comme le montrent de nombreuses années de recherche et d'essais industriels effectués par un certain nombre de chercheurs, d'enseignement et entreprises industrielles, des types précieux de produits industriels peuvent être obtenus à partir de l'hydrolyse de la lignine. Pour l'ingénierie électrique, le combustible briqueté domestique et de cheminée peut être produit à partir de la lignine hydrolytique initiale, et le combustible électrique briqueté peut être produit à partir d'un mélange de lignine avec des tamis de séparation du charbon.

Le processus de combustion de la lignine dans les fours technologiques sans transfert de chaleur direct présente des différences significatives par rapport aux fours des chaudières à vapeur. Ils n'ont pas de surface réceptrice de rayonnement et, par conséquent, pour éviter le scories des cendres, il est nécessaire de calculer soigneusement les régimes aérodynamiques du processus. En raison de l'absence de transfert direct de chaleur, la température du cœur de la torche s'avère plus élevée et se concentre dans un volume plus petit que dans les fours des chaudières à vapeur. Pour brûler la lignine, il est le plus opportun d'utiliser un four à torchère du système Shershnev, qui offre un rendement suffisamment élevé pour les combustibles à haut degré de dispersion.

La lignine peut être utilisée efficacement comme combustible pour la combustion dans un générateur de chaleur d'un complexe de séchage pour le séchage de la sciure ou d'une autre biomasse dans des lignes de production de pastilles de combustible, de pellets et de briquettes de combustible. Le carburant pulvérisé soigneusement préparé en termes de taux de combustion et d'efficacité de combustion se rapproche du carburant liquide. Une combustion complète dans la torchère est assurée avec un taux d'excès d'air plus faible et, par conséquent, avec une température plus élevée. Lors de la conduite d'un processus de combustion avec un petit excès d'air, des conditions de fonctionnement antidéflagrantes du complexe de séchage sont fournies, ce qui distingue positivement le séchage avec utilisation directe des gaz de combustion de la méthode de séchage à l'air chaud.

Ainsi, la lignine est un excellent carburant riche en calories et une matière première renouvelable facilement disponible pour la production de pastilles et de briquettes de combustible.

Application de lignine en poudre.

La lignine en poudre convient comme additif actif dans le béton bitumineux routier, ainsi que comme additif au mazout lorsqu'il est utilisé dans l'ingénierie électrique et la métallurgie. L'hydrolyse de la lignine utilisée sous forme de poudre minérale permet:
1. Pour améliorer la qualité du béton bitumineux (résistance - de 25%, résistance à l'eau - de 12%, résistance à la fissuration (fragilité) - de -14 ° C à -25 ° C) en raison d'une modification supplémentaire du bitume de pétrole.
2. Économisez les matériaux de construction des routes: a) bitume de pétrole de 15 à 20%; b) 100% poudre minérale de chaux.
3. Améliorer considérablement la situation environnementale dans la zone de stockage des déchets.
4. Restituer les terres fertiles actuellement occupées par des tas.

Ainsi, les études menées sur l'utilisation de la lignine d'hydrolyse technologique (THL) dans la production de béton bitumineux montrent qu'il existe des opportunités d'expansion significative de la base de matière première pour la construction d'autoroutes modernes (républicaines, régionales et urbaines), tout en améliorant la qualité de leur revêtement grâce à la modification du bitume de pétrole par hydrolyse lignine et remplacement complet des poudres minérales coûteuses.

Une entreprise innovante dans le domaine des énergies alternatives a été lancée à Onega - une usine de production de granulés à partir de lignine hydrolytique. La particularité des biocarburants est que les matières premières pour sa production sont exclusivement déchets industrielscouché sur le sol depuis le siècle dernier.

