30 tonluk bir gazlaştırıcıda ne tür biyokütle kullanılabilir?

Artan küresel sürdürülebilir enerji çözümlerine olan talebi ile biyokütle gazlaştırma teknolojisi, organik atık ve yenilenebilir kaynakları temiz enerjiye dönüştürmenin etkili bir yolu olarak gittikçe daha fazla dikkat çekmektedir. Gazlaştırma işlemi, biyokütleyi, sınırlı veya oksijen koşulları altında yüksek sıcaklık piroliz ve oksidasyon reaksiyonları yoluyla karbon monoksit (CO), hidrojen (CO), hidrojen (H2) ve az miktarda metan (CH4) açısından zengin ve az miktarda metan (CH4) açısından dönüştürmektir. Bu sentez gazı, enerji üretimi, ısı arzı ve sıvı yakıtların veya kimyasalların daha fazla sentezi için kullanılabilir.

30 ton/gün işleme kapasitesine sahip büyük ölçekli bir gazlaştırıcı sistemi için, doğru biyokütle hammaddesinin (yani "biyokütle yakıtı" veya "biyokütle besleme stoğu") seçilmesi, sistemin verimli ve kararlı çalışmasını sağlamak için anahtardır. Farklı biyokütle, gazlaştırıcının performansını, sentez gazının verimini ve kalitesini ve tüm sistemin ekonomisini doğrudan etkileyecek farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.

1. Odunsu biyokütle

Woody Biyokütle, nispeten eşit bileşim, düşük küllü içerik ve yüksek kalorifik değerin avantajları ile en yaygın ve yaygın olarak kullanılan gazlaştırıcı yakıtlardan biridir.

1. Ahşap cips ve talaş

Kaynak: Esas olarak ahşap işleme bitkilerinden (talaş, ahşap talaşlar gibi) atıklardan, ormancılık tomurcuk kalıntılarından (dallar, kabuk gibi) ve özel olarak dikilmiş enerji ormanlarından.

Avantajları: Yüksek Kalorifik Değer: Odunlu biyokütle yüksek karbon içeriğine sahiptir ve genellikle iyi kalorifik değere sahiptir.

Düşük Kül: Diğer biyokütle ile karşılaştırıldığında, ahşap daha düşük bir kül içeriğine sahiptir, bu da gazlaştırıcıda cüruf riskini azaltmaya yardımcı olur ve kül kullanımı basitleştirir.

Kararlı yapı: Düzgün muamele edilmiş ahşap cipsleri ve talaş nispeten kararlı bir fiziksel forma sahiptir ve taşınması ve depolanması kolaydır.

Hususlar: Nem İçeriği: Ahşabın nem içeriği önemli bir faktördür. Çok yüksek nem içeriği, singaların gazlaştırma verimliliğini ve kalorifik değerini azaltacaktır. İdeal olarak, nem içeriği yaklaşık%10-20 civarında kontrol edilmeli ve ön kurutma gerekebilir.

Parçacık Boyutu Tekdüzenlik: Düzgün partikül boyutu, malzemeleri gazlaştırıcıya eşit olarak dağıtmaya ve reaksiyona sokmaya yardımcı olur. Çok büyük veya çok küçük olan parçacıklar sorunlara neden olabilir.

Kaçışlar: Kül içeriğini artıracak ve ekipmana zarar verebilecek kum, taş veya metal gibi inorganik safsızlıkları karıştırmaktan kaçının.

Uygulanabilirlik: 30 tonluk gazlaştırıcılar, özellikle gelişmiş ahşap endüstrileri olan alanlarda ahşap yongaları ve odun yongaları işlemek için çok uygundur.

2. Enerji bitkileri - Woody
Kaynak: Söğütler ve kavaklar gibi hızlı büyüyen ağaç türleri, özellikle enerji amaçlı ekildi.

Avantajlar: Sürdürülebilir arz: Enerji bitkileri, uzun vadeli ve istikrarlı bir yakıt kaynağı sağlayabilen yenilenebilir ve kontrol edilebilir bir biyokütle kaynağıdır.

İyi tekdüzelik: Karışık atıklarla karşılaştırıldığında, enerji mahsullerinin bileşimi daha düzgündür, bu da gazlaştırma işleminin stabil kontrolüne elverişlidir.

Konular: Dikim Maliyetleri: Arazi, su kaynakları ve emek gibi ekim maliyetlerinin dahil edilmesi.

Ulaşım mesafesi: Enerji ormanının coğrafi konumu ulaşım maliyetini etkileyecektir.

