Millaista biomassaa voidaan käyttää 30 tonnin kaasunmuodostumisessa?

Kestävien energiaratkaisujen kasvavan maailmanlaajuisen kysynnän myötä biomassan kaasuttamistekniikka on kiinnittänyt yhä enemmän huomiota tehokkaana tapana muuttaa orgaanisia jätteitä ja uusiutuvia resursseja puhtaaksi energiaksi. Kaasumisprosessi on muuntaa biomassan palavaksi synteesikaasuksi (Syngas), joissa on runsaasti hiilimonoksidia (CO), vetyä (H2) ja pientä määrää metaania (CH4) korkean lämpötilan pyrolyysi- ja hapetusreaktioiden kautta rajoitetuissa tai ollenkaan happiolosuhteissa. Tätä synteesikaasua voidaan käyttää nestemäisten polttoaineiden tai kemikaalien voimantuotantoon, lämmönsyöttöön ja vielä edelleen synteesiin.

Laajamittaiselle kaasujärjestelmälle, jonka käsittelykapasiteetti on 30 tonnia/päivä, oikean biomassan raaka-aine (ts. "Biomassan polttoaine" tai "biomassan raaka-aine") valitseminen on avain järjestelmän tehokkaan ja vakaan toiminnan varmistamiseksi. Erityyppisillä biomassoilla on erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, jotka vaikuttavat suoraan kaasuttajan suorituskykyyn, synteesikaasun satoon ja laatuun sekä koko järjestelmän talouteen.

1. Woody Biomassa

Woody Biomass on yksi yleisimmistä ja laajimmin käytetyistä kaasupolttoaineista, joilla on suhteellisen tasainen koostumus, matala tuhkapitoisuus ja korkea lämpöarvo.

Kello 1.

Lähde: Pääasiassa puunjalostuslaitosten (kuten sahanpuru, puun lastujen), metsätaloushakkujäämien (kuten oksat, kuori) ja erityisesti istutetut energiametsät.

Edut: Korkea lämpöarvo: Woody Biomass on korkea hiilipitoisuus ja sillä on yleensä hyvä lämpöarvo.

Matala tuhka: Verrattuna muuhun biomassaan, puulla on alhaisempi tuhkapitoisuus, mikä auttaa vähentämään kaasulaitteessa kuivan riskiä ja yksinkertaistaa tuhkakäsittelyä.

Vakaa rakenne: Oikein käsiteltyjä puurastuja ja sahanpuru on suhteellisen vakaa fyysinen muoto ja ne on helppo kuljettaa ja varastoida.

Huomiot: Kosteuspitoisuus: Puun kosteuspitoisuus on avaintekijä. Liian korkea kosteuspitoisuus vähentää kaasuttamistehokkuutta ja syngaanien lämpöarvoa. Ihannetapauksessa kosteuspitoisuutta tulisi hallita noin 10%-20%: lla, ja ennalta kuivumista voidaan tarvita.

Hiukkaskoon tasaisuus: Hiukkaskoko yhtenäinen auttaa jakautumaan ja reagoimaan kaasulaitteessa olevat materiaalit tasaisesti. Liian suuret tai liian pienet hiukkaset voivat aiheuttaa ongelmia.

Epäpuhtaudet: Vältä epäorgaanisten epäpuhtauksien, kuten hiekan, kivien tai metallien, sekoittamista, jotka lisäävät tuhkapitoisuutta ja voivat vahingoittaa laitteita.

Sovellettavuus: 30 tonnin kaasuttelijät ovat erittäin sopivia puurastujen ja puurastujen käsittelyyn, etenkin alueilla, joilla on kehitetty puuteollisuus.

14. Energiakasvit - Woody
Lähde: Nopeasti kasvavat puulajit, kuten pajut ja poppelit, jotka on istutettu erityisesti energiatarkoituksiin.

Edut: Kestävä tarjonta: Energiakasvit ovat uusiutuvia ja hallittavissa olevia biomassan lähdettä, joka voi varmistaa pitkäaikaisen ja vakaan polttoaineen tarjonnan.

Hyvä yhtenäisyys: Verrattuna sekoitettuun jätteeseen, energiakasvien koostumus on yhtenäisempi, mikä edistää kaasutusprosessin vakaa hallinta.

Huomiot: Istutuskustannukset: Sisältää istutuskustannukset, kuten maa, vesivarot ja työvoima.

Kuljetusetäisyys: Energiametsän maantieteellinen sijainti vaikuttaa kuljetuskustannuksiin.