La première usine russe de production de granulés de lignine a été mise en service dans la région d'Arkhangelsk. La production a été établie par Bionet OJSC en collaboration avec les spécialistes de la société allemande Alligno sur la base de l'ancienne usine d'hydrolyse Onega. Le choix de l'emplacement n'est pas accidentel - au cours de son existence en années soviétiques L'industrie de l'hydrolyse à Onega a accumulé d'importantes réserves de lignine, ce qui permettra à l'usine de produire 150 000 tonnes de granulés par an pendant 10 à 15 ans. La nouvelle usine est en construction depuis 2013. Le volume total des investissements dans la production s'est élevé à environ 40 millions d'euros, dont 10 millions sont des prises de participation de Gazprombank, 30 millions d'euros supplémentaires ont été levés par la banque en plus dans le cadre du financement de projets.

Les granulés de lignine ont un but similaire aux granulés de bois traditionnels - ils sont utilisés comme combustible dans les chaudières industrielles pour produire de la chaleur ou de l'électricité. L'unicité des nouveaux granulés dans la technologie innovante de transformation de la lignine par hydrolyse, qui vous permet d'obtenir un produit d'exportation à haute valeur ajoutée et aux propriétés physiques uniques.

Le pouvoir calorifique des granulés de lignine est presque un quart supérieur à celui des granulés de bois conventionnels. Les nouveaux granulés ont une densité élevée, sont étanches et ne sont pas sujets à une combustion spontanée. Cela simplifie grandement leur stockage et leur transport.

Selon un certain nombre d'économistes du secteur, la production de granulés se concentre principalement sur les marchés européens, où des politiques de réduction de la part des matières premières fossiles sont mises en œuvre, soutenues par des programmes de subventions gouvernementales pour les entreprises utilisant des biocarburants. Bioneta n'a pas encore divulgué les acheteurs, précisant seulement que désormais des entreprises italiennes, allemandes et slovènes manifestent un intérêt actif pour le nouveau produit.

Outre la composante économique du projet, son importance sociale pour la région est également importante. «Lorsque l'usine est complètement chargée, environ deux cents emplois sont créés. Les budgets locaux recevront des revenus supplémentaires sous forme d'impôts. Parallèlement aux activités de l'usine, il est possible d'améliorer l'ingénierie et les infrastructures communales, ainsi que d'offrir des conditions de vie favorables aux travailleurs de l'usine et à leurs familles », a déclaré Igor Cheremnov, directeur général de Bionet.

Comme l'a noté Igor Godzish, ministre du Complexe des combustibles et de l'énergie et du logement et des services communaux de la région d'Arkhangelsk, la production de biocarburant permet non seulement de résoudre le problème lié aux décharges de lignine et de réduire leur impact négatif sur la région, mais également de créer un produit d'exportation innovant.

Pour Gazprombank, c'est loin d'être le premier investissement dans le secteur réel de l'économie. Gazprombank a expliqué son intérêt pour Bionet OJSC par le fait qu'historiquement, le secteur de l'énergie est l'une des compétences clés de Gazprombank dans le domaine des investissements directs. «Nous suivons de près le marché de la bioénergie en Russie depuis longtemps et sommes constamment à la recherche d'opportunités d'investissement intéressantes», a déclaré Sergei Grishchenko, directeur adjoint des investissements directs de Gazprombank et président du conseil d'administration de Bioneta. Selon lui, le niveau élevé de mise en œuvre du projet a permis d'attirer des financements de l'agence allemande de crédit à l'exportation Hermes, ce qui a en général réduit le coût total du financement.

Gazprombank ne doute pas du succès commercial du projet et envisage de le développer. «Après avoir atteint des indicateurs de performance stables de l'usine d'Onega et en fonction des conditions de marché qui prévaudront à ce moment-là, nous prévoyons d'initier un financement pour la création d'installations de production supplémentaires», a ajouté M. Grishchenko.

En 2017, Bionet a achevé la première expédition commerciale d'un lot de pastilles de combustible lignine hydrolytique vers l'Europe. Selon le directeur général de la société Vyacheslav Pyshny, Bionet est le seul fabricant mondial de granulés à base de lignine, et son propriétaire, Gazprombank, entend reproduire cette production.

