Hvilke typer biomasse kan bruges i en 30 ton forgas?

Med den voksende globale efterspørgsel efter bæredygtige energiløsninger vinder biomasseforgasningsteknologi mere og mere opmærksomhed som en effektiv måde at konvertere organisk affald og vedvarende ressourcer til ren energi. Forgasningsprocessen er at omdanne biomasse til brændbar syntesegas (syngas) rig på kulilte (CO), brint (H2) og en lille mængde methan (CH4) gennem pyrolyse af høj temperatur og oxidationsreaktioner under begrænsede eller ingen iltforhold. Denne syntesegas kan bruges til kraftproduktion, varmeforsyning og endnu yderligere syntese af flydende brændstoffer eller kemikalier.

For et storstilet forgassystem med en behandlingskapacitet på 30 ton/dag er det nøglen til at sikre den rigtige biomasse råmateriale (dvs. "biomassebrændstof" eller "biomasse-råstof") nøglen til at sikre effektiv og stabil drift af systemet. Forskellige typer biomasse har forskellige fysiske og kemiske egenskaber, som direkte vil påvirke forgasens ydeevne, udbyttet og kvaliteten af ​​syntesegassen og hele systemets økonomi.

1. Woody Biomass

Woody Biomass er en af ​​de mest almindelige og vidt anvendte forgasser brændstoffer med fordelene ved relativt ensartet sammensætning, lavt askeindhold og høj kalorisk værdi.

1. træflis og savsmuld

Kilde: hovedsageligt fra affald fra træforarbejdningsanlæg (såsom savsmuld, træspån), skovbrugsloggingsrester (såsom grene, bark) og specielt plantede energiske skove.

Fordele: Høj kaloriforværdi: Woody Biomass har et højt kulstofindhold og har generelt god kaloriforværdi.

Lav aske: Sammenlignet med anden biomasse har Wood et lavere askeindhold, hvilket hjælper med at reducere risikoen for slagging i forgasen og forenkler askehåndtering.

Stabil struktur: Korrekt behandlet træflis og savsmuld har en relativt stabil fysisk form og er lette at transportere og opbevare.

Overvejelser: Fugtindhold: Fugtindholdet i træ er en nøglefaktor. For højt fugtighedsindhold vil reducere forgasningseffektiviteten og den kaloriske værdi af syngas. Ideelt set skal fugtighedsindholdet kontrolleres med ca. 10%-20%, og der kan være påkrævet forudtørring.

Ensartethed i partikelstørrelse: Ensartet partikelstørrelse hjælper med at distribuere og reagere materialerne i forgasseren. Partikler, der er for store eller for små, kan forårsage problemer.

Urenheder: Undgå at blande uorganiske urenheder såsom sand, sten eller metaller, hvilket vil øge askeindholdet og kan skade udstyret.

Anvendelighed: 30-ton forgifter er meget velegnede til behandling af træflis og træflis, især i områder med udviklede træindustrier.

2. Energiafgrøder - Woody
Kilde: Hurtigt voksende træarter, såsom pil og poplars, der er plantet specifikt til energiformål.

Fordele: Bæredygtig forsyning: Energiafgrøder er en vedvarende og kontrollerbar kilde til biomasse, der kan sikre en langsigtet og stabil brændstofforsyning.

God ensartethed: Sammenlignet med blandet affald er sammensætningen af ​​energiafgrøder mere ensartet, hvilket er befordrende for den stabile kontrol af forgasningsprocessen.

Overvejelser: Plantningsomkostninger: involverer plantningsomkostninger såsom jord, vandressourcer og arbejdskraft.

Transportafstand: Den geografiske placering af energeskoven vil påvirke transportomkostningerne.

Anvendelighed: Energyskove er ideelle til storskala forgasningsprojekter, der ønsker at etablere en langvarig og stabil biomasse forsyningskæde.

2. Landbrugsrester
Landbrugsaffald er en enorm biomasse -ressource, og dens anvendelse hjælper med at løse miljøforureningsproblemer og skabe økonomisk værdi.

1. risskaller og hvetestrå
Kilde: Resten efter ris og hvedehøst.

Fordele: Stor output: enorm global output, det er en billig og let tilgængelig kilde til biomasse.

Kulstofneutralitet: Som landbrugsaffald hjælper dens anvendelse med at opnå kulstofneutralitet.

Overvejelser: Lav densitet: Volumendensiteten af ​​risskaller og hvetestrå er meget lav, hvilket betyder, at opbevarings- og transportomkostningerne er høje, og forbehandling (såsom baling eller brikettering) kan være påkrævet for at øge densiteten.

Højt askindhold: Især ris skaller kan have et askeindhold på 15-20% eller endnu højere og har et højt siliciumindhold, som er tilbøjeligt til at slagge i forgasser, hvilket sætter højere krav til design og drift af forgasseren.

Alkali -metalindhold: Afgrødestrå, såsom hvedestrå, indeholder høje alkalimetaller (såsom kalium og natrium), som let kan føre til et lavere aske -smeltepunkt og slagging.