Sovellettavuus: Energiametsät ovat ihanteellisia laajamittaisiin kaasutusprojekteihin, jotka haluavat luoda pitkäaikaisen ja vakaan biomassan toimitusketjun.

2. Maatalouden tähteet
Maatalouden jäte on valtava biomassan resurssi, ja sen hyödyntäminen auttaa ratkaisemaan ympäristön pilaantumisongelmia ja luomaan taloudellista arvoa.

1. Riisikuoret ja vehnän olki
Lähde: Jäännös riisin ja vehnän sadon jälkeen.

Edut: Suuri lähtö: valtava globaali tuotos, se on halpa ja helposti saavutettava biomassan lähde.

Hiilen neutraalisuus: Maatalouden jätteenä sen käyttö auttaa saavuttamaan hiilen neutraalisuuden.

Huomautukset: Pienet tiheys: Riisikuorien ja vehnän oljen tilavuustiheys on erittäin alhainen, mikä tarkoittaa, että varastointi- ja kuljetuskustannukset ovat korkeat, ja esikäsittely (kuten paalaaminen tai briketti) voidaan tarvita tiheyden lisäämiseksi.

Korkea tuhkapitoisuus: Erityisesti riisikuoren tuhkapitoisuus on 15-20% tai jopa korkeampi, ja sillä on korkea piisisältö, joka on taipuvainen kukoistamaan kaasunmuotolaitetta, asettamalla korkeammat vaatimukset kaasunmuotoilijan suunnitteluun ja toimintaan.

Alkali -metallipitoisuus: Veto -oljet, kuten vehnän oljet, sisältää korkeat alkalimetallit (kuten kalium ja natrium), mikä voi helposti johtaa alemman tuhkan sulamispisteeseen ja kuivumiseen.

Sovellettavuus: haasteista huolimatta, 30 tonnin kaasuttimet pystyy tehokkaasti hyödyntää näitä satojätteitä parantamalla kaasuttajan suunnittelua (kuten fluidoituneiden sängyn kaasuttimilla on parempi sopeutumiskyky tuhkaan ja kukoistamiseen) ja esikäsittelytoimenpiteisiin.

2. Bagasse
Lähde: Sokeriteollisuuden sivutuote, se on kuitujäämä sen jälkeen, kun sokeriruoko on puristettu mehun purkamiseksi.

Edut: Keskitetty tarjonta: Sokeritehtaat tuottavat yleensä suuren määrän bagassia keskitetyllä tavalla, jota on helppo kerätä.

Kohtalainen lämpöarvo: Sillä on tietty lämpöarvo ja sitä voidaan käyttää hyvänä polttoaineena.

Huomiot: Kosteuspitoisuus: Vastapuristetulla bagassella on suuri kosteuspitoisuus ja se on kuivattava.

Kuljetus: Vaikka se on suhteellisen kompakti, se on silti jouduttava tiivistämään kuljetuskustannusten vähentämiseksi.

Sovellettavuus: Bagasse on ihanteellinen paikallinen polttoaine 30 tonnin kaasuttimille sokeritehtaiden ympärillä.

3. Maissin stover ja maissikivit

Lähde: Maissin varret ja korvat sadon jälkeen.

Edut: Korkea sato: valtava sato maissin tuottamisalueilla.

Huomautukset: Keräyskustannukset: Maissin varret ovat vaikea kerätä ja ne vaativat erityisiä koneita ja käyttöprosesseja.

Tuhka- ja alkalimetallit: Samankaltainen kuin muut oljet, on myös ongelmia, joissa on korkea tuhka- ja alkalimetallipitoisuus.

Sovellettavuus: alueilla, joilla on suuri maissin tuotanto, sitä voidaan käyttää 30 tonnin kaasuttimissa asianmukaisen esikäsittelyn jälkeen.

4. Mutterikuoret

Lähde: kuten pähkinäkuoret, mantelikuoret, maapähkinäkuoret jne.

Edut: Suurempi tiheys: Verrattuna muihin maatalouden jätteisiin, mutterikuoret ovat yleensä tiheämpiä, mikä on kätevää varastointiin ja kuljetukseen.

Hyvä lämpöarvo: Sillä on korkea lämpöarvo.

Matala tuhkapitoisuus: Useimmissa mutterikuorissa on suhteellisen matala tuhkapitoisuus.

Huomautukset: Tarjonta: Tarjonta riippuu mutterin prosessointiteollisuuden laajuudesta, eikä se välttämättä ole yhtä yleinen kuin puu tai olki.

