Ce tipuri de biomasă pot fi utilizate într -un gazificator de 30 de tone?

Odată cu cererea globală din ce în ce mai mare de soluții energetice durabile, tehnologia de gazificare a biomasei câștigă din ce în ce mai multă atenție ca o modalitate eficientă de a converti deșeurile organice și resursele regenerabile în energie curată. Procesul de gazificare este de a transforma biomasa în gaz de sinteză combustibil (Syngas) bogat în monoxid de carbon (CO), hidrogen (H2) și o cantitate mică de metan (CH4) prin piroliză și reacții de oxidare la temperaturi ridicate în condiții de oxigen limitate sau fără. Acest gaz de sinteză poate fi utilizat pentru generarea de energie electrică, alimentarea cu căldură și chiar și sinteza suplimentară a combustibililor lichizi sau a substanțelor chimice.

Pentru un sistem de gazificator pe scară largă, cu o capacitate de procesare de 30 de tone/zi, selectarea materiei prime potrivite pentru biomasă (adică „combustibil pentru biomasă” sau „materie primă de biomasă”) este cheia pentru a asigura funcționarea eficientă și stabilă a sistemului. Diferite tipuri de biomasă au proprietăți fizice și chimice diferite, care vor afecta în mod direct performanța gazificatorului, randamentul și calitatea gazelor de sinteză și economia întregului sistem.

1. Biomasă lemnoasă

Biomasa lemnoasă este una dintre cele mai frecvente și utilizate pe scară largă combustibili de gazificatori, cu avantajele compoziției relativ uniforme, conținut scăzut de cenușă și valoare calorică ridicată.

1. chipsuri de lemn și rumeguș

Sursa: în principal din deșeurile din instalațiile de prelucrare a lemnului (cum ar fi rumegușul, bărbieritul din lemn), reziduurile de exploatare forestieră (cum ar fi ramurile, scoarța) și pădurile energetice plantate special.

Avantaje: Valoare calorică ridicată: Biomasa lemnoasă are un conținut ridicat de carbon și, în general, are o valoare calorică bună.

Cenușă scăzută: în comparație cu alte biomasă, lemnul are un conținut mai mic de cenușă, ceea ce contribuie la reducerea riscului de zgură în gazificator și simplifică manipularea cenușii.

Structura stabilă: chipsurile de lemn tratate corespunzător și rumegușul au o formă fizică relativ stabilă și sunt ușor de transportat și depozitat.

Considerații: Conținut de umiditate: Conținutul de umiditate al lemnului este un factor cheie. Conținutul prea mare de umiditate va reduce eficiența gazificării și valoarea calorică a syngasului. În mod ideal, conținutul de umiditate trebuie controlat la aproximativ 10%-20%, iar uscarea poate fi necesară.

Uniformitatea mărimii particulelor: Dimensiunea uniformă a particulelor ajută la distribuirea și reacționarea uniformă a materialelor din gazificator. Particulele care sunt prea mari sau prea mici pot cauza probleme.

Impurități: Evitați să amestecați impurități anorganice, cum ar fi nisip, pietre sau metale, ceea ce va crește conținutul de cenușă și poate deteriora echipamentul.

Aplicabilitate: Gasificatorii de 30 de tone sunt foarte potrivite pentru prelucrarea chipsurilor de lemn și a chipsurilor de lemn, în special în zonele cu industrii de lemn dezvoltate.

2. Culturi energetice - Woody
Sursa: specii de arbori cu creștere rapidă, cum ar fi salcii și plopii plantați special în scopuri energetice.

Avantaje: Furnizare durabilă: Culturile de energie sunt o sursă de biomasă regenerabilă și controlabilă, care poate asigura o alimentare pe termen lung și stabilă de combustibil.

O uniformitate bună: în comparație cu deșeurile mixte, compoziția culturilor de energie este mai uniformă, ceea ce este propice controlului stabil al procesului de gazificare.

Considerații: Costuri de plantare: implicarea costurilor de plantare, cum ar fi terenurile, resursele de apă și forța de muncă.

Distanța de transport: Locația geografică a pădurii energetice va afecta costul de transport.

