Энергетическое использование инвазионных растений на примере биомассы борщевика Cосновского

Abstract

Проблема неконтролируемого распространения борщевика Сосновского является актуальной для многих субъектов Российской Федерации. На борьбу с данной проблемой расходуются значительные ресурсы. Использование борщевика в разных отраслях промышленности может открыть хорошие перспективы. Одним из возможных вариантов такого применения может стать энергетическое использование борщевика после предварительной подсушки в естественных условиях и измельчения в дробилке. Однако более эффективным направлением его энергетического использования является сжигание топливных гранул, изготовленных из его биомассы. Целью исследования является изучение теплотехнических свойств борщевика Сосновского, его элементного состава и состава золы, образующейся при его сгорании. Исследован элементный состав и теплотехнические характеристики биомассы борщевика Сосновского, а также его золы. В результате анализа элементного состава образцов установлено, что содержание оксидов щелочноземельных и щелочных металлов (СаО, Na2O, K2O), определяющих загрязняющие свойства золы, более чем в 3 раза превышает предельные значения. Низшая теплота сгорания на горючую массу 18,809 МДж/кг, зольность на сухую массу 7,7 %. Полученные результаты исследования показали, что теплотехнические характеристики растительной биомассы борщевика Сосновского позволяют рассматривать его как возможное энергетическое топливо, однако элементный состав золы, образующейся при его сгорании, позволяет прогнозировать высокие загрязняющие свойства очаговых остатков

The problem of uncontrolled spread of Sosnovsky hogweed is relevant for many subjects of the Russian Federation. Considerable resources are being spent on combating this problem. The use of hogweed in various industries can open up good prospects. One of the possible options for such an application may be the energetic use of hogweed after preliminary drying in natural conditions and crushing in a crusher. However, a more effective direction of its energy use is the combustion of fuel pellets made from its biomass. The purpose of the study is to study the thermal properties of Sosnovsky hogweed, its elemental composition and the composition of ash formed during its combustion. The elemental composition and thermal characteristics of the biomass of Sosnovsky hogweed, as well as its ash, have been studied. As a result of the analysis of the elemental composition of the samples, it was found that the content of oxides of alkaline earth and alkali metals (CaO, Na2O, K2O), which determine the polluting properties of ash, exceeds the limit values by more than 3 times. The lowest heat of combustion per combustible mass is 18,809 MJ/kg, ash content per dry mass is 7.7 %. The results of the study showed that the thermal characteristics of the plant biomass of Sosnovsky hogweed make it possible to consider it as a possible energy fuel, however, the elemental composition of the ash formed during its combustion makes it possible to predict high polluting properties of focal residues