Sovellettavuus: Se soveltuu 30 tonnin kaasunlaitteisiin lähellä mutterin jalostuslaitoksia korkealaatuisena biomassan polttoaineena.

3. Biomassan komponentit kunnan kiinteässä jätteessä (MSW)
Orgaanisia komponentteja luokitelluissa ja esikäsitellyissä kunnallisissa kiinteitä jätteitä voidaan käyttää myös polttoaineena kaasuttimissa.

Lähde: Orgaaniset jätteet, kuten keittiöjätteet, puutarhajätteet, paperi, tekstiilit jne.

Edut: Jätehoito: Se ratkaisee kaupunkijätteiden käsittelyn ongelman ja toteuttaa resurssien käytön.

Energian talteenotto: Kierrä energia roskassa.

Huomiot: Monimutkainen esikäsittely: MSW: n koostumus on monimutkainen ja epätasainen, ja tiukka esikäsittely, kuten lajittelu, murskaus ja kuivaus, on välttämätöntä ja kontrollikosteuden ja hiukkaskoon poistamiseksi. Tämä lisää huomattavasti kustannuksia ja teknisiä vaikeuksia.

Saasteet: Se voi sisältää epäpuhtauksia, kuten raskasmetalleja ja klooria, ja haitallisia kaasuja voidaan tuottaa kaasutusprosessin aikana, mikä vaatii tiukan savukaasun puhdistusjärjestelmän.

Epävakaa lämpöarvo: MSW: n erän välinen lämpöarvo voi vaihdella suuresti.

Sovellettavuus: 30 tonnin kaasuttajalle MSW: n käyttäminen polttoaineena vaatii erittäin kypsää esikäsittelytekniikkaa ja tiukkoja ympäristöpäästöjen hallintatoimenpiteitä.

5. Teollisuusjäte
Joissakin teollisuustuotantoprosesseissa tuotettua orgaanista jätettä voidaan käyttää myös kaasuttamiseen.

Lähde: kuori ja musta viina paperitehtaista, elintarvikkeiden jalostuslaitosten jäännökset, Lees, lääkejäännökset jne.

Edut: Keskitetty tarjonta: Keskittynyt yleensä teollisuuspuistoihin, mikä on kätevä keräämiselle ja kuljetukselle.

Jätteiden käyttö: Se ratkaisee teollisuusjätteiden käsittelyn ongelman ja on kiertotalouden käsitteen mukainen.

Huomautukset: Monimutkainen koostumus: Eri teollisuusjätteiden koostumus vaihtelee suuresti ja voi sisältää erityisiä epäpuhtauksia tai korkeaa tuhkaa.

Esikäsittely: Kohdennettu esikäsittely voidaan tarvita kaasunvalvojan vaatimusten täyttämiseksi.

Sovellettavuus: Se on arvioitava tietyn jätteen ominaisuuksien ja kaasuttajan suunnittelun perusteella.

6. Biomassan polttoaineiden yleiset vaatimukset ja avainparametrit
Riippumatta käytetyn biomassan tyypistä, seuraavat avainparametrit ja vaatimukset ovat kriittisiä 30 tonnin kaasuttajalle:

1. Kosteuspitoisuus
Vaikutus: Kosteuspitoisuus on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat kaasuttamistehokkuuteen ja synteerien laatuun. Liiallinen kosteuspitoisuus vähentää kaasulaitteiden lämpötilaa, lisää kaasuttamisaineiden kulutusta ja vähentää synteesien lämpöarvoa (koska osaa lämpöä käytetään kosteuden haihtumiseen).

Ihanteellinen alue: Yleensä suositellaan olevan 10%-20%(kuivapohja), ja enimmäismäärän ei pitäisi olla yli 30%-35%. Suurten kaasunsuojaimien, kuivauslaitteet on yleensä varustettu esikäsittelyn korkean kosteuden biomassaan.

2. hiukkaskoko

Impact: Hiukkaskoko vaikuttaa suoraan kaasunmuodostuman biomassan juoksevuuteen, lämmön ja massansiirtotehokkuuteen ja kaasuttamisreaktionopeuteen.

Vaatimus: Yleensä hiukkaskoon on oltava tasainen ja tietyllä alueella. Kiinteän sängyn kaasuttimille vaaditaan yleensä suurempia, suhteellisen tasaisia ​​hiukkasia (kuten putkiruja); Fluidoitujen sänkyjen kaasuttajia varten tarvitaan pienempiä, yhtenäisempiä hiukkasia (kuten sahanpuru ja riisikuoret). Liian suuret hiukkaset voivat johtaa epätäydelliseen kaasutumiseen tai tukkeutumiseen, kun taas liian pienet hiukkaset (hieno jauhe) kuljetetaan helposti ilmavirta, mikä lisää lentotuhkan määrää.

