CP v2

Tag: Pirolizė

  • Mokslininkai kavos tirščius per 90 sekundžių paverčia biokuru: energinė vertė artėja prie antracito

    Kasmet pasaulyje išgeriama apie 400 mlrd. kavos puodelių, o kartu susidaro maždaug 18 mln. tonų drėgnų kavos tirščių. Didelė jų dalis vis dar atsiduria mišrių atliekų sraute, nors šio likučio energinis potencialas seniai laikomas perspektyviu.

    Problemą iki šiol kėlė tirščių drėgmė: norint juos naudoti kaip kurą, žaliavą tekdavo ilgai ir brangiai džiovinti. Dėl to perdirbimas dažnai nebūdavo ekonomiškai patrauklus, ypač kai energijos kainos ir logistikos sąnaudos išauga.

    Korėjos geologijos ir mineralinių išteklių instituto KIGAM mokslininkai pristatė metodą, kuris leidžia apeiti džiovinimo etapą ir drėgmę paversti proceso pranašumu. Tyrime aprašoma technologija, kai dar drėgni tirščiai apdorojami plazmos liepsna maždaug 800–900 laipsnių temperatūroje.

    Staigus įkaitinimas per kelias dešimtis sekundžių išgarina vandenį ir sukuria vadinamąjį spragėsių efektą: žaliava išsipučia, tampa porėta ir virsta biokokso tipo biokuru. Mokslininkų teigimu, viso proceso trukmė gali siekti apie 90 sekundžių, o galutinis produktas savo savybėmis priartėja prie antracito tipo anglies.

    Publikuotuose rezultatuose nurodoma, kad gauto biokuro šilumingumas siekia 29 megadžaulius kilogramui. Palyginimui, įprasta mediena dažnai vertinama maždaug 15–20 megadžaulių kilogramui, tad skirtumas gali būti reikšmingas kalbant apie energijos tankį ir transportavimo efektyvumą.

    Kitas svarbus aspektas yra emisijos: apdorojimo metu, kaip skelbiama, pašalinami sieros junginiai, todėl mažėja sieros oksidų, siejamų su oro tarša ir rūgščiaisiais lietumis, susidarymo rizika. Tai ypač aktualu regionams, kur kietojo kuro deginimas vis dar sudaro didelę šildymo ar pramonės energijos dalį.

    Technologija potencialiai naudinga ne vien kaip kuro gamybos būdas. Po apdorojimo medžiagos paviršiaus plotas, tyrėjų duomenimis, išauga nuo 1,5 iki 115,4 kvadratinio metro gramui, todėl atsiranda panašumų su aktyvintos anglies sorbcinėmis savybėmis.

    Tai atveria kelią platesniam pritaikymui, pavyzdžiui, vandens valymui, oro filtravimui ar pramoninei adsorbcijai, kur reikalingos porėtos medžiagos. Praktikoje tokie sprendimai gali tapti dalimi žiedinės ekonomikos, kai atliekos tampa žaliava aukštesnės vertės produktams.

    Vis dėlto didžiausia žinia energetikai yra tai, kad procesui tinka drėgna žaliava, o džiovinimo atsisakymas gali sumažinti tiek energijos sąnaudas, tiek galutinę kainą. Tyrėjai pabrėžia, kad panašus principas teoriškai galėtų būti taikomas ir kitiems didelės drėgmės organinių atliekų srautams, įskaitant maisto atliekas, žemės ūkio likučius ar nuotekų dumblą.

    Kol kas tai laboratoriniais ir pilotiniais duomenimis grindžiama kryptis, tačiau ji atspindi platesnę tendenciją: ieškoma technologijų, kurios energiją ir pramonines žaliavas leistų gauti ne iš iškastinio kuro, o iš vietinių atliekų srautų. Tokie sprendimai svarbūs ir dėl tiekimo saugumo, ir dėl emisijų mažinimo tikslų.

  • Bioanglis sode vadinamas juoduoju auksu: vienas priedas, kuris dirvos derlingumą keičia dešimtmečiams

    Bioanglis sode vadinamas juoduoju auksu: vienas priedas, kuris dirvos derlingumą keičia dešimtmečiams

    Bioanglis, dar vadinama biokuru arba biochar, – porėta anglinga medžiaga, gaunama pirolizės būdu kaitinant biomasę riboto deguonies sąlygomis. Žaliava dažniausiai būna medienos skiedros, riešutų lukštai, šiaudai ar kitos žemės ūkio ir miškininkystės atliekos.

