Koje se vrste biomase mogu upotrijebiti u uplinjaču od 30 tona?

S rastućom globalnom potražnjom za održivim energetskim rješenjima, tehnologija uplinjavanja biomase sve više i više pažnje privlači kao učinkovit način pretvaranja organskog otpada i obnovljivih izvora u čistu energiju. Proces uplinjavanja je pretvaranje biomase u zapaljive sinteze plina (syngas) bogat ugljičnim monoksidom (CO), vodikom (H2) i malom količinom metana (CH4) kroz visokotemperaturne pirolize i reakcije oksidacije u ograničenim ili bez kisikovih uvjetima. Ovaj plin sinteze može se koristiti za proizvodnju energije, opskrbu toplinom, pa čak i daljnju sintezu tekućih goriva ili kemikalija.

Za veliki sustav za uplinjavanje s kapacitetom za obradu od 30 tona dnevno, ključ je odabir prave sirovine biomase (tj. "Fuelmass gorivo" ili "sirovina biomase") ključ za osiguravanje učinkovitog i stabilnog rada sustava. Različite vrste biomase imaju različita fizička i kemijska svojstva, što će izravno utjecati na performanse uplinjača, prinos i kvalitetu plina za sintezu i ekonomiju cijelog sustava.

1. Drvena biomasa

Drvena biomasa jedno je od najčešćih i široko korištenih goriva za uplinjavajuće, s prednostima relativno ujednačenog sastava, niskog sadržaja pepela i visoke kalorične vrijednosti.

1. Drveni čips i piljevina

Izvor: Uglavnom iz otpada iz postrojenja za preradu drva (poput piljevine, drva), šumarskih ostataka (poput grana, kore) i posebno zasađenih energetskih šuma.

Prednosti: Visoka kalorična vrijednost: Drvena biomasa ima visok sadržaj ugljika i uglavnom ima dobru kaloričnu vrijednost.

Nizak pepeo: U usporedbi s drugim biomasa, drvo ima niži sadržaj pepela, što pomaže u smanjenju rizika od uboda u plinicu i pojednostavljuje rukovanje pepelom.

Stabilna struktura: Pravilno obrađeni drveni čips i piljevina imaju relativno stabilan fizički oblik i lako ih je transport i skladištenje.

Razmatranja: Sadržaj vlage: Sadržaj vlage u drvu je ključni faktor. Previsoki sadržaj vlage smanjit će učinkovitost uplinjavanja i kaloričnu vrijednost singa. U idealnom slučaju, sadržaj vlage treba kontrolirati na oko 10%-20%, a možda će biti potrebno prethodno sušenje.

Ujednačenost veličine čestica: Ujednačena veličina čestica pomaže ravnomjerno distribuirati i reagirati materijale u uplinjaču. Čestice prevelike ili premale mogu uzrokovati probleme.

Nečistoće: Izbjegavajte miješanje anorganskih nečistoća poput pijeska, kamenja ili metala, što će povećati sadržaj pepela i može oštetiti opremu.

Primjenjivost: 30-tonski plinos vrlo su prikladni za preradu drvenih čipsa i drvenih čipsa, posebno u područjima s razvijenim industrijama drva.

2. Energetski usjevi - Woody
Izvor: Brzo rastuće vrste drveća poput vrba i topola posađene posebno u energetske svrhe.

Prednosti: Održiva opskrba: Energetski kulture su obnovljivi i kontrolirani izvor biomase koji može osigurati dugoročno i stabilno opskrbu gorivom.

Dobra ujednačenost: U usporedbi s miješanim otpadom, sastav energetskih kultura je ujednačeniji, što pogoduje stabilnoj kontroli procesa uplinjavanja.

Razmatranja: Troškovi sadnje: uključivanje troškova sadnje poput zemljišta, vodenih resursa i rada.

Udaljenost transporta: Geografski položaj energetske šume utjecat će na troškove transporta.

