Energy Characteristics of Composite BioFuel Based on Sunflower Husk

Abstract

<p>The paper considers the prospect of using renewable energy sources in the country’s fuel balance. An important source of energy is biomass, which is characterized by renewability, accessibility, versatility, minimal impact on the environment, transportation, accumulation and storage. At the same time, biomass has a number of disadvantages: a heterogeneous structure with a broad fractional composition, with low bulk density and energy density, and high initial humidity, and often ash content. To improve the thermal characteristics and to increase the energy efficiency of using biomass, it is subjected to physical, biochemical or thermochemical conversion. An effective way to improve the thermal characteristics of the original biomass is to compress it in a mixture with other combustible materials, for example, organic waste from agriculture, oil refining, coal, paper industry, which allows, in particular, to solve environmental problems as well.</p><p>An estimation of the possibility of using organic waste from livestock and poultry farming in a composition with waste biomass of vegetable origin is conducted. The results of calorimetric studies of the calorific value of samples of such composite fuel, based on husk of sunflower seeds are presented.</p><p>Based on experimental research and calculations, empirical formulas were proposed to calculate the combustion heat of composite fuel, containing a mixture of sunflower husk, sludge, irrigation, chicken droppings and manure.</p><p>The dependence of the heat of combustion of composite fuel, produced from the waste of the biomass from agricultural production on humidity has been researched. Since briquetted fuel from such wastes has a significant hygroscopicity, it is recommended to provide appropriate conditions for its storage. It is concluded that during the long-term storage of poultry and livestock waste there may be biochemical processes that change the heat of combustion, indicating the need to take into account the terms and conditions of storage of the source components.</p>It is concluded that composite fuel from biomass waste from agricultural production can be a significant component of the country’s fuel balance, saving traditional fossil fuel. In addition, the disposal of these wastes contributes to the reduction of environmental pollution.

Translated abstract

<p>Зазначена перспективність використання відновлюваних джерел енергії в паливному балансі країни. Важливим джерелом енергії є біомаса, для якої характерна відновлюваність, доступність, універсальність, мінімальний вплив на довкілля, можливість транспортування, накопичення та зберігання. В той же час для біомаси характерна низка недоліків – неоднорідна структура з широким фракційним складом, з низькою насипною і енергетичною щільністю та високою початковою вологістю, а часто і зольністю. Для покращення теплотехнічних характеристик і підвищення енергетичної ефективності використання біомасу попередньо піддають фізичній, біохімічній чи термохімічній конверсії. Ефективним способом підвищення теплотехнічних характеристик вихідної біомаси є її пресування в суміші з іншими горючими матеріалами, наприклад, органічними відходами сільського господарства, нафтопереробної, вугільної, паперової промисловості, що дозволяє, зокрема, вирішувати і екологічні проблеми.</p><p>Проведена оцінка можливості використання органічних відходів тваринництва та птахівництва в композиції з відходами біомаси рослинного походження. Представлено результати калориметричних досліджень теплотворної здатності зразків таких композитних палив на основі лушпиння соняшникового насіння.</p><p>На підставі проведених експериментальних досліджень та розрахунків запропоновані емпіричні формули для розрахунку теплоти згоряння композитних палив, які містять суміш лушпиння соняшнику, шламу полів зрошення, курячого посліду та гною.</p><p>Досліджено, залежність теплоти згоряння композитних палив з відходів біомаси сільськогосподарського виробництва від вологості. Оскільки брикетовані палива з таких відходів мають значну гігроскопічність, рекомендовано забезпечувати відповідні умови їх зберігання. Зроблено висновок, що під час довготривалого зберігання відходів птахівництва та тваринництва в них можливе протікання біохімічних процесів, які змінюють теплоту згоряння, що вказує на необхідність врахування терміну і умов зберігання вихідних компонентів.</p>Зроблено висновок, що композитні палива з відходів біомаси сільськогосподарського виробництва можуть бути вагомим компонентом паливного балансу країни, заощаджуючи традиційні викопні палива. Крім того, утилізація цих відходів сприяє зменшенню забруднення навколишнього середовища.