Jakie rodzaje biomasy można zastosować w 30 -tonowym gazywarze?

Wraz z rosnącym globalnym zapotrzebowaniem na zrównoważone rozwiązania energetyczne technologia zgazowania biomasy zyskuje coraz większą uwagę jako skuteczny sposób przekształcania odpadów organicznych i zasobów odnawialnych w czystą energię. Proces zgazowania polega na przekształcaniu biomasy w palne syntezę gazu (syngas) bogaty w tlenek węgla (CO), wodór (H2) i niewielką ilość metanu (CH4) poprzez reakcje pirolizy i utleniania w wysokiej temperaturze w ograniczonych lub bez warunków tlenu. Ten gaz syntezy może być stosowany do wytwarzania energii, zasilania ciepła, a nawet dalszej syntezy paliw cieczy lub chemikaliów.

W przypadku dużych systemów zgazowych o pojemności przetwarzania 30 ton dziennie wybór odpowiedniego surowca biomasy (tj. „Paliwa biomasy” lub „surowca biomasy”) jest kluczem do zapewnienia wydajnego i stabilnego działania systemu. Różne rodzaje biomasy mają różne właściwości fizyczne i chemiczne, które będą bezpośrednio wpływać na wydajność gazyfikatora, wydajność i jakość gazu syntezy oraz ekonomię całego systemu.

1. Woody biomasa

Woody Biomasa jest jedną z najczęstszych i najczęściej stosowanych paliw gasifierskich, z zaletami stosunkowo jednolitej składu, niskiej zawartości popiołu i wysokiej wartości kalorycznej.

1. Drewniane chipsy i trociny

Źródło: głównie z odpadów z roślin przetwórczych drewna (takich jak trociny, wiórki drewna), resztki drewna leśnego (takie jak gałęzie, kora) i specjalnie zasadzone lasy energetyczne.

Zalety: Wysoka wartość kaloryczna: Woody Biomasa ma wysoką zawartość węgla i ogólnie ma dobrą wartość kaloryczną.

Niski popiół: W porównaniu z inną biomasą, drewno ma niższą zawartość popiołu, co pomaga zmniejszyć ryzyko żażenia w gazyfikatorze i upraszcza obsługę popiołu.

Stabilna struktura: odpowiednio obróbki wiórki i trocin mają stosunkowo stabilną formę fizyczną i są łatwe w transporcie i przechowywaniu.

Rozważania: Główna zawartość wilgoci: zawartość wilgoci w drewnie jest kluczowym czynnikiem. Zbyt wysoka zawartość wilgoci zmniejszy wydajność zgazowania i wartość kaloryczną syngów. Idealnie, zawartość wilgoci powinna być kontrolowana na poziomie około 10–20%i może być wymagane wstępne wysuszenie.

Jednomości wielkości cząstek: Jednolity rozmiar cząstek pomaga równomiernie rozłożyć i reagować materiały w gazyfiorze. Cząstki, które są zbyt duże lub zbyt małe, mogą powodować problemy.

Zanieczyszczenia: Unikaj mieszania zanieczyszczeń nieorganicznych, takich jak piasek, kamienie lub metale, które zwiększą zawartość popiołu i mogą uszkodzić sprzęt.

Zastosowanie: 30-tonowe gazyfikatory są bardzo odpowiednie do przetwarzania wiórów drewna i chipsów drewna, szczególnie w obszarach z rozwiniętymi branżami drewna.

2. Uprawy energetyczne - drzewiasty
Źródło: Szybko rozwijające się gatunki drzew, takie jak wierzby i topole sadzone specjalnie do celów energetycznych.

Zalety: Zrównoważona podaż: Uprawy energetyczne są odnawialnym i kontrolowanym źródłem biomasy, które może zapewnić długoterminowe i stabilne zasilanie paliwa.

Dobra jednolitość: w porównaniu z mieszanymi odpadami skład upraw energii jest bardziej jednolity, co sprzyja stabilnej kontroli procesu zgazowania.

Rozważania: Koszty sadzenia: obejmowanie kosztów sadzenia, takich jak grunt, zasoby wodne i siła robocza.

Odległość transportu: Położenie geograficzne lasu energetycznego wpłynie na koszt transportu.

