Hvilke typer biomasse kan brukes i en 30 tonns forgasser?

Med den økende globale etterspørselen etter bærekraftige energiløsninger, vinner biomasse -forgasningsteknologi mer og mer oppmerksomhet som en effektiv måte å konvertere organisk avfall og fornybare ressurser til ren energi. Forgasningsprosessen er å konvertere biomasse til brennbar syntesegass (syngas) rik på karbonmonoksid (CO), hydrogen (H2) og en liten mengde metan (CH4) gjennom høye temperaturpyrolyse og oksidasjonsreaksjoner under begrensede eller ingen oksygenforhold. Denne syntesegassen kan brukes til kraftproduksjon, varmeforsyning og enda ytterligere syntese av flytende drivstoff eller kjemikalier.

For et storstilt forgassesystem med en prosesseringskapasitet på 30 tonn/dag, er det å velge riktig biomasse råstoff (dvs. "biomasse drivstoff" eller "biomasse råstoff") nøkkelen til å sikre effektiv og stabil drift av systemet. Ulike typer biomasse har forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper, noe som direkte vil påvirke ytelsen til forgasseren, utbyttet og kvaliteten på syntesegassen og økonomien i hele systemet.

1. Woody biomasse

Woody biomasse er et av de vanligste og mye brukte forgassene, med fordelene med relativt ensartet sammensetning, lavt askeinnhold og høy brennverdi.

1. treflis og sagflis

Kilde: Hovedsakelig fra avfall fra treforedlingsanlegg (som sagflis, trespon), skogbruksloggrester (for eksempel grener, bark) og spesialplantede energiskoger.

Fordeler: Høy brennverdi: Woody biomasse har et høyt karboninnhold og har generelt god brennverdi.

Lav aske: Sammenlignet med annen biomasse har tre et lavere askeinnhold, noe som bidrar til å redusere risikoen for å slå i forgasseren og forenkler askehåndtering.

Stabil struktur: Riktig behandlet flis og sagflis har en relativt stabil fysisk form og er enkle å transportere og lagre.

Hensyn: Fuktighetsinnhold: Fuktighetsinnholdet i tre er en nøkkelfaktor. For høyt fuktighetsinnhold vil redusere forgasningseffektiviteten og brennverdien av syngassen. Ideelt sett bør fuktighetsinnholdet kontrolleres til rundt 10%-20%, og forhåndstørking kan være nødvendig.

Partikkelstørrelse Ensartethet: Ensartet partikkelstørrelse hjelper til med å distribuere og reagere materialene i forgasseren jevnt. Partikler som er for store eller for små kan forårsake problemer.

Urenheter: Unngå å blande uorganiske urenheter som sand, steiner eller metaller, som vil øke askeinnholdet og kan skade utstyret.

Brukbarhet: 30-tonns forgassere er veldig egnet til å behandle flis og flis, spesielt i områder med utviklede treindustrier.

2. Energiavlinger - Woody
Kilde: Hurtigvoksende trearter som pil og popler plantet spesielt for energiformål.

Fordeler: Bærekraftig forsyning: Energiavlinger er en fornybar og kontrollerbar kilde til biomasse som kan sikre en langsiktig og stabil drivstoffforsyning.

God enhetlighet: Sammenlignet med blandet avfall er sammensetningen av energiavlinger mer ensartet, noe som bidrar til den stabile kontrollen av forgasningsprosessen.

Hensyn: Plantingskostnader: Å involvere plantingskostnader som land, vannressurser og arbeidskraft.

Transportavstand: Den geografiske plasseringen av energikogen vil påvirke transportkostnadene.

Brukbarhet: Energikoger er ideelle for storskala forgasningsprosjekter som ønsker å etablere en langsiktig og stabil biomasse forsyningskjede.

2. Landbruksrester
Landbruksavfall er en enorm biomasse -ressurs, og dens utnyttelse er med på å løse miljøforurensningsproblemer og skape økonomisk verdi.

1. Risskall og hvetestrå
Kilde: Restene etter ris og hvetehøsting.

Fordeler: Stor utgang: Stor global produksjon, det er en billig og lett tilgjengelig kilde til biomasse.

Karbonneutralitet: Som landbruksavfall hjelper dens utnyttelse med å oppnå karbonneutralitet.

Hensyn: Lav tetthet: Volumtettheten til risskall og hvetestrå er veldig lav, noe som betyr at lagrings- og transportkostnadene er høye, og forbehandling (for eksempel baling eller brikett) kan være nødvendig for å øke tettheten.

Høyt askeinnhold: Spesielt risskall kan ha et askeinnhold på 15-20% eller enda høyere, og har et høyt silisiuminnhold, som er utsatt for å slå i forgasseren, og plassere høyere krav til utformingen og driften av forgasseren.

Alkali metallinnhold: avlingsstrå som hvetestrå inneholder høye alkalimetaller (for eksempel kalium og natrium), noe som lett kan føre til et smeltepunkt og slagging med lavere aske.

