Welke soorten biomassa kunnen worden gebruikt in een vergasser van 30 ton?

Met de groeiende wereldwijde vraag naar oplossingen voor duurzame energie, krijgt biomassavergassingstechnologie steeds meer aandacht als een effectieve manier om organisch afval en hernieuwbare middelen om te zetten in schone energie. Het vergassingsproces is om biomassa om te zetten in brandbaar synthesegas (syngas) rijk aan koolmonoxide (CO), waterstof (H2) en een kleine hoeveelheid methaan (CH4) door pyrolyse en oxidatiereacties op hoge temperatuur en oxidatiereacties onder beperkte of geen zuurstofomstandigheden. Dit synthesegas kan worden gebruikt voor stroomopwekking, warmtevoorziening en nog verdere synthese van vloeibare brandstoffen of chemicaliën.

Voor een grootschalig vergassingsysteem met een verwerkingscapaciteit van 30 ton/dag is het selecteren van de juiste biomassa-grondstof (d.w.z. "biomassa-brandstof" of "biomassa-grondstof") de sleutel om een ​​efficiënte en stabiele werking van het systeem te garanderen. Verschillende soorten biomassa hebben verschillende fysische en chemische eigenschappen, die direct de prestaties van de vergasser, de opbrengst en kwaliteit van het synthesegas en de economie van het hele systeem zullen beïnvloeden.

1. Woody Biomassa

Woody biomassa is een van de meest voorkomende en veel gebruikte vergassingsbrandstoffen, met de voordelen van relatief uniforme samenstelling, een laag asgehalte en een hoge calorische waarde.

1. Houtchips en zaagsel

Bron: voornamelijk van afval van houten verwerkingsinstallaties (zoals zaagsel, houtklaving), bosbouwresten (zoals takken, schors) en speciaal geplante energiebossen.

Voordelen: hoge calorische waarde: Woody Biomass heeft een hoog koolstofgehalte en heeft over het algemeen een goede calorische waarde.

Lage as: vergeleken met andere biomassa heeft hout een lager asgehalte, wat helpt het risico op slakken in de vergasser te verminderen en de asafhandeling vereenvoudigt.

Stabiele structuur: correct behandelde houten chips en zaagsel hebben een relatief stabiele fysieke vorm en zijn gemakkelijk te vervoeren en op te slaan.

Overwegingen: Vochtgehalte: het vochtgehalte van hout is een sleutelfactor. Een te hoog vochtgehalte zal de vergassingsefficiëntie en calorische waarde van syngas verminderen. In het ideale geval moet het vochtgehalte worden geregeld met ongeveer 10%-20%en kan pre-drogen nodig zijn.

Deeltjesgrootte uniformiteit: uniforme deeltjesgrootte helpt om de materialen in de vergasser gelijkmatig te verdelen en te reageren. Deeltjes die te groot of te klein zijn, kunnen problemen veroorzaken.

Onzuiverheden: vermijd het mengen van anorganische onzuiverheden zoals zand, stenen of metalen, die het asgehalte zullen vergroten en de apparatuur kunnen beschadigen.

Toepasbaarheid: 30-ton vergassers zijn zeer geschikt voor het verwerken van houten chips en houten chips, vooral in gebieden met ontwikkelde houten industrie.

2. Energievalen - Woody
Bron: snelgroeiende boomsoorten zoals wilgen en populieren die speciaal voor energiedoeleinden zijn geplant.

Voordelen: duurzame levering: energiegewassen zijn een hernieuwbare en controleerbare biomassa die een langdurige en stabiele brandstoftoevoer kan garanderen.

Goede uniformiteit: vergeleken met gemengd afval is de samenstelling van energiegewassen uniformer, wat bevorderlijk is voor de stabiele controle van het vergassingsproces.

Overwegingen: plantenkosten: het betrekken van plantenkosten zoals land, watervoorraden en arbeid.

Transportafstand: de geografische locatie van het energiebos zal de transportkosten beïnvloeden.

Toepasbaarheid: energiebossen zijn ideaal voor grootschalige vergassingsprojecten die een langdurige en stabiele biomassa-toeleveringsketen willen vestigen.