Zastosowanie: Lasy energetyczne są idealne do dużych projektów zgazowania, które chcą ustanowić długoterminowy i stabilny łańcuch dostaw biomasy.

2. Rolne pozostałości
Odpady rolne to ogromny zasób biomasy, a jego wykorzystanie pomaga rozwiązać problemy zanieczyszczenia środowiska i tworzyć wartość ekonomiczną.

1. Łuski ryżowe i słoma pszenicy
Źródło: Pozostałość po zbiorze ryżu i pszenicy.

Zalety: Duża wydajność: Ogromna globalna wydajność, jest to tanie i łatwo dostępne źródło biomasy.

Neutralność węglowa: jako odpady rolnicze, jego wykorzystanie pomaga osiągnąć neutralność węglową.

Rozważania: Niska gęstość: Gęstość objętości łuski ryżu i słomy pszenicy jest bardzo niska, co oznacza, że ​​koszty przechowywania i transportu są wysokie, a wstępne leczenie (takie jak belowanie lub brykietowanie) może być wymagane w celu zwiększenia gęstości.

Wysoka zawartość popiołu: w szczególności łuska ryżu może mieć zawartość popiołu o 15-20% lub nawet wyższą, i ma wysoką zawartość krzemową, która jest podatna na żażenie w gazywarze, stawiając wyższe wymagania dotyczące projektowania i obsługi gazyfikatora.

Zawartość metali alkalicznych: słoma uprawna, taka jak słoma pszenna, zawiera metale alkaliczne (takie jak potas i sód), co może łatwo prowadzić do niższej temperatury topnienia popiołu i przelotu.

Zastosowanie: pomimo wyzwań, 30-tonowe gazy może skutecznie wykorzystać te odpady uprawy poprzez poprawę konstrukcji gazyłulnych (takich jak gazyfikatory złoża fluidalnego mają lepszą zdolność adaptacyjną do popiołu i miażdżycy) oraz pomiary obróbki wstępnej.

2. Bagasse
Źródło: Produkt uboczny w branży cukrowej, jest to włóknista pozostałość po ściskaniu trzciny cukrowej do wydobycia soku.

Zalety: Scentralizowane dostawy: Młynki cukrowe zwykle wytwarzają dużą ilość bagasse w scentralizowany sposób, który jest łatwy do zebrania.

Umiarkowana wartość kaloryczna: Ma pewną wartość kaloryczną i może być używana jako dobre paliwo.

Rozważania: Zawartość wilgoci: świeżo naciśnięta bagasse ma wysoką zawartość wilgoci i należy ją wysuszyć.

Transport: Chociaż stosunkowo kompaktowy, może być konieczne zagęszczanie w celu obniżenia kosztów transportu.

Zastosowanie: Bagasse jest idealnym zlokalizowanym paliwem dla 30-tonowych gazyferów wokół młynów cukrowych.

3. Corn Stover i Corn Cobs

Źródło: łodygi kukurydzy i uszy po zbiorach.

Zalety: Wysoka wydajność: ogromna wydajność w głównych obszarach produkujących kukurydzę.

Rozważania: Koszt zbierania: Łodygi kukurydzy są trudne do zebrania i wymagają specjalnych maszyn i procesów operacyjnych.

Metale popiołu i alkalicznego: Podobnie do innych słomek, występują również problemy z wysoką zawartością metali popiołu i alkalicznych.

Zastosowanie: Na obszarach o dużej produkcji kukurydzy można go stosować w 30-tonowych gazyfikatorach po odpowiedniej obróbce.

4. Skorupy orzechowe

Źródło: takie jak skorupy orzechowe, skorupy migdałowe, skorupy orzechowe itp.

Zalety: Większa gęstość: w porównaniu z innymi odpadami rolnymi, skorupy orzechowe są zwykle gęstsze, co jest wygodne do przechowywania i transportu.

Dobra wartość kaloryczna: ma wysoką wartość kaloryczną.

Niska zawartość popiołu: Większość skorup orzechów ma stosunkowo niską zawartość popiołu.

Rozważania: Dostawa: Dostawa zależy od skali przemysłu przetwarzania orzechów i może nie być tak powszechna jak drewno lub słoma.

Zastosowanie: nadaje się do 30-tonowych gazyfikatorów w pobliżu roślin przetwarzających orzechy jako wysokiej jakości paliwo biomasy.