Uygulanabilirlik: Enerji ormanları, uzun vadeli ve istikrarlı bir biyokütle tedarik zinciri oluşturmak isteyen büyük ölçekli gazlaştırma projeleri için idealdir.

2. tarımsal kalıntılar
Tarımsal atıklar büyük bir biyokütle kaynağıdır ve kullanımı çevre kirliliği sorunlarının çözülmesine ve ekonomik değer yaratmaya yardımcı olur.

1. pirinç kabuğu ve buğday samanı
Kaynak: Pirinç ve buğday hasadı sonrası kalıntı.

Avantajları: Büyük çıktı: Büyük küresel çıktı, ucuz ve kolay erişilebilir bir biyokütle kaynağıdır.

Karbon Nötrlüğü: Tarımsal atık olarak kullanımı karbon tarafsızlığına ulaşmaya yardımcı olur.

Konular: Düşük Yoğunluk: Pirinç kabuğu ve buğday samanının hacim yoğunluğu çok düşüktür, bu da yoğunluğu arttırmak için depolama ve taşıma maliyetlerinin yüksek olduğu ve ön işlem (baling veya briketleme gibi) gerektiği anlamına gelir.

Yüksek Kül İçeriği: Özellikle pirinç kabuğu,% 15-20 veya daha yüksek bir kül içeriğine sahip olabilir ve gazlaştırıcıya cüruf yapmaya eğilimli yüksek silikon içeriğine sahiptir ve gazlaştırıcının tasarımı ve çalışması üzerine daha yüksek gereksinimler yerleştirir.

Alkali Metal İçeriği: Buğday samanı gibi mahsul samanı, daha düşük bir kül eritme noktasına ve cüruflara yol açabilen yüksek alkali metaller (potasyum ve sodyum gibi) içerir.

Uygulanabilirlik: Zorluklara rağmen, 30 tonluk gazlaştırıcılar Gasifier tasarımını geliştirerek (akışkan yataklı gazlaştırıcılar, kül ve cüruf için daha iyi uyum sağlayabilir) ve ön muamele önlemlerini etkili bir şekilde kullanabilir.

2. Bagasse
Kaynak: Şeker endüstrisinin bir yan ürünü, şeker kamışı meyve suyu çıkarmak için sıkıldıktan sonra lifli kalıntıdır.

Avantajlar: Merkezi Arz: Şeker fabrikaları genellikle merkezi bir şekilde büyük miktarda bagasse üretir, bu da toplanması kolaydır.

Orta kalorifik değer: Belli bir kalorifik değeri vardır ve iyi bir yakıt olarak kullanılabilir.

Konular: Nem İçeriği: Taze Beslenmiş Bagasse yüksek bir nem içeriğine sahiptir ve kurutulması gerekir.

Ulaşım: Nispeten kompakt olmasına rağmen, ulaşım maliyetlerini azaltmak için yine de sıkıştırılması gerekebilir.

Uygulanabilirlik: Bagasse, şeker fabrikalarının etrafında 30 tonluk gazlaştırıcılar için ideal bir yerelleştirilmiş yakıttır.

3. Mısır sobası ve mısır koçanı

Kaynak: Hasat sonrası mısır sapları ve kulaklar.

Avantajlar: Yüksek verim: Büyük mısır üretim alanlarında büyük verim.

Konular: Toplama maliyeti: Mısır saplarının toplanması zordur ve özel makine ve çalışma süreçleri gerektirir.

Kül ve Alkali Metalleri: Diğer pipetlere benzer şekilde, yüksek kül ve alkali metal içeriği ile ilgili sorunlar da vardır.

Uygulanabilirlik: Büyük mısır üretimi olan alanlarda, uygun ön tedaviden sonra 30 tonluk gazlaştırıcılarda kullanılabilir.

4. Fındık kabukları

Kaynak: Ceviz kabukları, badem kabukları, fıstık kabukları vb. Gibi

Avantajlar: Daha yüksek yoğunluk: Diğer tarımsal atıklarla karşılaştırıldığında, fındık kabukları genellikle daha yoğundur, bu da depolama ve ulaşım için uygundur.

İyi kalorifik değer: Yüksek kalorifik bir değere sahiptir.

Düşük kül içeriği: Çoğu fındık kabuğunun nispeten düşük kül içeriğine sahiptir.

Konular: Arz: Arz, somun işleme endüstrisinin ölçeğine bağlıdır ve ahşap veya saman kadar yaygın olmayabilir.

Uygulanabilirlik: Yüksek kaliteli bir biyokütle yakıtı olarak somun işleme tesislerinin yakınında 30 tonluk gazlaştırıcılar için uygundur.