Primjenjivost: Energetske šume idealne su za velike projekte uplinjavanja koji žele uspostaviti dugoročni i stabilan lanac opskrbe biomasom.

2. Poljoprivredni ostaci
Poljoprivredni otpad je ogroman resurs biomase, a njegova upotreba pomaže u rješavanju problema zagađenja okoliša i stvaranju ekonomske vrijednosti.

1. Ljuske riže i pšenična slama
Izvor: Ostatak nakon berbe riže i pšenice.

Prednosti: Veliki izlaz: ogroman globalni izlaz, to je jeftin i lako dostupan izvor biomase.

Neutralnost ugljika: Kao poljoprivredni otpad, njegova upotreba pomaže u postizanju neutralnosti ugljika.

Razmatranja: Niska gustoća: gustoća volumena ljuske riže i pšenične slame je vrlo niska, što znači da su troškovi skladištenja i transporta visoki, a za povećanje gustoće može biti potrebno prethodno liječenje (poput baliranja ili briketiranja).

Visoki sadržaj pepela: Rice Husk, posebno, može imati sadržaj pepela od 15-20% ili čak više, a ima visok udio silicija, koji je sklon zabijanju u plinicu, postavljajući veće zahtjeve na dizajn i rad ubojivača.

Sadržaj alkalnog metala: Crop slamka poput pšenične slame sadrži visoke alkalne metale (poput kalija i natrija), koji lako mogu dovesti do niže taline pepela i pucanja.

Primjenjivost: Unatoč izazovima, 30-tonski gasifikatori mogu učinkovito iskoristiti ove otpadne usjeve poboljšavajući dizajn uplinjača (poput fluidiranih plinaca na sloju imaju bolju prilagodljivost pepelu i šljokicama) i mjerama prethodne obrade.

2. bagasse
Izvor: Nusproizvod šećerne industrije, to je vlaknasti ostatak nakon što se šećerna trska stisne kako bi se izvukao sok.

Prednosti: Centralizirana opskrba: Trvi za šećer obično proizvode veliku količinu bagasa na centralizirani način, što je lako prikupiti.

Umjerena kalorična vrijednost: Ima određenu kaloričnu vrijednost i može se koristiti kao dobro gorivo.

Razmatranja: Sadržaj vlage: Svježe prešani bagasse ima visok sadržaj vlage i treba ga sušiti.

Transport: Iako je relativno kompaktan, možda će ga trebati zbijeti kako bi se smanjili troškovi prijevoza.

Primjenjivost: Bagasse je idealno lokalizirano gorivo za 30-tonske plinove oko mlinova šećera.

3. Kukuruzni paver i kukuruzni kabine

Izvor: Kukuruzne stabljike i uši nakon berbe.

Prednosti: visoki prinos: ogroman prinos u glavnim područjima za proizvodnju kukuruza.

Razmatranja: Trošak prikupljanja: Kukuruzne stabljike teško je prikupiti i zahtijevati posebne strojeve i operativne procese.

Pepeo i alkalni metali: Slično drugim slamkama, postoje i problemi s visokim sadržajem metala od pepela i alkalija.

Primjenjivost: U područjima s velikom proizvodnjom kukuruza, nakon odgovarajuće obrade, može se koristiti u dina s 30 tona.

4. Školjke orašastih plodova

Izvor: kao što su ljuske oraha, školjke badema, školjke kikirikija itd.

Prednosti: veća gustoća: U usporedbi s drugim poljoprivrednim otpadom, školjke matica su obično gušće, što je prikladno za skladištenje i transport.

Dobra kalorična vrijednost: Ima visoku kaloričnu vrijednost.

Sadržaj niskog pepela: Većina školjki oraha ima relativno nizak sadržaj pepela.

Razmatranja: Opskrba: Opskrba ovisi o razmjeru industrije prerade oraha i možda nije tako uobičajena kao drvo ili slama.

Primjenjivost: Pogodna je za 30-tonske gasifikatore u blizini postrojenja za preradu oraha kao visokokvalitetno gorivo biomase.