2. Landbouwresiduen
Landbouwafval is een enorme biomassa -bron en het gebruik ervan helpt problemen met het milieu op te lossen en economische waarde te creëren.

1. Rijstschapens en tarwestro
Bron: het residu na rijst en tarweoogst.

Voordelen: grote output: enorme globale output, het is een goedkope en gemakkelijk toegankelijke bron van biomassa.

Koolstofneutraliteit: als landbouwafval helpt het gebruik ervan helpt koolstofneutraliteit te bereiken.

Overwegingen: lage dichtheid: de volumedichtheid van rijstschapens en tarwestro is zeer laag, wat betekent dat de opslag- en transportkosten hoog zijn en voorbehandeling (zoals balen of briketten) nodig is om de dichtheid te vergroten.

Hoog asgehalte: met name rijstschil kan een asgehalte van 15-20% of zelfs hoger hebben, en heeft een hoog siliciumgehalte, dat vatbaar is voor slakken in de vergasser, waardoor hogere vereisten worden gesteld aan het ontwerp en de werking van de vergasser.

Alkaliletaalgehalte: gewasstro zoals tarwestro bevat hoge alkalimetalen (zoals kalium en natrium), wat gemakkelijk kan leiden tot een lager assmeltpunt en slakken.

Toepasselijkheid: ondanks de uitdagingen, 30-ton vergassers Kan deze gewasafval effectief gebruiken door het ontwerpen van vergassers te verbeteren (zoals gefluïdiseerde bedgassingsvergassingen hebben een beter aanpassingsvermogen aan as en slakken) en voorbehandelingsmaatregelen.

2. Bagasse
Bron: een bijproduct van de suikerindustrie, het is het vezelachtige residu nadat suikerriet is geperst om sap te extraheren.

Voordelen: gecentraliseerde toevoer: suikerfabrieken produceren meestal een grote hoeveelheid bagasse op een gecentraliseerde manier, die gemakkelijk te verzamelen is.

Matige calorische waarde: het heeft een bepaalde calorische waarde en kan worden gebruikt als een goede brandstof.

Overwegingen: Vochtgehalte: vers geperste Bagasse heeft een hoog vochtgehalte en moet worden gedroogd.

Transport: hoewel relatief compact, moet het mogelijk nog worden verdicht om de transportkosten te verlagen.

Toepasselijkheid: Bagasse is een ideale gelokaliseerde brandstof voor 30-ton vergassers rond suikermolens.

3. Corn Stover and Corn Cobs

Bron: maïsstengels en oren na de oogst.

Voordelen: Hoge opbrengst: enorme opbrengst in grote maïsproducerende gebieden.

Overwegingen: Verzamelingskosten: maïsstengels zijn moeilijk te verzamelen en vereisen speciale machines en bedrijfsprocessen.

Ash- en alkali -metalen: vergelijkbaar met andere rietjes zijn er ook problemen met hoog as- en alkalimetaalgehalte.

Toepasbaarheid: in gebieden met grote maïsproductie kan het worden gebruikt in 30-ton vergassers na een goede voorbehandeling.

4. Notenschalen

Bron: zoals walnootschelpen, amandelschalen, pinda -schelpen, enz.

Voordelen: hogere dichtheid: vergeleken met andere agrarische afvalstoffen zijn notenschalen meestal dichter, wat handig is voor opslag en transport.

Goede calorische waarde: het heeft een hoge calorische waarde.

Laag asgehalte: de meeste notenschalen hebben een relatief laag asgehalte.

Overwegingen: Levering: de toevoer is afhankelijk van de schaal van de notenverwerkingsindustrie en is mogelijk niet zo gebruikelijk als hout of stro.

Toepasselijkheid: het is geschikt voor 30-ton vergassers in de buurt van notenverwerkingsfabrieken als een hoogwaardige biomassabrandstof.

3. Biomassacomponenten in gemeentelijk vast afval (MSW)
De organische componenten in geclassificeerde en voorbehandelde gemeentelijk vast afval kunnen ook worden gebruikt als brandstof voor vergassers.