3. Belediye Katı Atıklarda Biyokütle Bileşenleri (MSW)
Sınıflandırılmış ve ön işlemeli belediye katı atıklarındaki organik bileşenler, gazlaştırıcılar için yakıt olarak da kullanılabilir.

Kaynak: Mutfak atığı, bahçe atığı, kağıt, tekstil vb. Gibi organik atıklar

Avantajlar: Atık Tedavisi: Kentsel atık arıtma sorununu çözer ve kaynak kullanımını gerçekleştirir.

Enerji Geri Kazanım: Çöpteki enerjiyi geri dönüştürün.

Konular: Karmaşık ön muamele: MSW'nin bileşimi karmaşık ve düzensizdir ve yakma, ezme ve kurutma gibi katı ön tedavi, yakışıklı uçları gidermek ve nem ve partikül boyutunu kontrol etmek için gereklidir. Bu, maliyetleri ve teknik zorlukları önemli ölçüde artıracaktır.

Kirleticiler: Ağır metaller ve klor gibi kirleticiler içerebilir ve gazlaştırma işlemi sırasında sıkı bir baca gazı saflaştırma sistemi gerektiren zararlı gazlar üretilebilir.

Kararsız kalorifik değer: MSW grupları arasındaki kalorifik değer büyük ölçüde dalgalanabilir.

Uygulanabilirlik: 30 tonluk bir gazlaştırıcı için, MSW'yi yakıt olarak kullanmak çok olgun ön tedavi teknolojisi ve katı çevresel emisyon kontrol önlemleri gerektirir.

5. Endüstriyel atık
Bazı endüstriyel üretim süreçlerinde üretilen organik atıklar, gazlaştırma için de kullanılabilir.

Kaynak: Kağıt fabrikalarından kabuk ve siyah likör, gıda işleme tesislerinden kalıntılar, lees, farmasötik kalıntılar, vb.

Avantajlar: Merkezi arz: Genellikle toplama ve ulaşım için uygun olan endüstriyel parklarda yoğunlaşır.

Atık Kullanımı: Endüstriyel atık arıtma sorununu çözer ve dairesel ekonomi kavramına uygundur.

Konular: Karmaşık kompozisyon: Farklı endüstriyel atıkların bileşimi büyük ölçüde değişir ve spesifik kirleticiler veya yüksek kül içerebilir.

Ön işlem: Gasifier'ın gereksinimlerini karşılamak için hedefli ön işlem gerekebilir.

Uygulanabilirlik: Belirli atıkların özelliklerine ve gazlaştırıcının tasarımına göre değerlendirilmesi gerekir.

6. Biyokütle yakıtlar için genel gereksinimler ve temel parametreler
Kullanılan biyokütle türüne bakılmaksızın, aşağıdaki anahtar parametreler ve gereksinimler 30 tonluk bir gazlaştırıcı için kritiktir:

1. Nem içeriği
Etki: Nem içeriği, gazlaştırma verimliliğini ve syngas kalitesini etkileyen en önemli faktörlerden biridir. Aşırı nem içeriği gazlaştırıcı sıcaklığını azaltacak, gazlaştırma maddesi tüketimini artıracak ve singaların kalorifik değerini azaltacaktır (çünkü ısının bir kısmı nemi buharlaştırmak için kullanılır).

İdeal Aralık: Genellikle%10-%20 (kuru temel) arasında olması önerilir ve maksimum%30-%35'i geçmemelidir. Büyük gazlaştırıcılar için, kurutma ekipmanı genellikle yüksek-nemli biyokütleyi önlemek için donatılmıştır.

2. Parçacık boyutu

Etki: Parçacık büyüklüğü, gazlaştırıcıya biyokütlenin akışkanlığı, ısı ve kütle transfer verimliliğini ve gazlaştırma reaksiyon hızını doğrudan etkiler.

Gereksinim: Genel olarak, parçacık boyutunun tekdüze ve belirli bir aralıkta olması gerekir. Sabit yataklı gazlaştırıcılar için, genellikle daha büyük, nispeten eşit parçacıklar (ahşap yongalar gibi) gereklidir; Akışkan yataklı gazlaştırıcılar için, daha küçük, daha düzgün parçacıklar (talaş ve pirinç kabukları gibi) gereklidir. Çok büyük parçacıklar eksik gazlaştırmaya veya tıkanmaya yol açabilirken, çok küçük parçacıklar (ince toz) hava akışı ile kolayca taşınarak uçucu kül miktarını artırır.