3. Komponente biomase u komunalnom čvrstom otpadu (MSW)
Organske komponente u klasificiranom i unaprijed obrađenom komunalnom čvrstom otpadu mogu se koristiti i kao gorivo za gasifikatore.

Izvor: Organski otpad kao što su kuhinjski otpad, vrtni otpad, papir, tekstil itd.

Prednosti: obrada otpada: rješava problem obrade urbanog otpada i ostvaruje korištenje resursa.

Oporavak energije: Reciklirajte energiju u smeću.

Razmatranja: Složena prethodna obrada: Sastav MSW -a je složen i neujednačen, a stroga prethodna obrada poput sortiranja, drobljenja i sušenja potrebna je za uklanjanje nezaposlenih i kontroliranja vlage i veličine čestica. To će značajno povećati troškove i tehničke poteškoće.

Zagađivači: Može sadržavati zagađivače poput teških metala i klora, a štetni plinovi mogu se proizvesti tijekom postupka uplinjavanja, što zahtijeva strogi sustav pročišćavanja dimnih plinova.

Nestabilna kalorična vrijednost: Kalorična vrijednost između serija MSW može uvelike varirati.

Primjenjivost: za 30-tonski uplinjač, ​​korištenje MSW-a kao goriva zahtijeva vrlo zrelu tehnologiju prethodne obrade i stroge mjere kontrole emisije okoliša.

5. Industrijski otpad
Organski otpad generiran u nekim industrijskim proizvodnim procesima također se može koristiti za ugradnju.

Izvor: kore i crna alkoholna pića iz papirnatih mlinova, ostaci iz postrojenja za preradu hrane, lees, farmaceutskih ostataka itd.

Prednosti: Centralizirana opskrba: obično koncentrirana u industrijskim parkovima, što je prikladno za prikupljanje i transport.

Upotreba otpada: rješava problem obrade industrijskog otpada i u skladu s konceptom kružne ekonomije.

Razmatranja: Složeni sastav: Sastav različitih industrijskih otpada uvelike varira i može sadržavati specifične zagađivače ili visoki pepeo.

Prethodna obrada: Ciljana prethodna obrada može biti potrebna kako bi se ispunili zahtjevi za uplinjavač.

Primjenjivost: treba ga procijeniti na temelju svojstava specifičnog otpada i dizajna uplinjača.

6. Opći zahtjevi i ključni parametri za goriva biomase
Bez obzira na vrstu korištene biomase, sljedeći ključni parametri i zahtjevi kritični su za 30-tonski ugrađivač:

1. Sadržaj vlage
Utjecaj: Sadržaj vlage jedan je od najvažnijih čimbenika koji utječu na učinkovitost uplinjavanja i syngas kvalitetu. Prekomjerni sadržaj vlage smanjit će temperaturu uplinjača, povećati potrošnju sredstva za uplinjavanje i smanjiti kaloričnu vrijednost singa (jer se dio topline koristi za isparavanje vlage).

Idealan raspon: Obično se preporučuje biti između 10%-20%(suha osnova), a maksimalno ne smije prelaziti 30%-35%. Za velike gasifikatore, oprema za sušenje obično je opremljena za prethodno liječenje biomase visoke morske.

2. Veličina čestica

Utjecaj: Veličina čestica izravno utječe na fluidnost, učinkovitost prijenosa topline i mase i brzinu reakcije uplinjaja u biomasi u uplinjaču.

Zahtjev: Općenito, veličina čestica je potrebna ujednačena i unutar određenog raspona. Za plinače s fiksnim slojem obično su potrebne veće, relativno ujednačene čestice (poput drvenih čipsa); Za fluidizirane benzine, potrebne su manje, manje ujednačene čestice (poput piljevine i ljuske riže). Prevelike čestice mogu dovesti do nepotpune uplinjavanja ili začepljenja, dok premale čestice (fini prah) lako se nose protokom zraka, povećavajući količinu letećeg pepela.