- Comment vous est venue l'idée de créer la société Bionet?

- L'idée d'utiliser la lignine hydrolytique comme carburant est apparue dans temps soviétique à l'usine d'hydrolyse en fonctionnement.

À cette époque, cette entreprise produisait une grande quantité de déchets issus de la production d'alcool éthylique, qui devaient être stockés ou recyclés. Après avoir passé un certain nombre recherche en laboratoire et analyses, les travailleurs de l'usine d'hydrolyse sont arrivés à la conclusion que ces déchets peuvent être utilisés comme combustible dans leur propre chaufferie. Les expériences étaient constamment accompagnées d'échecs qui ont empêché le développement de solutions technologiques. Bientôt, l'usine d'hydrolyse a cessé d'exister. Mais les décharges de lignine ne sont allées nulle part, et l'équipe de la société Bionet, ayant repris l'idée, a procédé au développement de solutions technologiques.

L'entreprise a été fondée en 2009, dès le début, elle a été créée pour la production de biocarburants. Le seul actionnaire de la société est Gazprombank JSC. Les investissements dans ce projet se sont élevés à environ 30 millions d'euros. La période de récupération est de 6 à 8 ans. Aujourd'hui, nous fabriquons des produits uniques sous la marque Black Pellets Bionet. Nous sommes le seul fabricant de pastilles de combustible d'hydrolyse lignine au monde. Jusqu'à présent, l'entreprise possède une usine. Mais, autant que je sache, dans les plans de l'actionnaire, à la suite du résultat positif du pilote Bionet, de considérer la question de la réplication de telles entreprises.

- Quelles tâches les actionnaires vous ont-ils confiées pour 2017?

- Atteindre les indicateurs de capacité de conception. L'année dernière, nous avons terminé la mise en service et produit plus de 20 000 tonnes de pellets. Au premier semestre 2017, la rénovation de l'usine a été achevée. Alors que les travaux de mise en service étaient en cours, de nouvelles solutions innovantes sont apparues, que nous avons essayé d'appliquer dans notre entreprise et chez ce moment nous avons produit 7,3 mille tonnes de granulés à partir de la lignine d'hydrolyse. Nous ne cessons de travailler sur le perfectionnement du processus technologique: nous nous efforçons de prendre en compte toutes les innovations dans les solutions et équipements de production de notre segment dans notre usine. Maintenant, la ligne est sortie et travaille avec un dévouement total. Pour le moment, nous sommes en train de passer des contrats avec plus de sept consommateurs de nos produits. Il est important de comprendre que le travail est effectué pour le client, et sur la base des résultats du contrat signé, nous obtenons un chiffre qui est le dernier, une sorte de référence, vers lequel nous nous dirigeons. Sur les livraisons que nous avons déjà effectuées, le produit s'est élevé à environ 40 millions de roubles. Au cours des trois prochaines années, nous comptons gagner 30 millions d'euros.

- Qui était le fournisseur d'équipement?

- Ce sont de grands fabricants étrangers. L'usine est équipée d'un équipement de séchage de VetterTec (Allemagne). Le fabricant italien Pal a fourni un système de purification de l'air fin pendant toute la phase de production - de la préparation des matières premières d'entrée à la zone de granulation. Des presses à pellets pour la production de pellets nous ont été fournies par Salmatec (Allemagne).

- Quelle est la technologie pour la production de granulés à partir d'hydrolyse de la lignine?

- La technologie de production est la propriété intellectuelle de l'entreprise, je ne peux donc pas la divulguer. D'une manière générale, la spécificité de la technologie réside dans le fait que le séchage de la matière première d'entrée est effectué sur basses températures... Les matières premières sont également déplacées de manière spéciale et la préparation des matières premières pour la granulation diffère de la préparation conventionnelle.