Anvendelighed: På trods af udfordringerne, 30-ton forgifter Kan effektivt anvende disse afgrødeaffald ved at forbedre forgasningsdesign (såsom fluidiserede bedforgasere har bedre tilpasningsevne til aske og slagging) og forbehandlingsforanstaltninger.

2. bagasse
Kilde: Et biprodukt fra sukkerindustrien, det er den fibrøse rest, efter at sukkerrør er presset for at udtrække juice.

Fordele: Centraliseret forsyning: Sukkerfabrikker producerer normalt en stor mængde bagasse på en centraliseret måde, hvilket er let at indsamle.

Moderat kalorisk værdi: Det har en bestemt kaloriforværdi og kan bruges som et godt brændstof.

Overvejelser: Fugtindhold: Frisk presset bagasse har et højt fugtighedsindhold og skal tørres.

Transport: Selvom det er relativt kompakt, kan det muligvis stadig komprimeres for at reducere transportomkostninger.

Anvendelighed: Bagasse er et ideelt lokaliseret brændstof til 30-ton forgifter omkring sukkerfabrikker.

3. majsstover og majs -cobs

Kilde: majsstængler og ører efter høst.

Fordele: Højt udbytte: Kæmpe udbytte i større majsproducerende områder.

Overvejelser: Indsamlingsomkostninger: Majsstængler er vanskelige at indsamle og kræve specielle maskiner og driftsprocesser.

Ash- og alkalimetaller: I lighed med andre strå er der også problemer med højt aske- og alkalimetalindhold.

Anvendelighed: I områder med stor majsproduktion kan det bruges i 30-ton forgifter efter korrekt forbehandling.

4. nøddeskaller

Kilde: såsom valnødskaller, mandelskaller, jordnøddeskaller osv.

Fordele: Højere densitet: Sammenlignet med andet landbrugsaffald er nøddeskaller normalt tættere, hvilket er praktisk til opbevaring og transport.

God kalorisk værdi: Det har en høj kalorisk værdi.

Lavt askeindhold: De fleste nøddeskaller har et relativt lavt askeindhold.

Overvejelser: Forsyning: Forsyningen afhænger af omfanget af møtrikforarbejdningsindustrien og er muligvis ikke så almindelig som træ eller halm.

Anvendelighed: Det er velegnet til 30-ton forgifter i nærheden af ​​møtrikforarbejdningsanlæg som et biomassebrændstof af høj kvalitet.

3. biomassekomponenter i kommunalt fast affald (MSW)
De organiske komponenter i klassificeret og forbehandlet kommunalt fast affald kan også bruges som brændstof til forgas.

Kilde: Organisk affald såsom køkkenaffald, haveaffald, papir, tekstiler osv.

Fordele: Affaldsbehandling: Det løser problemet med behandling af byaffald og realiserer ressourceudnyttelse.

Energgenopretning: Genbrug energien i affald.

Overvejelser: Kompleks forbehandling: Sammensætningen af ​​MSW er kompleks og ujævn, og streng forbehandling, såsom sortering, knusning og tørring, er påkrævet for at fjerne inkombustibles og kontrollere fugt og partikelstørrelse. Dette vil øge omkostningerne og tekniske vanskeligheder markant.

Forurenende stoffer: Det kan indeholde forurenende stoffer, såsom tungmetaller og klor, og skadelige gasser kan produceres under forgasningsprocessen, hvilket kræver et strengt røggasrensningssystem.

Ustabil kalorisk værdi: Den kalorifulde værdi mellem batches af MSW kan svinge meget.

Anvendelighed: For en 30-ton forgasser kræver brug af MSW som brændstof meget moden forbehandlingsteknologi og strenge miljømæssige emissionskontrolforanstaltninger.

5. Industrielt affald
Organisk affald genereret i nogle industrielle produktionsprocesser kan også bruges til forgasning.

Kilde: Bark og sort spiritus fra papirfabrikker, rester fra fødevareforarbejdningsanlæg, lees, farmaceutiske rester osv.

Fordele: Centraliseret forsyning: Koncentreret normalt i industriparker, hvilket er praktisk til indsamling og transport.

Affaldsudnyttelse: Det løser problemet med industrielt affaldsbehandling og er i overensstemmelse med begrebet cirkulær økonomi.

Overvejelser: Kompleks sammensætning: Sammensætningen af ​​forskellige industrielle affald varierer meget og kan indeholde specifikke forurenende stoffer eller høj aske.

Forbehandling: Målrettet forbehandling kan være påkrævet for at imødekomme kravene i forgasseren.

Anvendelighed: Det skal evalueres baseret på egenskaberne ved det specifikke affald og design af forgasser.