3. Komponenty biomasy w miejskich odpadach stałych (MSW)
Komponenty organiczne w sklasyfikowanych i wstępnie obróbce odpadów stałych miejskich mogą być również wykorzystywane jako paliwo dla grzynek.

Źródło: odpady organiczne, takie jak odpady kuchenne, odpady ogrodowe, papier, tekstylia itp.

Zalety: Oczyszczanie odpadów: rozwiązuje problem oczyszczania odpadów miejskich i realizuje wykorzystanie zasobów.

Odzyskiwanie energii: Recykling Energy w śmieciach.

Rozważania: Złożona obróbka wstępna: Skład MSW jest złożony i nierównomierny, a ścisłe obróbkę wstępną, takie jak sortowanie, kruszenie i suszenie, jest wymagane do usunięcia wpadek oraz kontrolowania wilgoci i wielkości cząstek. Znacząco zwiększy to koszty i trudności techniczne.

Zanieczyszczenia: może zawierać zanieczyszczenia, takie jak metale ciężkie i chlor, a szkodliwe gazy mogą być wytwarzane podczas procesu zgazowania, wymagającego ścisłego systemu oczyszczania gazu spalinowego.

Niestabilna wartość kaloryczna: wartość kaloryczna między partiami MSW może się znacznie zmieniać.

Zastosowanie: W przypadku 30-tonowego grzycenia wykorzystanie MSW jako paliwa wymaga bardzo dojrzałej technologii wstępnej obróbki i ścisłych środków kontroli emisji środowiska.

5. odpady przemysłowe
Do zgazowania można również wykorzystać odpady organiczne wytwarzane w niektórych procesach produkcji przemysłowej.

Źródło: kora i czarny alkohol z papierowych młynów, pozostałości z zakładów przetwórstwa spożywczego, LEES, resztki farmaceutyczne itp.

Zalety: Scentralizowana podaż: Zwykle koncentrowana w parkach przemysłowych, co jest wygodne do pobierania i transportu.

Wykorzystanie odpadów: rozwiązuje problem oczyszczania odpadów przemysłowych i jest zgodny z koncepcją gospodarki o obiegu zamkniętym.

Rozważania: Złożony skład: Skład różnych odpadów przemysłowych jest bardzo różny i może zawierać określone zanieczyszczenia lub wysokie popiół.

Wstępne obróbkę: Kierowana obróbka wstępna może być wymagana w celu spełnienia wymogów gazyfikatora.

Zastosowanie: Należy ją ocenić na podstawie właściwości określonych odpadów i konstrukcji gazyfikatora.

6. Wymagania ogólne i kluczowe parametry paliw biomasy
Niezależnie od rodzaju zastosowanej biomasy, następujące kluczowe parametry i wymagania mają kluczowe znaczenie dla 30-tonowego grzycenia:

1. Zawartość wilgoci
Wpływ: zawartość wilgoci jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na wydajność zgazowania i jakość syngas. Nadmierna zawartość wilgoci zmniejszy temperaturę gazywacza, zwiększy zużycie środka zgazowania i zmniejszy wartość kaloryczną syngas (ponieważ część ciepła jest używana do odparowania wilgoci).

Idealny zakres: Zazwyczaj zaleca się, aby wynosić 10%-20%(sucha podstawa), a maksimum nie powinno przekraczać 30%-35%. W przypadku dużych gazyfikatorów sprzęt do suszenia jest zwykle wyposażony do wstępnej biomasy o wysokiej mocy.

2. Rozmiar cząstek

Wpływ: wielkość cząstek bezpośrednio wpływa na płynność, wydajność przenoszenia ciepła i masy oraz szybkość reakcji biomasy w gazyfikatorze.

Wymaganie: Zasadniczo wielkość cząstek musi być jednolita i w określonym zakresie. W przypadku gasifierów o stałym łóżku zwykle wymagane są większe, stosunkowo jednolite cząstki (takie jak wiórki drewniane); W przypadku gasifierów złożonych fluidalnym wymagane są mniejsze, bardziej jednolite cząstki (takie jak łupki trociny i łuski ryżowe). Zbyt duże cząstki mogą prowadzić do niekompletnego zgazowania lub blokowania, podczas gdy zbyt małe cząsteczki (drobny proszek) są łatwo poruszone przez przepływ powietrza, zwiększając ilość popiołu lotnego.