Aplicabilitate: Pădurile energetice sunt ideale pentru proiecte de gazificare la scară largă care doresc să stabilească un lanț de aprovizionare cu biomasă pe termen lung și stabil.

2. Reziduuri agricole
Deșeurile agricole sunt o resursă uriașă de biomasă, iar utilizarea acesteia ajută la rezolvarea problemelor de poluare a mediului și la crearea valorii economice.

1.. Coji de orez și paie de grâu
Sursa: reziduul după recolta de orez și grâu.

Avantaje: producție mare: producție globală uriașă, este o sursă de biomasă ieftină și ușor accesibilă.

Neutralitatea carbonului: ca deșeuri agricole, utilizarea acesteia ajută la obținerea neutralității carbonului.

Considerații: Densitate scăzută: Densitatea de volum a cojilor de orez și paiele de grâu este foarte scăzută, ceea ce înseamnă că costurile de depozitare și transport sunt mari, iar pre-tratamentul (cum ar fi balotul sau brichetarea) pot fi necesare pentru a crește densitatea.

Conținut ridicat de cenușă: Husk de orez, în special, poate avea un conținut de cenușă de 15-20% sau chiar mai mare și are un conținut ridicat de siliciu, care este predispus la zgură în gazificator, plasând cerințe mai mari privind proiectarea și funcționarea gazefierului.

Conținutul de metale alcaline: paie de cultură, cum ar fi paiele de grâu, conține metale alcaline ridicate (cum ar fi potasiu și sodiu), ceea ce poate duce cu ușurință la un punct de topire a cenușii mai mici și zgură.

Aplicabilitate: în ciuda provocărilor, Gasificatoare de 30 de tone Poate utiliza în mod eficient aceste deșeuri de cultură prin îmbunătățirea proiectării gazificatorului (cum ar fi gazificatorii cu pat fluidizat au o mai bună adaptabilitate la cenușă și zgură) și măsuri de pretratare.

2. Bagasse
Sursa: Un produs secundar al industriei zahărului, este reziduul fibros după ce cana de zahăr este stoarsă pentru a extrage suc.

Avantaje: Furnizare centralizată: fabricile de zahăr produc, de obicei, o cantitate mare de bagasse într -o manieră centralizată, care este ușor de colectat.

Valoare calorică moderată: are o anumită valoare calorică și poate fi utilizată ca combustibil bun.

Considerații: Conținut de umiditate: Bagasse -ul proaspăt presat are un conținut ridicat de umiditate și trebuie uscat.

Transport: Deși relativ compact, este posibil să fie nevoie să fie compactat pentru a reduce costurile de transport.

Aplicabilitate: Bagasse este un combustibil localizat ideal pentru gazificatoare de 30 de tone în jurul fabricilor de zahăr.

3.. Stover de porumb și porumburi de porumb

Sursa: tulpini de porumb și urechi după recoltare.

Avantaje: randament ridicat: randament uriaș în zonele majore de producție de porumb.

Considerații: Costul de colectare: tulpinile de porumb sunt dificil de colectat și necesită procese speciale de utilaje și de funcționare.

Metale de cenușă și alcaline: similare cu alte paie, există și probleme cu conținutul ridicat de cenușă și alcalin.

Aplicabilitate: în zonele cu producție mare de porumb, poate fi utilizată în gazefiere de 30 de tone după o pretratare corespunzătoare.

4. Scoici de nuci

Sursa: cum ar fi scoici de nuc, cochilii de migdale, cochilii de arahide etc.

Avantaje: Densitate mai mare: în comparație cu alte deșeuri agricole, cojile de nuci sunt de obicei mai dense, ceea ce este convenabil pentru depozitare și transport.

Valoare calorică bună: are o valoare calorică ridicată.

Conținut scăzut de cenușă: Majoritatea cojilor de nuci au un conținut relativ redus de cenușă.

Considerații: Oferta: Oferta depinde de scara industriei de prelucrare a nucilor și poate să nu fie la fel de comună ca lemnul sau paiele.

