Que tipos de biomassa podem ser usados ​​em um gaseificador de 30 toneladas?

Com a crescente demanda global por soluções de energia sustentável, a tecnologia de gaseificação de biomassa está ganhando cada vez mais atenção como uma maneira eficaz de converter resíduos orgânicos e recursos renováveis ​​em energia limpa. O processo de gaseificação é converter biomassa em gás de síntese combustível (syngas) rico em monóxido de carbono (CO), hidrogênio (H2) e uma pequena quantidade de metano (CH4) através de reações de pirólise e oxidação de alta temperatura e oxigênio limitado ou sem oxigênio. Esse gás de síntese pode ser usado para geração de energia, suprimento de calor e síntese ainda adicional de combustíveis ou produtos químicos líquidos.

Para um sistema de gaseificador em larga escala com capacidade de processamento de 30 toneladas/dia, selecionando a matéria-prima de biomassa correta (isto é, "combustível de biomassa" ou "matéria-prima de biomassa") é a chave para garantir uma operação eficiente e estável do sistema. Diferentes tipos de biomassa têm propriedades físicas e químicas diferentes, que afetarão diretamente o desempenho do gaseificador, o rendimento e a qualidade do gás de síntese e a economia de todo o sistema.

1. Biomassa Woody

A biomassa lenha é um dos combustíveis gaseificadores mais comuns e amplamente utilizados, com as vantagens de composição relativamente uniforme, baixo teor de cinzas e alto valor calorífico.

1. Fichas de madeira e serragem

Fonte: Principalmente de resíduos de plantas de processamento de madeira (como serragem, aparas de madeira), resíduos de madeira florestal (como galhos, casca) e florestas de energia especialmente plantadas.

Vantagens: Alto valor calorífico: a biomassa woody tem um alto teor de carbono e geralmente possui um bom valor calorífico.

Baixa cinza: Comparado com outras biomassa, a madeira possui um menor teor de cinzas, o que ajuda a reduzir o risco de escrava no gaseificador e simplifica o manuseio de cinzas.

Estrutura estável: lascas de madeira e serragem devidamente tratadas têm uma forma física relativamente estável e são fáceis de transportar e armazenar.

Considerações: Teor de umidade: o teor de umidade da madeira é um fator -chave. O teor de umidade muito alto reduzirá a eficiência da gaseificação e o valor calorífico das syngas. Idealmente, o teor de umidade deve ser controlado em cerca de 10%a 20%, e pode ser necessário pré-secagem.

Uniformidade do tamanho das partículas: O tamanho uniforme das partículas ajuda a distribuir e reagir uniformemente os materiais no gaseificador. Partículas muito grandes ou muito pequenas podem causar problemas.

Impurezas: Evite misturar impurezas inorgânicas, como areia, pedras ou metais, o que aumentará o conteúdo de cinzas e pode danificar o equipamento.

Aplicabilidade: os gaseificadores de 30 toneladas são muito adequados para processar lascas de madeira e lascas de madeira, especialmente em áreas com indústrias de madeira desenvolvidas.

2.
Fonte: Espécies de árvores de rápido crescimento, como salgueiros e choupos plantados especificamente para fins de energia.

Vantagens: Fornecimento sustentável: As culturas energéticas são uma fonte renovável e controlável de biomassa que pode garantir um suprimento de combustível de longo prazo e estável.

Boa uniformidade: comparada ao desperdício misto, a composição das culturas energéticas é mais uniforme, o que é propício ao controle estável do processo de gaseificação.

Considerações: Custos de plantio: envolvendo custos de plantio, como terra, recursos hídricos e mão -de -obra.

Distância do transporte: A localização geográfica da floresta energética afetará o custo do transporte.

Aplicabilidade: As florestas de energia são ideais para projetos de gaseificação em larga escala que desejam estabelecer uma cadeia de suprimentos de biomassa de longo prazo e estável.

2. Resíduos agrícolas
Os resíduos agrícolas são um enorme recurso de biomassa, e sua utilização ajuda a resolver problemas de poluição ambiental e criar valor econômico.

1. Cascas de arroz e palha de trigo
Fonte: o resíduo após a colheita de arroz e trigo.

Vantagens: grande saída: enorme saída global, é uma fonte barata e facilmente acessível de biomassa.

Neutralidade de Carbono: Como resíduos agrícolas, sua utilização ajuda a alcançar a neutralidade do carbono.

Considerações: Baixa densidade: a densidade de volume de cascas de arroz e palha de trigo é muito baixa, o que significa que os custos de armazenamento e transporte são altos e o pré-tratamento (como enfardamento ou briquetela) pode ser necessário para aumentar a densidade.

Alto teor de cinzas: a casca de arroz, em particular, pode ter um teor de cinzas de 15 a 20% ou até mais e possui um alto teor de silício, que é propenso a escapar no gaseificador, colocando requisitos mais altos no design e operação do gaseificador.

Conteúdo de metal alcalino: palha de colheita, como palha de trigo, contém metais alcalinos altos (como potássio e sódio), o que pode facilmente levar a um ponto de fusão e escravização de cinzas mais baixas.

Aplicabilidade: apesar dos desafios, Gaseificadores de 30 toneladas pode efetivamente utilizar esses resíduos de culturas, melhorando o design do gaseificador (como gaseificadores de leito fluidizado, têm melhor adaptabilidade às medidas de cinzas e escorregamentos) e pré -tratamento.