    Pirolizės temperatūra paprastai siekia maždaug 300–700 laipsnių, o sodo reikmėms dažnai pasirenkami švelnesni režimai. Dėl to medžiagoje susiformuoja mikroporų tinklas, suteikiantis itin didelį vidinį paviršiaus plotą ir gebėjimą kaupti vandenį bei ištirpusias maisto medžiagas.

    Kuo skiriasi nuo anglies?

    Nors bioanglis iš pirmo žvilgsnio panaši į medžio anglį, jų paskirtis ir gamybos kontrolė skiriasi. Grilinimui skirta anglis ar briketai neretai turi rišiklių ir uždegimą lengvinančių priedų, todėl nėra tinkamas pasirinkimas dirvai.

    Aktyvintoji anglis, naudojama filtrams ir medicinoje, papildomai aktyvuojama garais ar cheminėmis medžiagomis, kad sugertis būtų maksimaliai stipri. Dirvoje toks produktas gali pernelyg intensyviai surišti ne tik teršalus, bet ir augalams reikalingas maisto medžiagas.

    Bioanglis laikoma tarpine alternatyva: jos poros pakankamos vandeniui ir jonams kaupti, o kartu sudaro palankias nišas dirvožemio mikroorganizmams. Svarbiausia, kad ji turi būti pagaminta iš švarių žaliavų, be cheminių priedų, su aiškiai nurodyta kilme.

    Kaip bioanglis veikia dirvą?

    Dirvoje bioanglis dažnai apibūdinama kaip kempinė: ji padeda sulaikyti drėgmę šaknų zonoje ir mažina staigius išdžiūvimo svyravimus. Tai ypač aktualu lengvuose, smėlinguose dirvožemiuose, kur vanduo ir maisto medžiagos greitai išsiplauna.

    Porėta struktūra taip pat gali didinti katijonų mainų gebą, todėl augalams svarbūs elementai, tokie kaip kalis, kalcis ar magnis, ilgiau išlieka prieinami. Praktikoje tai gali reikšti tolygesnį tręšimo efektą ir mažesnį maisto medžiagų nuostolį po smarkesnių liūčių.

    Kitas aspektas – biologinė dirvos pusė: bioanglies porose lengviau įsitvirtina bakterijos ir grybai, o tai prisideda prie stabilesnės mikrobiotos. Vis dėlto rezultatai priklauso nuo pradinės dirvos būklės, pH ir organinės medžiagos kiekio, todėl universalaus efekto visoms situacijoms nėra.

    Kaip naudoti, kad nepakenktumėte?

    Šviežios, sausos bioanglies nerekomenduojama berti tiesiai į lysves, nes jos poros iš pradžių gali „susiurbti“ dalį augalams prieinamų maisto medžiagų. Todėl dažnai patariama bioanglį prieš tai „įkrauti“ – sudrėkinti ir prisotinti maistinėmis medžiagomis bei mikroorganizmais.

    Vienas praktiškų būdų – sumaišyti bioanglį su subrendusiu kompostu ir palaikyti kelias savaites, kad poros prisipildytų. Greitesnis variantas – pamirkyti organinių trąšų tirpale, o tuomet bioanglį įterpti į dirvą aktyvioje šaknų zonoje.

    Dozavimas turėtų būti saikingas: konteineriniams augalams dažnai rekomenduojama neviršyti maždaug 10 proc. tūrio, o darže pradėti nuo mažesnių kiekių ir stebėti reakciją. Įterpiant svarbu sudrėkinti medžiagą, kad nekiltų dulkės, ir rinktis tik aiškios kilmės produktą, pagamintą ne iš dažytos ar impregnuotos medienos.

    Ilgalaikėje perspektyvoje bioanglis vertinama ir dėl stabilumo: ji dirvoje suyra labai lėtai, todėl poveikis struktūrai ir drėgmės režimui gali išlikti ilgai. Tačiau geriausi rezultatai dažniausiai pasiekiami ją derinant su kompostu, mulčiu ir tvariu dirvos gerinimu, o ne laikant vieninteliu sprendimu.