Химичен състав на лигно-целулозната биомаса

Публикувано от Джейтерм ЕООД
Растителната биомаса, която е основна суровина за производството на биогенните горива – брикети и пелети, се отнася към лигно-целулозните материали. Химическият и състав се състои основно от органичните вещества лигнин, целулоза, белтъци, мазнини, восъци и смоли. В незначителни количества участват още и органичните вещества - скорбяла , захари , протеини и пигменти. Веществата от органичния състав на растителната биомаса са изградени от химичните елементи въглерод(C) , водород(H), кислород (O), и азот(N).

Въглеродът е компонент на твърдите биогенни горива, от който се определя до голяма степен количеството на освободената при горенето (окислението) енергия. Заедно с въглерода при окисление водородът също отделя известно количество енергия. Кислородът подпомага окислителния процес.

Наред с органичната материя в лигно-целулозната биомаса се съдържат минимални количества от елементите фосфор (P) , калий (K), калций (Ca), сяра (S),желязо (Fe), манган (Mn), магнезии (Mg)и натрий.(Na) Те съставляват неорганичната част от пепелното съдържание след изгаряне на биомасата.


Химичния състав на лигно-целулозната биомаса в процентно изражение може да се представи по следния начин :

Органични вещества   Химични елементи в %  
 въглерод (C)водород (H)  кислород (O)  азот (N)
Лигнин63,15,931-
Целулоза44,46,249,4-
Белтъчини50 - 556,5 - 7,220 - 23,715 - 19
Мазнини76 - 7911 - 1310 - 12-
Восъци80 - 8213 - 144 - 6-
Смоли75 - 859 - 125 - 14-

 

C+H+O+N+S+A+U=100%
Където А е пепелното съдържание в %
U е съдържание на вода в %

За различните видове лигно-целулозна биомаса химичният им състав в абсолютно сухо състояние по химични елементи :

Вид на биомасатаCHONS
Бор - с кора49,56,542,60,120,014
Смърч - с кора49,86,543,20,130,015
Бук - с кора47,96,245,20,220,031
Топола47,56,244,10,420,045
Върба47,16,144,30,540,085
Кора - от игл. дървес.51,45,738,70,480,082
Слама от пшеница45,65,842,40,480,085
Слама от ръж46,6642,10,550,093
Слама от рапица47,15,9420,850,270
Слама от просо47,55,8400,460,089
За сравнение 
Каменни въглища
72,55,611,11,30,940

 

C = 48% Химичния състав на дървесната биомаса се колебае в тесни граници за отделните дървесни видове , както следните равенства могат да се приемат условно :

H = 6,2%
O = 44%
N = 0,4%
A = 1,4%

Процентното участие на органичните вещества в растителната биомаса варира в широки граници, както следва : лигнин – от 15 до 30%; целулоза от 38 до 56 % ; полуцелулоза от 17 до 37% и други от 2 до 7 %.

Съдържанието на пепел в различните видове биомаси е индикатор за наличие на сгурия или шлака. Обикновено сгурия или шлака се образува при биогенни горива, съдържащи над 4% пепел.

Данни за пепелното съдържание на някой видове биомаса:

От таблицата се вижда ,че с изключение на оризовата слама лигно-целулозните биомаси имат ниско пепелно съдържание:

Вид на
биомасата
Пепелно
съдържание в %
Вид на
биомасата
Пепелно
съдържание в %
Бял бор0,2 - 0,5 Вършина - игл.1,4 - 1,8
Смърч0,3 - 0,6Багасе1,8 - 2,0
Бук0,3 - 0,5Слънчогледови стъбла1,9 - 2,2
Топола1,5 - 1,8Житна слама3,5 - 5,5
Дървесни
стърготини
1,2 - 1,7
Памукови
шушулки
4,5 - 4,8
Дървесна
кора
2,4 - 3,6
Оризова
слама
15 - 16


Въз основа на горния анализ може да се обобщи ,че лигно-целулозната биомаса,в това число и дървесината , представлява комплекс от сложни органични вещества (целулоза,лигнин и полуцелулоза), съставляващи около 96% от абсолютно сухата и маса. От тях целулозата е основното органично вещество, което обуслявя еластичността на биомасата.


Jterm