Aplicabilitate: este potrivită pentru gazificatoare de 30 de tone în apropierea instalațiilor de procesare a nucilor ca combustibil de biomasă de înaltă calitate.

3. Componentele biomasei în deșeurile solide municipale (MSW)
Componentele organice din deșeurile solide municipale clasificate și pretratate pot fi, de asemenea, utilizate ca combustibil pentru gazificatoare.

Sursa: Deșeuri organice, cum ar fi deșeuri de bucătărie, deșeuri de grădină, hârtie, textile etc.

Avantaje: Tratarea deșeurilor: rezolvă problema tratării deșeurilor urbane și realizează utilizarea resurselor.

Recuperarea energiei: reciclați energia în gunoi.

Considerații: Pretratare complexă: compoziția MSW este complexă și neuniformă, iar pretratarea strictă, cum ar fi sortarea, zdrobirea și uscarea este necesară pentru a elimina incombusibilele și a controla umiditatea și dimensiunea particulelor. Acest lucru va crește semnificativ costurile și dificultățile tehnice.

Poluanți: poate conține poluanți, cum ar fi metale grele și clor, și gazele dăunătoare pot fi produse în timpul procesului de gazeificare, necesitând un sistem strict de purificare a gazelor.

Valoarea calorică instabilă: Valoarea calorică dintre loturile de MSW poate fluctua foarte mult.

Aplicabilitate: Pentru un gazificator de 30 de tone, utilizarea MSW ca combustibil necesită o tehnologie de pretratare foarte matură și măsuri stricte de control al emisiilor de mediu.

5. Deșeuri industriale
Deșeurile organice generate în unele procese de producție industrială pot fi, de asemenea, utilizate pentru gazificare.

Sursa: scoarță și lichior negru de la fabricile de hârtie, reziduuri de la plante de prelucrare a alimentelor, lee, reziduuri farmaceutice etc.

Avantaje: furnizare centralizată: de obicei concentrată în parcurile industriale, care este convenabil pentru colectare și transport.

Utilizarea deșeurilor: rezolvă problema tratării deșeurilor industriale și se conformează conceptului de economie circulară.

Considerații: Compoziție complexă: Compoziția diferitelor deșeuri industriale variază foarte mult și poate conține poluanți specifici sau cenușă ridicată.

Pretratare: poate fi necesară pretratarea țintită pentru a îndeplini cerințele gazificatorului.

Aplicabilitate: trebuie evaluată pe baza proprietăților deșeurilor specifice și a proiectării gazificatorului.

6. Cerințe generale și parametri cheie pentru combustibili de biomasă
Indiferent de tipul de biomasă utilizată, următorii parametri și cerințe cheie sunt esențiale pentru un gazificator de 30 de tone:

1.. Conținut de umiditate
Impact: Conținutul de umiditate este unul dintre cei mai importanți factori care afectează eficiența gazificării și calitatea syngasului. Conținutul excesiv de umiditate va reduce temperatura gazificatorului, va crește consumul de agent de gazificare și va reduce valoarea calorică a syngas -urilor (deoarece o parte a căldurii este utilizată pentru a evapora umiditatea).

Interval ideal: de obicei este recomandat să fie între 10%-20%(bază uscată), iar maximul nu trebuie să depășească 30%-35%. Pentru gazificatoare mari, echipamentele de uscare sunt de obicei echipate pentru a pretrata biomasa de înaltă calitate.

2. Mărimea particulelor

Impact: Mărimea particulelor afectează în mod direct fluiditatea, eficiența transferului de căldură și masă și rata de reacție a biomasei în gazefier.

Cerință: În general, dimensiunea particulelor trebuie să fie uniformă și într -un interval specific. Pentru gazificatori cu pat fix, sunt de obicei necesare particule mai mari, relativ uniforme (cum ar fi chipsurile de lemn); Pentru gazificatoare cu pat fluidizat, sunt necesare particule mai mici, mai uniforme (cum ar fi rumegușul și cojile de orez). Particulele prea mari pot duce la o gazificare incompletă sau blocaj, în timp ce particule prea mici (pulbere fină) sunt ușor transportate de fluxul de aer, crescând cantitatea de cenușă de muscă.