6. Generelle krav og nøgleparametre for biomassebrændstoffer
Uanset hvilken type biomasse blev anvendt, er følgende nøgleparametre og krav kritiske for en 30-ton forgasser:

1. fugtindhold
Virkning: Fugtindhold er en af ​​de vigtigste faktorer, der påvirker forgasningseffektivitet og syngaskvalitet. Overdreven fugtighedsindhold reducerer forgasstemperaturen, øger forbrugsmiddelforbruget og reducerer den kalorifulde værdi af syngas (fordi en del af varmen bruges til at fordampe fugt).

Ideel rækkevidde: Det anbefales normalt at være mellem 10%-20%(tørt basis), og det maksimale bør ikke overstige 30%-35%. For store forgasere er tørringsudstyr normalt udstyret til at forbehandle højfugtet biomasse.

2. partikelstørrelse

Virkning: Partikelstørrelse påvirker direkte fluiditet, varme og masseoverførselseffektivitet og forgasningsreaktionshastighed for biomasse i forgasseren.

Krav: Generelt kræves, at partikelstørrelsen er ensartet og inden for et specifikt interval. For faser med fast senge kræves der normalt større, relativt ensartede partikler (såsom træchips); For fluidiserede sengeforgasere kræves mindre, mere ensartede partikler (såsom savsmuld og risskaller). For store partikler kan føre til ufuldstændig forgasning eller blokering, mens for små partikler (fint pulver) let føres væk af luftstrømmen, hvilket øger mængden af ​​flyveaske.

3. askindhold

Påvirkning: Ash er et ikke-brændbart mineral, der besætter forgasens plads, reducerer det effektive reaktionsvolumen og udledes til sidst som slagge. Højt askeindhold øger mængden af ​​slagge, der skal håndteres, og kan forårsage slaggende problemer.

Ideel rækkevidde: Generelt, jo lavere, jo bedre, ideelt mindre end 5%. Risskaller og halm har højere askeindhold, som kræver specielt designet forgasere at håndtere.

4. ask smelte/blødgøringspunkt
Påvirkning: Ask smelter ved høj temperatur og danner klinker, som vil blokere forgasseren eller dække reaktionsoverfladen, hvilket alvorligt påvirker den stabile drift af forgasseren.

Krav: Biomasse med et højere ask smeltepunkt skal vælges, eller slagging bør undgås ved at tilføje flux, kontrollere forgasningstemperaturen osv.

5. Opvarmningsværdi
Virkning: Den kalorifulde værdi af biomasse bestemmer direkte dens energiproduktion. Biomasse med høj kaloriforværet kan producere mere energi.

Krav: Biomasse med høj kalorisk værdi skal vælges så meget som muligt.

6. Klor- og svovlindhold
Påvirkning: Disse elementer vil danne ætsende gasser (såsom HCI og H2S) under forgasningsprocessen, hvilket forårsager korrosion til forgasudstyr og øger vanskeligheden og omkostningerne ved syngasoprensning.

Krav: Biomasse med lavt klor og svovl skal vælges så meget som muligt. Nogle landbrugsaffald (såsom noget halm) kan indeholde højt klor.

7. Bulkdensitet

Virkning: Densitet påvirker opbevaring, transport og fodringseffektivitet af biomasse. Biomasse med lav densitet kræver mere lagerplads og højere transportomkostninger.

Krav: Biomassens densitet kan øges ved forbehandlingsmetoder, såsom brikettering og pelletisering.

7. Udvælgelsesstrategi og fremtidsudsigter
For et 30 ton/dags biomasseforgasningsprojekt er det at vælge den rigtige type biomasse en flerfaktorudvekslingsproces, der skal overvejes:

Lokal ressourcetilgængelighed: Prioriter rigelige og bæredygtige biomasse -ressourcer i nærheden af ​​projektstedet for at reducere transportomkostninger.

Biomasseegenskaber: Baseret på ovennævnte parametre skal du vælge biomasse, der er egnet til specifik forgassteknologi (såsom fast seng, fluidiseret seng osv.).

Forbehandlingskrav og omkostninger: Evaluer forbehandlingen (tørring, knusning, komprimering osv.) Og omkostninger, der kræves til forskellige biomasse.

Syntese Gaspåføring: I henhold til kravene til kvaliteten af ​​syntesegas til den endelige anvendelse af syntesegas (kraftproduktion, varmforsyning, brændstofsyntese osv.) Vælg den type biomasse.

Miljøforskrifter: Sørg for, at emissionerne af den valgte biomasse og dens forgasningsprodukter overholder lokale miljøbestemmelser.

Når man ser på fremtiden, når forgasningsteknologi fortsætter med at modne og biomasse forbehandlingsteknologi udvikler sig, vil flere og flere biomassetyper blive brugt mere effektivt. For eksempel tillader biomassificeringsteknologi samtidig anvendelse af flere biomasser, der afbalancerer fordele og ulemper ved forskellige biomasser ved at optimere blandingsforholdet og derved forbedre forgasningseffektiviteten og økonomiske fordele. På samme tid, til biomasse med høj aske og højt alkalimetalindhold, udvikler forskere også ovntyper og askbehandlingsteknologier, der er mere modstandsdygtige over for slagging.