- Quel est l'avantage des granulés de lignine hydrolysée par rapport aux granulés de bois conventionnels?

– Granulés de lignine appartiennent à des produits innovants. Ils ne sont pas hygroscopiques et peuvent être stockés à l'extérieur avec peu ou pas de couverture. Ils ne sont pas affectés par la lumière du soleil et ne sont pas saturés d'humidité: si des granules d'hydrolyse de lignine sont immergés dans un liquide, ils peuvent y rester longtemps et leur structure ne changera pas. Les granulés de bois ordinaires dans de telles conditions se transformeront simplement en bouillie. Les granulés de lignine ont une valeur calorifique plus élevée. Si les granulés de bois ordinaires ont un pouvoir calorifique inférieur d'environ 17 GJ / t, alors les nôtres ont 20,5 GJ / t.

- Le coût de production des granulés de lignine est-il plus élevé que celui des granulés conventionnels?

- La production de granulés à partir de lignine est moins chère, car il n'est pas nécessaire d'acheter des additifs spéciaux. Surtout les coûts d'électricité. La totalité processus technologique automatisé, l'opérateur ne contrôle que. Notre modèle d'entreprise peut potentiellement fournir 244 emplois. À l'heure actuelle, l'entreprise emploie 151 personnes. Étant donné que la production est de haute technologie et nécessite certaines compétences du personnel - connaissance de systèmes logiciels spécialisés, participation humaine aux logiciels - nous ne recrutons pas de personnes sans formation. Et une fois tous les deux mois, les employés sont examinés pour vérifier leur conformité à leur poste.

- En quoi les granulés noirs Bionet diffèrent-ils des granulés torréfiés «noirs»?

- Les granulés «noirs» sont une nouvelle direction sur le marché, et jusqu'à présent nous indiquons dans les certificats que nous appartenons à ce segment. Les producteurs de granulés de bois «noirs» sont principalement des entreprises des États-Unis et du Canada. Nous appartenons de moins en moins à ce segment et avec le temps nous quitterons la marque Black Pellets Bionet. Nous développons maintenant une marque qui correspondra et caractérisera pleinement notre produit. La production est privée d'un processus aussi énergivore que la torréfaction ou la pyrolyse du bois.

- L'entreprise se fournit-elle en matières premières?

- Oui, les matières premières sont notre propriété. La lignine est un déchet de la production d'hydrolyse, et en plus de produire du biocarburant, nous sommes également une entreprise de recyclage - nous libérons la terre de impact négatif déchets générés antérieurement. Le volume existant de lignine à la décharge assurera le fonctionnement de la production pendant 15 à 20 ans.

- Comment la logistique est-elle organisée?

- Géographiquement, nous sommes situés loin des principales routes commerciales et des centres logistiques. Mais en même temps, l'entreprise dispose de sa propre ligne de chemin de fer, qui traverse le territoire de l'entreprise et nous relie aux autoroutes principales. Par conséquent, nous pouvons effectuer une livraison rapide des produits finis à l'acheteur. Nous avons la capacité d'expédier des produits finis directement sur le territoire de l'usine, il y a des zones pavées, des rampes, un placement pratique des entrepôts. Avec l'administration de la région d'Arkhangelsk. nous étudions la possibilité de créer un mur de quai, des équipements portuaires, des infrastructures à Onega. La rivière Onega, sur les rives de laquelle se trouve l'usine, se jette dans la mer Blanche. Notre entreprise dispose de son propre service logistique. Les pellets sont transportés par chemin de fer vers les ports logistiquement avantageux du nord-ouest du pays pour un transbordement ultérieur vers des navires et la poursuite de leur voyage, selon le pays vers lequel ils sont expédiés. DANS pays européens les granulés viennent par mer.

- Quels sont les principaux marchés de vente de l'entreprise?