Brukbarhet: Til tross for utfordringene, 30-tonns forgassere Kan effektivt bruke disse avdekkene av avfall ved å forbedre forgasserutformingen (for eksempel fluidiserte sengens forgassere har bedre tilpasningsevne til aske og slagging) og forbehandlingstiltak.

2. Bagasse
Kilde: Et biprodukt av sukkerindustrien, det er den fibrøse resten etter at sukkerrør er presset for å trekke ut juice.

Fordeler: Sentralisert forsyning: Sukkerfabrikker produserer vanligvis en stor mengde bagasse på en sentralisert måte, som er lett å samle.

Moderat brennverdi: Den har en viss brennverdi og kan brukes som et godt drivstoff.

Hensyn: Fuktighetsinnhold: Nypresset bagasse har et høyt fuktighetsinnhold og må tørkes.

Transport: Selv om det er relativt kompakt, kan det fortsatt være behov for å redusere transportkostnadene.

Brukbarhet: Bagasse er et ideelt lokalisert drivstoff for 30 tonns forgassere rundt sukkerfabrikker.

3. maisstover og maiskobser

Kilde: Kornstilker og ører etter høsting.

Fordeler: Høyt utbytte: enormt utbytte i store maisproduserende områder.

Hensyn: Innsamlingskostnader: Kornstilker er vanskelige å samle inn og krever spesielle maskiner og driftsprosesser.

Ask og alkalimetaller: I likhet med andre sugerør er det også problemer med høyt aske og alkali metallinnhold.

Brukbarhet: I områder med stor kornproduksjon kan den brukes i 30 tonns forgassere etter riktig forbehandling.

4. Nøtteskall

Kilde: som valnøttskall, mandelskall, peanøttskall osv.

Fordeler: Høyere tetthet: Sammenlignet med annet avfall av landbruk, er nøtteskall vanligvis tettere, noe som er praktisk for lagring og transport.

God brennverdi: Den har en høy brennverdi.

Lavt askeinnhold: De fleste nøtteskall har et relativt lavt askeinnhold.

Hensyn: Forsyning: Tilførselen avhenger av omfanget av mutterprosesseringsindustrien og er kanskje ikke så vanlig som tre eller halm.

Brukbarhet: Det er egnet for 30 tonns forgassere i nærheten av mutterbehandlingsanlegg som et biomasse drivstoff av høy kvalitet.

3. Biomassekomponenter i kommunalt fast avfall (MSW)
De organiske komponentene i klassifisert og forbehandlet kommunalt fast avfall kan også brukes som drivstoff til forgassere.

Kilde: Organisk avfall som kjøkkenavfall, hageavfall, papir, tekstiler osv.

Fordeler: Avfallsbehandling: Det løser problemet med urban avfallsbehandling og realiserer ressursutnyttelse.

Energigjenvinning: Resirkuler energien i søppel.

Hensyn: Kompleks forbehandling: Sammensetningen av MSW er sammensatt og ujevn, og streng forbehandling som sortering, knusing og tørking er nødvendig for å fjerne inkombustibles og kontrollere fuktighet og partikkelstørrelse. Dette vil øke kostnadene og tekniske vanskeligheter betydelig.

Forurensninger: Den kan inneholde miljøgifter som tungmetaller og klor, og skadelige gasser kan produseres under forgasningsprosessen, og krever et strengt røykgassrensingssystem.

Ustabil brennverdi: Den brennesteverdien mellom partier av MSW kan svinge sterkt.

Brukbarhet: For en 30-tonns forgasser krever bruk av MSW som drivstoff veldig moden forbehandlingsteknologi og strenge miljøutslippskontrolltiltak.

5. Industrielt avfall
Organisk avfall generert i noen industrielle produksjonsprosesser kan også brukes til forgasning.

Kilde: Bark og svart brennevin fra papirfabrikker, rester fra matforedlingsanlegg, lønner, farmasøytiske rester, etc.

Fordeler: Sentralisert forsyning: vanligvis konsentrert i industriparker, noe som er praktisk for innsamling og transport.

Avfallsutnyttelse: Det løser problemet med industriell avfallsbehandling og samsvarer med begrepet sirkulær økonomi.

Hensyn: Kompleks sammensetning: Sammensetningen av forskjellige industrielle avfall varierer veldig og kan inneholde spesifikke miljøgifter eller høy aske.

Forbehandling: Målrettet forbehandling kan være nødvendig for å oppfylle kravene til forgasseren.

Brukbarhet: Det må evalueres basert på egenskapene til det spesifikke avfallet og utformingen av forgasseren.

6. Generelle krav og nøkkelparametere for biomasse drivstoff
Uansett hvilken type biomasse som brukes, er følgende nøkkelparametere og krav kritiske for en 30-tonns forgasser:

1. Fuktighetsinnhold
Effekt: Fuktighetsinnhold er en av de viktigste faktorene som påvirker forgasningseffektivitet og syngasekvalitet. Overdreven fuktighetsinnhold vil redusere forgassetemperaturen, øke forbruk av forgasseringsmiddel og redusere den brenneste verdien av syngas (fordi en del av varmen brukes til å fordampe fuktighet).