3. Conținut de cenușă

Impact: Cenușa este un mineral necombustibil care ocupă spațiul gazificatorului, reduce volumul efectiv de reacție și este în cele din urmă evacuat ca zgură. Conținutul ridicat de cenușă crește cantitatea de zgură care trebuie manipulată și poate cauza probleme de zgură.

Gama ideală: în general, cu cât este mai mic, cu atât mai puțin, în mod ideal, mai puțin de 5%. Cojii de orez și paiele au un conținut mai mare de cenușă, ceea ce necesită gazificatoare special concepute pentru a face față.

4. punct de topire/înmuiere a cenușii
Impact: Cenușa se va topi la temperatură ridicată și se va forma clincher, care va bloca gazificatorul sau va acoperi suprafața de reacție, afectând serios funcționarea stabilă a gazificatorului.

Cerință: Biomasa cu un punct de topire a cenușii mai mari trebuie să fie selectată sau ar trebui să fie evitată cu zgură prin adăugarea de flux, controlul temperaturii de gazificare etc.

5. Valoarea încălzirii
Impact: Valoarea calorică a biomasei determină direct producția de energie. Biomasa cu o valoare calorică ridicată poate produce mai multă energie.

Cerință: Biomasa cu o valoare calorică ridicată ar trebui să fie selectată pe cât posibil.

6. Conținut de clor și sulf
Impact: aceste elemente vor forma gaze corozive (cum ar fi HCL și H2) în timpul procesului de gazificare, provocând coroziunea echipamentelor de gazificator și creșterea dificultății și costului purificării syngasului.

Cerință: Biomasa cu clor scăzută și sulf trebuie să fie selectată pe cât posibil. Unele deșeuri agricole (cum ar fi unele paie) pot conține clor ridicat.

7. Densitate în vrac

Impact: densitatea afectează eficiența de stocare, transport și hrănire a biomasei. Biomasa cu densitate joasă necesită mai mult spațiu de depozitare și costuri de transport mai mari.

Cerință: Densitatea biomasei poate fi crescută prin metode de pre-tratament, cum ar fi brichetarea și peletizarea.

7. Strategia de selecție și perspectivele viitoare
Pentru un proiect de gazeificare de 30 de tone/zi, alegerea tipului potrivit de biomasă este un proces de compromitere multi-factor care trebuie luat în considerare:

Accesibilitatea resurselor locale: Prioritizează resursele biomasei abundente și durabile în apropierea site -ului proiectului pentru a reduce costurile de transport.

Caracteristici biomasă: Pe baza parametrilor de mai sus, selectați biomasă adecvată pentru tehnologia specifică a gazificatorului (cum ar fi pat fix, pat fluidizat etc.).

Cerințe și costuri de pretratare: evaluați pretratarea (uscare, zdrobire, compactare etc.) și costurile necesare pentru diferite biomasă.

Aplicarea gazelor de sinteză: în funcție de cerințele pentru calitatea gazelor de sinteză pentru utilizarea finală a gazelor de sinteză (generarea de energie electrică, alimentarea cu căldură, sinteza combustibilului etc.), selectați invers tipul de biomasă.

Reglementări de mediu: asigurați -vă că emisiile biomasei selectate și produsele sale de gazificare respectă reglementările locale de mediu.

Privind spre viitor, pe măsură ce tehnologia de gazificare continuă să se maturizeze și se dezvoltă tehnologia de pretratare a biomasei, tot mai multe tipuri de biomasă vor fi utilizate mai eficient. De exemplu, tehnologia de co-gazificare a biomasei permite utilizarea simultană a mai multor biomasă, echilibrând avantajele și dezavantajele diferitelor biomase prin optimizarea raportului de amestecare, îmbunătățind astfel eficiența gazificării și beneficiile economice. În același timp, pentru biomasă cu cenușă ridicată și conținut ridicat de metale alcaline, cercetătorii dezvoltă, de asemenea, tipuri de cuptor și tehnologii de tratare a cenușii care sunt mai rezistente la zgură.