- Nos clients sont de grandes entreprises énergétiques des pays Europe centrale et Benelux. N'oublions pas le nord de l'Europe - c'est la Finlande. Dans le cadre de l'idée de répliquer nos usines, nous avons commencé à étudier les marchés chinois, coréen et japonais. Nous considérons également le nord du Kazakhstan comme un consommateur potentiel. Nous ne refusons aucune offre et sommes prêts à aller de l'avant. Aujourd'hui, en Asie, on a tendance à construire de grands complexes énergétiques. De nombreux pays s'éloignent de la pollution gazeuse, des émissions inutiles. Si la Russie le fait aussi, ce sera formidable! En effet, nos plans sont de vendre 10 à 15% de tous les produits manufacturés dans le nord-ouest du pays.

- Quelle part des marchés asiatiques et européens comptez-vous prendre?

- Le marché asiatique est énorme. Je pense que notre part sera d'environ 3%. Nous serons prêts à fournir 100 000 tonnes de pellets à ce marché, soit 90% de tous les produits manufacturés. En Europe, nous pourrons occuper environ 10% du marché des pellets.

- Envisagez-vous d'étendre la production?

- Maintenant, nous sommes déjà en phase d'expansion. Nous prévoyons de lancer une ligne de production de briquettes à partir de nos déchets de production, formés à la suite de la préparation des matières premières avant l'étape de granulation. Afin de ne pas mettre en décharge ces déchets, nous avons effectué un certain nombre de tests en laboratoire et sommes arrivés à la conclusion qu'ils pouvaient être utilisés comme matières premières pour la production de briquettes. Cela nécessite l'installation d'une ou deux presses à granulés. Ces produits seront destinés au marché intérieur. De plus, nous prévoyons d'utiliser des briquettes pour nos propres besoins, ainsi que de les vendre dans la région pour générer de la chaleur non seulement dans la ville d'Onega, mais aussi dans les centrales à combustible et les centrales électriques de la région. La construction de la ligne devrait s'achever en janvier 2018, et en février nous commencerons la production.

- Qui sont les consommateurs de vos pellets?

- Le marché russe des granulés est représenté par des organisations privées. Il s'agit du chauffage des chalets, maximum - petites salles de sport. Les gens ne comprennent pas ce que sont les granulés. Notre combustible peut être utilisé dans toutes sortes d'installations - à la fois pour la production d'électricité dans les centrales thermiques et pour le chauffage des locaux industriels. Je suis sûr que des granulés comme le nôtre sont nécessaires pour la Russie. Et pas seulement parce qu'ils émettent beaucoup de chaleur, ce qui est important pour le pays du nord. Il y a une grande quantité de déchets sur le territoire de la Fédération de Russie, qui, une fois mûris, affectent négativement l'environnement. Nous sommes une entreprise de recyclage - en supprimant une, nous fabriquons le carburant dont les gens ont besoin.

- Comment évaluez-vous le potentiel des décharges de lignine dans le pays?

- Au cours de l'existence des usines d'hydrolyse, une énorme quantité de déchets s'est accumulée. Selon diverses estimations, il y a environ 50 sites dans le pays avec des décharges de lignine d'environ 4,5 millions de tonnes chacune. Leur traitement décide en premier lieu problème environnementalassocié au colmatage de grandes surfaces. En même temps, étant un bon combustible, il est également économiquement rentable, ce qui rend le développement ultérieur du projet très prometteur.

- Qu'est-ce qui stimulera la demande de pellets dans le pays?