3. Tuhka -sisältö

Vaikutus: Tuhka on palamattomia mineraaleja, jotka vievät kaasuttajan tilaa, vähentää tehokasta reaktiotilavuutta ja lopulta se puretaan kuonana. Korkea tuhkapito

Ihanteellinen alue: Yleensä, mitä alempi, sitä parempi, ihannetapauksessa alle 5%. Riisikuorissa ja olkissa on korkeampi tuhkapitoisuus, joka vaatii erityisesti suunniteltuja kaasuttajia käsittelemään.

4
Impact: Tuhka sulaa korkeassa lämpötilassa ja muodostaa klinkkeriä, joka estää kaasuttajan tai peittää reaktion pinnan, vaikuttaen vakavasti kaasuttajan stabiiliin toimintaan.

Vaatimus: Biomassa, jolla on korkeampi tuhkan sulamispiste, tulee valita tai kukoonnuttamista tulisi välttää lisäämällä virtaus, hallitsemalla kaasutuslämpötilaa jne.

5. Lämmitysarvo
Vaikutus: Biomassan lämpöarvo määrittää suoraan sen energiantuotannon. Biomassa, jolla on korkea lämpöarvo, voi tuottaa enemmän energiaa.

Vaatimus: Biomassa, jolla on korkea lämpöarvo, tulisi valita mahdollisimman paljon.

6. kloori- ja rikkipitoisuus
Vaikutus: Nämä elementit muodostavat syövyttäviä kaasuja (kuten HCL ja H2S) kaasutusprosessin aikana, aiheuttaen korroosion kaasuttajalaitteisiin ja lisäämällä syntegien puhdistuksen vaikeuksia ja kustannuksia.

Vaatimus: Biomassa, jolla on alhainen kloori ja rikki, tulisi valita mahdollisimman paljon. Jotkut maatalouden jätteet (kuten jotkut oljet) voivat sisältää korkeaa klooria.

7. irtotavarana

Vaikutus: Tiheys vaikuttaa biomassan varastointiin, kuljetukseen ja ruokintaan. Matalan tiheyden biomassa vaatii enemmän säilytystilaa ja korkeampia kuljetuskustannuksia.

Vaatimus: Biomassan tiheyttä voidaan nostaa esikäsittelymenetelmillä, kuten briketti ja pelletointi.

7. Valintastrategia ja tulevaisuuden näkymät
30 tonnin biomassan kaasutusprojektille oikean tyyppisen biomassan valitseminen on monitekijäinen kompromissiprosessi, joka on otettava huomioon:

Paikallinen resurssien saavutettavuus: Priorisoi runsaasti ja kestäviä biomassan resursseja projektipaikan lähellä kuljetuskustannusten vähentämiseksi.

Biomassan ominaisuudet: Yllä olevien parametrien perusteella valitse biomassa, joka soveltuu tiettyyn kaasulaiteteknologialle (kuten kiinteä sänky, fluidoitu sänky jne.).

Esikäsittelyvaatimukset ja kustannukset: Arvioi esikäsittely (kuivaus, murskaaminen, tiivistys jne.) Ja erilaisten biomassan tarvittavat kustannukset.

Synteesikaasun levitys: Synteesikaasun laatuvaatimusten mukaan synteesikaasun lopulliseen käyttöön (sähköntuotanto, lämmön syöttö, polttoaineen synteesi jne.) Valitsevat käänteisesti biomassan tyypin.

Ympäristömääräykset: Varmista, että valitun biomassan ja sen kaasutustuotteiden päästöt noudattavat paikallisia ympäristömääräyksiä.

Tulevaisuuteen tarkasteltaessa, kun kaasutustekniikka on edelleen kypsiä ja biomassan esikäsittelytekniikkaa, kehittyy yhä enemmän biomassatyyppejä tehokkaammin. Esimerkiksi biomassan yhteiskaastumistekniikka mahdollistaa useiden biomassojen samanaikaisen käytön, tasapainottaa eri biomassajen etuja ja haittoja optimoimalla sekoitussuhdetta, parantaen siten kaasuttamisen tehokkuutta ja taloudellisia etuja. Samanaikaisesti biomassalla, jolla on korkea tuhkan ja korkea alkalimetallipitoisuus, tutkijat kehittävät myös uunitatyyppejä ja tuhkakäsittelytekniikkaa, jotka ovat kestäviä kukoistamiselle.