3. Kül içeriği

Etki: Ash, gazlaştırıcının boşluğunu işgal eden, etkili reaksiyon hacmini azaltan ve sonunda cüruf olarak boşaltılan yanıltıcı olmayan bir mineraldir. Yüksek kül içeriği, işlenecek cüruf miktarını artırır ve cüruf sorunlarına neden olabilir.

İdeal Aralık: Genel olarak, o kadar düşük olursa, ideal olarak%5'ten daha az. Pirinç kabukları ve saman daha yüksek kül içeriğine sahiptir, bu da özel olarak tasarlanmış gazlaştırıcılarla uğraşır.

4. Kül erimiş/yumuşatma noktası
Etki: Kül, yüksek sıcaklıkta eriyecek ve gazlaştırıcıyı bloke edecek veya reaksiyon yüzeyini kaplayacak ve gazlaştırıcının kararlı çalışmasını ciddi şekilde etkileyecek klinker oluşturacaktır.

Gereksinim: Daha yüksek bir kül erimesi noktasına sahip biyokütle seçilmeli veya akı ilave edilerek, gazlaştırma sıcaklığını kontrol ederek cüruftan kaçınılmalıdır.

5. Isıtma değeri
Etki: Biyokütlenin kalorifik değeri doğrudan enerji çıkışını belirler. Yüksek kalorifik değere sahip biyokütle daha fazla enerji üretebilir.

Gereksinim: Yüksek kalorifik değere sahip biyokütle mümkün olduğunca seçilmelidir.

6. Klor ve kükürt içeriği
Etki: Bu elementler, gazlaştırma işlemi sırasında aşındırıcı gazlar (HCL ve H2S gibi) oluşturarak gazlaştırıcı ekipmana korozyona neden olacak ve syngas saflaştırmanın zorluğunu ve maliyetini artıracaktır.

Gereksinim: Düşük klor ve kükürtlü biyokütle mümkün olduğunca seçilmelidir. Bazı tarımsal atıklar (bazı saman gibi) yüksek klor içerebilir.

7. Toplu yoğunluk

Etki: Yoğunluk, biyokütlenin depolanmasını, taşınmasını ve beslenme verimliliğini etkiler. Düşük yoğunluklu biyokütle daha fazla depolama alanı ve daha yüksek ulaşım maliyetleri gerektirir.

Gereksinim: Biyokütlenin yoğunluğu, briketleme ve peletleme gibi tedavi öncesi yöntemlerle artırılabilir.

7. Seçim stratejisi ve gelecekteki görünüm
30 ton/gün biyokütle gazlaştırma projesi için, doğru tip biyokütle seçmek, dikkate alınması gereken çok faktörlü bir değiş tokuş işlemidir:

Yerel Kaynak Erişilebilirliği: Taşımacılık maliyetlerini azaltmak için proje alanına yakın bol ve sürdürülebilir biyokütle kaynaklarına öncelik verin.

Biyokütle Özellikleri: Yukarıdaki parametrelere dayanarak, belirli gazlaştırıcı teknolojisi (sabit yatak, akışkan yatak vb. Gibi) için uygun biyokütle seçin.

Ön muamele gereksinimleri ve maliyetleri: Farklı biyokütle için gereken ön işlem (kurutma, ezme, sıkıştırma vb.) Ve maliyetleri değerlendirin.

Sentez Gazı Uygulaması: Sentez gazının (enerji üretimi, ısı kaynağı, yakıt sentezi, vb.) Son kullanımı için sentez gazının kalitesi gereksinimlerine göre, biyokütle türünü tersine seçin.

Çevre Düzenlemeleri: Seçilen biyokütlenin emisyonlarının ve gazlaştırma ürünlerinin yerel çevre düzenlemelerine uygun olduğundan emin olun.

Gazlaştırma teknolojisi olgunlaşmaya devam ettikçe ve biyokütle ön tedavi teknolojisi geliştikçe geleceğe baktığında, giderek daha fazla biyokütle türü daha etkili bir şekilde kullanılacaktır. Örneğin, biyokütle eş-gazlaştırma teknolojisi, karıştırma oranını optimize ederek farklı biyokütlenlerin avantajlarını ve dezavantajlarını dengeleyerek, böylece gazlaştırma verimliliğini ve ekonomik faydaları iyileştirerek çoklu biyokütlenin eşzamanlı kullanılmasına izin verir. Aynı zamanda, yüksek kül ve yüksek alkali metal içeriğine sahip biyokütle için, araştırmacılar ayrıca cüruflara daha dirençli fırın tipleri ve kül tedavi teknolojileri geliştiriyorlar.