- Pour ce faire, vous devez faire un long chemin - pour commencer à façonner ce marché. Sans cela, il n'y aura que des acquisitions privées pour chauffer les maisons, rien de plus. Bien entendu, les biocarburants en Russie ne pourront pas évincer le secteur du charbon. Les producteurs de pastilles combustibles ne pourront tout simplement pas couvrir toute la demande, qui est désormais couverte par le charbon ou le gaz. Pour le développement du marché des granulés, des lois et des programmes sont nécessaires pour stimuler le secteur des granulés, comme, par exemple, en Europe. Là, l'utilisation de carburants à fortes émissions, qui ont un impact négatif sur l'environnement, est totalement interdite. De plus, des subventions sont développées en Europe: si une entreprise passe à l'utilisation de pastilles de combustible, elle bénéficie de diverses préférences, qui remboursent à terme ses frais d'achat de pastilles. Je pense qu'en Europe d'ici 2018, le nombre d'entreprises utilisant des biocarburants sera d'environ 98%. Toutes les entreprises à forte intensité énergétique seront converties pour travailler sur les biocarburants.

- Les granulés de lignine hydrolytique seront-ils demandés en Europe?

- Une partie des consommateurs passera à ce type de granulés. Cependant, nous ne serons naturellement pas en mesure de fournir seuls nos produits à tous les acheteurs. De plus, les producteurs locaux de pellets conventionnels ont une position forte sur ce marché. Puisque nous sommes au début de la route, nous ne les considérons pas comme des concurrents. Nous sommes différents. Et dans la mesure du possible, nous informons la société et en particulier les producteurs d'énergie sur ce que sont nos produits. Nos granulés ont passé tous les tests de laboratoire nécessaires et leur qualité est confirmée par divers certificats, et peuvent donc être utilisés en Europe, en particulier dans les pays du Benelux.

- Comment évaluez-vous l'attractivité du marché des biocarburants en Russie pour les investissements?

- C'est énorme! Mais pour son développement ultérieur, il est nécessaire d'attirer les investisseurs, ces entreprises qui accordent déjà une grande attention au respect de l'environnement de la production et comprennent les avantages de l'utilisation des pastilles de combustible.

- Quels indicateurs de production et financiers comptez-vous atteindre en 2017?

- Pour novembre 2017, nous avons programmé une réunion du comité d'investissement avec notre actionnaire, au cours de laquelle nous devrons arriver aux chiffres définitifs. Les capacités de l'entreprise permettent de produire 100 à 150 000 tonnes de produits finis. La ligne technologique est conçue pour la production de 12 à 12 500 tonnes de pellets par mois. Mais leur coût et leur lien avec l'économie dépendent des prix du marché. Soit dit en passant, notre chaufferie fonctionne également avec notre propre biocarburant, nous n'utilisons pas du tout de combustibles fossiles. Ceci est extrêmement important pour nous et pour les entreprises qui nous délivrent des certificats pour nos produits. Chaque entreprise de biocarburants doit fonctionner avec le carburant qu'elle produit.

- Comment voyez-vous l'entreprise dans cinq ans?

- Je pense que pendant ce temps, nous passerons par la phase de réplication et que nous aurons au moins trois entreprises produisant des produits pétroliers. Nous sommes prêts à développer la production de pastilles de combustible à partir de l'hydrolyse de la lignine, à y passer avec diverses modifications de la technologie, en réduisant les coûts. Notre autre segment est celui des briquettes. Je pense que dans chaque modèle économique, nous considérerons ces deux lignes de manière à ce qu'elles fonctionnent en parallèle, avec chevauchement et élimination complète des déchets.

Biographie:

Vyacheslav Pyshny est né le 29 juillet 1968. Diplômé de l'Institut des services publics et de la construction de Moscou avec un diplôme en génie hydraulique. Il est à la tête de la société Bionet depuis le 1er mars 2017. Auparavant, depuis le 12 septembre 2016, il occupait le poste de PDG par intérim.

référence

La société «Bionet» a été créée en 2009 pour mettre en œuvre un projet de construction d'usines de production de biocarburant (granulés industriels) à partir des déchets de l'industrie de l'hydrolyse. La capacité de conception de l'usine pilote, située dans la ville d'Onega, région d'Arkhangelsk, est de 150 000 tonnes de pellets par an.