Ideelt rekkevidde: Det anbefales vanligvis å være mellom 10%-20%(tørt basis), og maksimumet skal ikke overstige 30%-35%. For store forgassere er tørkeutstyr vanligvis utstyrt for å forbehandle biomasse med høy fuktighet.

2. Partikkelstørrelse

Effekt: Partikkelstørrelse påvirker direkte fluiditet, varme og masseoverføringseffektivitet, og forgasningsreaksjonshastigheten til biomasse i forgasseren.

Krav: Generelt kreves partikkelstørrelsen å være ensartet og innenfor et spesifikt område. For forgassere med fast seng er det vanligvis nødvendig med større, relativt ensartede partikler (for eksempel flis); For forgassere av fluidiserte sengeseng er det nødvendig med mindre, mer ensartede partikler (som sagflis og risskall). For store partikler kan føre til ufullstendig forgassing eller blokkering, mens for små partikler (fint pulver) lett blir ført bort av luftstrømmen, noe som øker mengden flyveaske.

3. askeinnhold

Effekt: Ash er et ikke-brennbart mineral som opptar rommet til forgasseren, reduserer det effektive reaksjonsvolumet og til slutt slippes ut som slagg. Høyt askeinnhold øker mengden slagg som skal håndteres og kan forårsake slaggingproblemer.

Ideelt rekkevidde: Generelt, jo lavere, jo bedre, ideelt sett mindre enn 5%. Risskaller og halm har høyere askeinnhold, noe som krever spesialdesignede forgassere å takle.

4. Ask smelting/mykgjøringspunkt
Effekt: Asken vil smelte ved høy temperatur og danne Clinker, som vil blokkere forgasseren eller dekke reaksjonsoverflaten, og alvorlig påvirke den stabile driften av forgasseren.

Krav: Biomasse med et høyere aske -smeltepunkt bør velges, eller slagging bør unngås ved å tilsette fluks, kontrollere forgasningstemperaturen osv.

5. Oppvarmingsverdi
Effekt: Strålingsverdien til biomasse bestemmer direkte energiutgangen. Biomasse med høy brennverdi kan gi mer energi.

Krav: Biomasse med høy brennverdi bør velges så mye som mulig.

6. Klor- og svovelinnhold
Effekt: Disse elementene vil danne etsende gasser (for eksempel HCl og H2s) under forgasningsprosessen, og føre til korrosjon til forgasserutstyr og øke vanskeligheten og kostnadene for syngasrensing.

Krav: Biomasse med lav klor og svovel bør velges så mye som mulig. Noe landbruksavfall (for eksempel noe halm) kan inneholde høy klor.

7. Bulkdensitet

Effekt: Tetthet påvirker lagring, transport og fôringseffektivitet av biomasse. Biomasse med lav tetthet krever mer lagringsplass og høyere transportkostnader.

Krav: Tettheten av biomasse kan økes ved forbehandlingsmetoder som brikettering og pelletering.

7. Utvelgelsesstrategi og fremtidsutsikter
For et 30 tonn/dag biomasse forgasningsprosjekt er det å velge riktig type biomasse en flerfaktoravveiningsprosess som må vurderes:

Lokal ressurs tilgjengelighet: Prioriter rikelig og bærekraftig biomasse -ressurser i nærheten av prosjektstedet for å redusere transportkostnadene.

Biomasseegenskaper: Basert på parametrene ovenfor, velg biomasse som er egnet for spesifikk forgasserteknologi (for eksempel fast seng, fluidisert seng, etc.).

Forbehandlingskrav og kostnader: Evaluer forbehandlingen (tørking, knusing, komprimering osv.) Og kostnader som kreves for forskjellig biomasse.

Syntesegasspåføring: I henhold til kravene til kvaliteten på syntesegass for endelig bruk av syntesegass (kraftproduksjon, varmeforsyning, drivstoffsyntese, etc.), velger du typen biomasse.

Miljøforskrifter: Forsikre deg om at utslippene av den valgte biomassen og dens forgasningsprodukter er i samsvar med lokale miljøforskrifter.

Når vi ser på fremtiden, ettersom forgasningsteknologi fortsetter å modne og biomasse forbehandlingsteknologi utvikler seg, vil flere og flere biomasse -typer bli brukt mer effektivt. For eksempel tillater biomasse samgasifiseringsteknologi samtidig bruk av flere biomasse, og balanserer fordelene og ulemper med forskjellige biomasse ved å optimalisere blandingsforholdet, og dermed forbedre forgasningseffektiviteten og økonomiske fordelene. Samtidig, for biomasse med høyt aske og høyt alkali metallinnhold, utvikler forskere også ovnstyper og askebehandlingsteknologier som er mer motstandsdyktige mot slagging.