Bron: organisch afval zoals keukenafval, tuinafval, papier, textiel, enz.

Voordelen: afvalbehandeling: het lost het probleem van de behandeling van stedelijke afval op en realiseert het gebruik van hulpbronnen.

Energieherstel: recycle de energie in afval.

Overwegingen: Complexe voorbehandeling: de samenstelling van MSW is complex en ongelijk, en strikte voorbehandeling zoals sorteren, pletten en drogen is vereist om dekapitalisaties te verwijderen en vocht en deeltjesgrootte te regelen. Dit zal de kosten en technische problemen aanzienlijk verhogen.

Verontreinigende stoffen: het kan verontreinigende stoffen zoals zware metalen en chloor bevatten, en schadelijke gassen kunnen tijdens het vergassingsproces worden geproduceerd, waardoor een strikt rookgaszuiveringssysteem vereist.

Onstabiele calorische waarde: de calorische waarde tussen batches van MSW kan enorm fluctueren.

Toepasbaarheid: voor een vergasser van 30 ton, het gebruik van MSW als brandstof vereist zeer volwassen voorbehandelingstechnologie en strikte maatregelen voor milieu-emissiecontrole.

5. Industrieel afval
Organisch afval dat wordt gegenereerd in sommige industriële productieprocessen kan ook worden gebruikt voor vergassing.

Bron: schors en zwarte vloeistof van papierfabrieken, residuen van voedselverwerkende planten, lees, farmaceutische residuen, enz.

Voordelen: gecentraliseerd aanbod: meestal geconcentreerd in industriële parken, wat handig is voor verzameling en transport.

Afvalgebruik: het lost het probleem op van de behandeling van industrieel afval en voldoet aan het concept van circulaire economie.

Overwegingen: Complexe samenstelling: de samenstelling van verschillende industrieel afval varieert sterk en kan specifieke verontreinigende stoffen of hoge as bevatten.

Voorbehandeling: gerichte voorbehandeling kan nodig zijn om aan de vereisten van de vergasser te voldoen.

Toepasbaarheid: het moet worden geëvalueerd op basis van de eigenschappen van het specifieke afval en het ontwerp van de vergasser.

6. Algemene vereisten en belangrijke parameters voor biomassa -brandstoffen
Ongeacht het type gebruikte biomassa, zijn de volgende belangrijke parameters en vereisten cruciaal voor een vergasser van 30 ton:

1. Vochtgehalte
Impact: vochtgehalte is een van de belangrijkste factoren die de vergassingsefficiëntie en syngaskwaliteit beïnvloeden. Overmatig vochtgehalte verlaagt de vergassingstemperatuur, verhoogt het verbruik van het vergassingsmiddel en vermindert de calorische waarde van syngas (omdat een deel van de warmte wordt gebruikt om vocht te verdampen).

Ideaal bereik: het wordt meestal aanbevolen tussen 10%-20%(droge basis), en het maximum mag niet groter zijn dan 30%-35%. Voor grote vergassers is droogapparatuur meestal uitgerust om biomassa met hoge vochten te voorbehandelen.

2. Deeltjesgrootte

Impact: deeltjesgrootte beïnvloedt direct de vloeibaarheid, warmte- en massaoverdrachtsefficiëntie en vergassingsreactiesnelheid van biomassa in de vergasser.

Vereiste: in het algemeen moet de deeltjesgrootte uniform en binnen een specifiek bereik zijn. Voor vergassers met een vast bed zijn grotere, relatief uniforme deeltjes (zoals houtsnippers) meestal vereist; Voor vergassers met een vlotte bed zijn kleinere, meer uniforme deeltjes (zoals zaagsel en rijstschillen) vereist. Te grote deeltjes kunnen leiden tot onvolledige vergassing of blokkade, terwijl te kleine deeltjes (fijn poeder) gemakkelijk worden weggevoerd door de luchtstroom, waardoor de hoeveelheid vliegas wordt vergroot.