3. Sadržaj pepela

Utjecaj: Pepeo je nezapažljiv mineral koji zauzima prostor uplinjača, smanjuje efektivni volumen reakcije i na kraju se ispušta kao šljaka. Visoki sadržaj pepela povećava količinu šljake s kojom se treba postupati i može uzrokovati probleme s pucanjem.

Idealan raspon: općenito, što je niže, idealno, idealno manje od 5%. Rice ljuske i slama imaju veći sadržaj pepela, za koji se zahtijevaju da se posebno dizajnirani pliničari bave.

4. Točka topljenja/omekšavanja pepela
Utjecaj: Pepeo će se rastopiti na visokoj temperaturi i tvoriti klinker, koji će blokirati uplinjavač ili pokriti reakcijsku površinu, ozbiljno utječući na stabilan rad uplinjača.

Zahtjev: treba odabrati biomasu s višom talicom pepela ili treba izbjegavati šljokicu dodavanjem toka, kontrolom temperature uplinjavanja itd.

5. vrijednost grijanja
Utjecaj: Kalorična vrijednost biomase izravno određuje njegovu izlaznu energiju. Biomasa s visokom kaloričnom vrijednošću može proizvesti više energije.

Zahtjev: Biomasa s visokom kaloričnom vrijednošću treba odabrati što je više moguće.

6. Sadržaj klora i sumpora
Utjecaj: Ovi će elementi tvoriti korozivne plinove (poput HCL i H2S) tijekom postupka uplinjavanja, uzrokujući koroziju opreme za uplinjavanje i povećavajući poteškoće i troškove pročišćavanja syngas.

Zahtjev: Biomasa s niskim klorom i sumporom treba odabrati što je više moguće. Neki poljoprivredni otpad (poput neke slame) može sadržavati visoki klor.

7. gustoća rasute

Utjecaj: Gustoća utječe na skladištenje, transport i učinkovitost hranjenja biomase. Biomasa niske gustoće zahtijeva više prostora za skladištenje i veće troškove prijevoza.

Zahtjev: Gustoća biomase može se povećati metodama prije liječenja kao što su briketiranje i peletiziranje.

7. Strategija odabira i budući izgledi
Za projekt uplinjavanja biomase od 30 tona/dan, odabir prave vrste biomase je višefaktorski postupak kompromis koji je potrebno uzeti u obzir:

Pristup lokalnim resursima: prioritet prioriteta obilnim i održivim resursima biomase u blizini mjesta projekta kako biste smanjili troškove prijevoza.

Karakteristike biomase: Na temelju gornjih parametara odaberite biomasu pogodnu za specifičnu tehnologiju uplinjača (poput fiksnog sloja, fluidiranog kreveta itd.).

Zahtjevi i troškovi prethodne obrade: Procijenite prethodnu obradu (sušenje, drobljenje, sabijanje itd.) I troškove potrebne za različitu biomasu.

Primjena plina sinteze: Prema zahtjevima za kvalitetom plina sinteze za konačnu uporabu plina sinteze (stvaranje energije, napajanje topline, sinteza goriva itd.), Poniverly odaberite vrstu biomase.

Propisi o okolišu: Osigurajte da emisije odabrane biomase i njegovih proizvoda za uplinjavanje u skladu s lokalnim propisima o okolišu.

Gledajući u budućnost, kako se tehnologija za uplinjavanje i dalje razvija tehnologija prethodne obrade biomase, učinkovitije će se koristiti sve više vrsta biomase. Na primjer, tehnologija ko-gazifikacije biomase omogućuje istodobnu upotrebu više biomasa, uravnotežujući prednosti i nedostatke različitih biomasa optimiziranjem omjera miješanja, poboljšavajući na taj način učinkovitost uplinjavanja i ekonomske koristi. Istodobno, za biomasu s visokim udjelom metala od pepela i visokih alkalnih metala, istraživači također razvijaju vrste peći i tehnologije liječenja pepela koji su otporniji na šljakanje.