3. Treść popiołu

Wpływ: popiół jest niepalącym minerałem, który zajmuje przestrzeń gazyfikatora, zmniejsza efektywną objętość reakcji i ostatecznie jest wypisywany jako żużla. Wysoka zawartość popiołu zwiększa ilość żużla do obsługi i może powodować problemy z żużelami.

Idealny zakres: Ogólnie rzecz biorąc, im niższa, tym lepiej, najlepiej mniej niż 5%. Łurek ryżu i słoma mają wyższą zawartość popiołu, co wymaga specjalnie zaprojektowanych gazyfikatorów do radzenia sobie.

4. Punkt topnienia/zmiękczenia popiołu
Wpływ: popiół topi się w wysokiej temperaturze i tworzy klinkier, który zablokuje gazyfikator lub pokryje powierzchnię reakcji, poważnie wpływając na stabilne działanie gazyfikatora.

Wymaganie: Należy wybrać biomasę o wyższej temperaturze topienia, w przeciwnym razie należy unikać opuszczenia, dodając strumień, kontrolując temperaturę zgazowania itp.

5. Wartość ogrzewania
Wpływ: Wartość kaloryczna biomasy bezpośrednio określa jej moc energii. Biomasa o wysokiej wartości kalorycznej może wytwarzać więcej energii.

Wymaganie: Biomasa o wysokiej wartości kalorycznej należy wybrać w jak największym stopniu.

6. Zawartość chloru i siarki
Wpływ: Elementy te będą tworzyć gazy korozyjne (takie jak HCl i H2S) podczas procesu zgazowania, powodując korozję sprzętu do grzyzu i zwiększając trudność i koszt oczyszczania syngatów.

Wymagania: Biomasa z niskim chlorem i siarką należy wybrać w jak największym stopniu. Niektóre odpady rolnicze (takie jak niektóre słomę) mogą zawierać wysoki chlor.

7. Gęstość luzem

Wpływ: Gęstość wpływa na przechowywanie, transport i wydajność żywieniową biomasy. Biomasa o niskiej gęstości wymaga większej przestrzeni do przechowywania i wyższych kosztów transportu.

Wymagania: Gęstość biomasy można zwiększyć metodami wstępnymi, takimi jak briquetting i peletyzacja.

7. Strategia wyboru i przyszłe perspektywy
W przypadku projektu zgazowania biomasy o wartości 30 ton dziennie wybór odpowiedniego rodzaju biomasy jest procesem kompromisowym wieloczynnikowym, który należy wziąć pod uwagę:

Dostępność zasobów lokalnych: Priorytetyzuj obfite i zrównoważone zasoby biomasy w pobliżu miejsca projektu, aby obniżyć koszty transportu.

Charakterystyka biomasy: Na podstawie powyższych parametrów wybierz biomasę odpowiednią dla określonej technologii grzyzu (takiej jak stałe złoże, złoże fluidalne itp.).

Wymagania i koszty obróbki wstępnej: Oceń wstępną obróbkę (suszenie, kruszenie, zagęszczenie itp.) I koszty wymagane dla innej biomasy.

Zastosowanie gazu syntezy: Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi jakości gazu syntezy do ostatecznego zastosowania gazu syntezy (wytwarzanie energii, zasilanie ciepła, synteza paliwa itp.), Odwrotnie wybierz rodzaj biomasy.

Przepisy środowiskowe: Upewnij się, że emisje wybranej biomasy i jej produktów zgazowania są zgodne z lokalnymi przepisami środowiskowymi.

Patrząc w przyszłość, w miarę rozwoju technologii Gazifikacji i rozwijania się technologii wstępnej obróbki biomasy coraz bardziej skorzystanie będzie bardziej i więcej rodzajów biomasy. Na przykład technologia współtworzenia biomasy umożliwia jednoczesne stosowanie wielu biomasy, równoważąc zalety i wady różnych biomasy poprzez optymalizację współczynnika mieszania, poprawiając w ten sposób wydajność zgazowania i korzyści ekonomiczne. Jednocześnie w przypadku biomasy z wysoką zawartością metali popiołu i wysokiej alkalicznej, naukowcy opracowują również rodzaje pieców i technologie leczenia popiołu, które są bardziej odporne na żużel.