3. As -inhoud

Impact: Ash is een niet-combineerbaar mineraal dat de ruimte van de vergasser in beslag neemt, het effectieve reactievolume vermindert en uiteindelijk wordt ontslagen als slak. Hoog asgehalte verhoogt de hoeveelheid slakken die moet worden behandeld en kan slakkenproblemen veroorzaken.

Ideaal bereik: over het algemeen, hoe lager hoe beter, idealiter minder dan 5%. Rijstschapens en stro hebben een hoger asgehalte, waarvoor speciaal ontworpen vergassers nodig zijn om mee om te gaan.

4. Ash smelt/verzachtingspunt
Impact: Ash smelt bij hoge temperatuur en vormt klinker, die de vergasser zal blokkeren of het reactieoppervlak bedekt, waardoor de stabiele werking van de vergasser ernstig wordt beïnvloed.

Vereiste: Biomassa met een hoger asmeltpunt moet worden geselecteerd, of slakken moet worden vermeden door flux toe te voegen, de vergassingstemperatuur te regelen, enz.

5. Verwarmingswaarde
Impact: de calorische waarde van biomassa bepaalt rechtstreeks zijn energieproductie. Biomassa met hoge calorische waarde kan meer energie produceren.

Vereiste: Biomassa met hoge calorische waarde moet zoveel mogelijk worden geselecteerd.

6. Chloor- en zwavelgehalte
Impact: deze elementen zullen tijdens het vergassingsproces corrosieve gassen (zoals HCL en H2S) vormen, waardoor corrosie voor vergassingsapparatuur veroorzaakt en de moeilijkheid en kosten van syngaszuivering verhoogt.

Vereiste: Biomassa met lage chloor en zwavel moet zoveel mogelijk worden geselecteerd. Sommige landbouwafval (zoals wat rietje) kunnen hoog chloor bevatten.

7. Bulkdichtheid

Impact: dichtheid beïnvloedt de opslag-, transport- en voedingsefficiëntie van biomassa. Biomassa met lage dichtheid vereist meer opslagruimte en hogere transportkosten.

Vereiste: de dichtheid van biomassa kan worden verhoogd door voorbehandelingsmethoden zoals brikiquetting en pelletizing.

7. Selectiestrategie en toekomstige vooruitzichten
Voor een biomassa-vergassingsproject van 30 ton/dag is het kiezen van het juiste type biomassa een multi-factor afwegingsproces dat moet worden overwogen:

Toegankelijkheid van lokale hulpbronnen: prioriteit geven aan overvloedige en duurzame biomassabronnen in de buurt van de projectsite om de transportkosten te verlagen.

Biomassakarakteristieken: selecteer op basis van de bovenstaande parameters biomassa geschikt voor specifieke vergassingtechnologie (zoals vast bed, gefluïdiseerd bed, enz.).

Voorbehandelingsvereisten en kosten: evalueer de voorbehandeling (drogen, pletten, verdichting, enz.) En kosten die nodig zijn voor verschillende biomassa.

Synthesegastoepassing: volgens de vereisten voor de kwaliteit van het synthese -gas voor het uiteindelijke gebruik van synthesegas (stroomopwekking, warmtevoorziening, brandstofsynthese, enz.) Selecteer het type biomassa omgekeerd.

Milieuvoorschriften: zorg ervoor dat de emissies van de geselecteerde biomassa en de vergassingsproducten ervan voldoen aan de lokale milieuvoorschriften.

Kijkend naar de toekomst, terwijl vergassingstechnologie blijft volwassen worden en de voorbehandelingstechnologie voor biomassa ontwikkelt, zullen steeds meer biomassatypen effectiever worden gebruikt. Biomassa-co-generatietechnologie maakt bijvoorbeeld het gelijktijdig gebruik van meerdere biomassa mogelijk, het in evenwicht brengen van de voor- en nadelen van verschillende biomassa door de mengverhouding te optimaliseren, waardoor de vergassingsefficiëntie en economische voordelen worden verbeterd. Tegelijkertijd ontwikkelen onderzoekers ook voor biomassa met hoge as en een hoog alkali -metaalgehalte, ook oventypen en asbehandelingstechnologieën die beter bestand zijn tegen slakken.