2. Bagasse
Fonte: Um subproduto da indústria de açúcar, é o resíduo fibroso depois que a cana -de -açúcar é espremida para extrair suco.

Vantagens: Supplência centralizada: as fábricas de açúcar geralmente produzem uma grande quantidade de bagaço de maneira centralizada, que é fácil de coletar.

Valor calorífico moderado: possui um certo valor calorífico e pode ser usado como um bom combustível.

Considerações: Conteúdo de umidade: o bagaço recém -pressionado tem um alto teor de umidade e precisa ser seco.

Transporte: Embora relativamente compacto, ainda pode precisar ser compactado para reduzir os custos de transporte.

Aplicabilidade: o bagaço é um combustível localizado ideal para gaseificadores de 30 toneladas em torno das fábricas de açúcar.

3.

Fonte: caules e orelhas de milho após a colheita.

Vantagens: alto rendimento: enorme rendimento nas principais áreas de produção de milho.

Considerações: Custo da coleta: os caules do milho são difíceis de coletar e requerem máquinas especiais e processos operacionais.

Metais de cinzas e álcalis: semelhante a outros canudos, também existem problemas com alto teor de cinzas e metais alcalinos.

Aplicabilidade: em áreas com grande produção de milho, ela pode ser usada em gaseificadores de 30 toneladas após o pré-tratamento adequado.

4. Cascas de nozes

Fonte: como conchas de nogueira, conchas de amêndoa, conchas de amendoim, etc.

Vantagens: maior densidade: comparada com outros resíduos agrícolas, as conchas de nozes geralmente são mais densas, o que é conveniente para armazenamento e transporte.

Bom valor calorífico: possui um alto valor calorífico.

Conteúdo de cinzas baixo: a maioria das conchas de nozes tem um teor de cinzas relativamente baixo.

Considerações: Fornecimento: A oferta depende da escala da indústria de processamento de nozes e pode não ser tão comum quanto madeira ou palha.

Aplicabilidade: é adequado para gaseificadores de 30 toneladas perto de plantas de processamento de nozes como um combustível de biomassa de alta qualidade.

3. Componentes de biomassa em resíduos sólidos municipais (RSU)
Os componentes orgânicos em resíduos sólidos municipais classificados e pré -tratados também podem ser usados ​​como combustível para gaseificadores.

Fonte: Resíduos orgânicos, como desperdício de cozinha, desperdício de jardim, papel, têxteis, etc.

Vantagens: Tratamento de resíduos: resolve o problema do tratamento de resíduos urbanos e realiza a utilização de recursos.

Recuperação de energia: recicle a energia no lixo.

Considerações: pré -tratamento complexo: a composição de RSU é complexa e desigual, e o pré -tratamento rigoroso, como classificação, esmagamento e secagem, é necessário para remover incombustíveis e controlar a umidade e o tamanho das partículas. Isso aumentará significativamente os custos e as dificuldades técnicas.

Poluentes: pode conter poluentes como metais pesados ​​e cloro, e gases nocivos podem ser produzidos durante o processo de gaseificação, exigindo um sistema estrito de purificação de gás de combustão.

Valor calorífico instável: o valor calorífico entre os lotes de RSU pode flutuar bastante.

Aplicabilidade: para um gaseificador de 30 toneladas, o uso de RSU como combustível requer tecnologia de pré-tratamento muito madura e medidas estritas de controle de emissões ambientais.

5. Resíduos industriais
Os resíduos orgânicos gerados em alguns processos de produção industrial também podem ser usados ​​para gaseificação.

Fonte: Casca e licor preto da Paper Mills, resíduos de plantas de processamento de alimentos, borras, resíduos farmacêuticos, etc.

Vantagens: fornecimento centralizado: geralmente concentrado em parques industriais, o que é conveniente para coleta e transporte.

Utilização de resíduos: resolve o problema do tratamento de resíduos industriais e está em conformidade com o conceito de economia circular.

Considerações: Composição complexa: a composição de diferentes resíduos industriais varia bastante e pode conter poluentes específicos ou cinzas altas.

Pré -tratamento: O pré -tratamento direcionado pode ser obrigado a atender aos requisitos do gaseificador.

Aplicabilidade: ele precisa ser avaliado com base nas propriedades dos resíduos específicos e no design do gaseificador.

6. Requisitos gerais e parâmetros -chave para combustíveis de biomassa
Independentemente do tipo de biomassa utilizada, os seguintes parâmetros e requisitos principais são críticos para um gaseificador de 30 toneladas:

1. Teor de umidade
Impacto: O teor de umidade é um dos fatores mais importantes que afetam a eficiência da gaseificação e a qualidade da Syngas. O teor de umidade excessivo reduzirá a temperatura do gaseificador, aumentará o consumo de agente de gaseificação e reduzirá o valor calorífico das syngas (porque parte do calor é usada para evaporar a umidade).

Faixa ideal: geralmente é recomendável estar entre 10%a 20%(base seca) e o máximo não deve exceder 30%a 35%. Para gaseificadores grandes, o equipamento de secagem geralmente é equipado para pré-tratar a biomassa de alta moção.

2. Tamanho da partícula

Impacto: O tamanho das partículas afeta diretamente a eficiência de fluidez, calor e transferência de massa e taxa de reação de gaseificação da biomassa no gaseificador.

Requisito: Geralmente, o tamanho das partículas é necessário para ser uniforme e dentro de um intervalo específico. Para gaseificadores de leito fixo, são geralmente necessárias partículas maiores e relativamente uniformes (como lascas de madeira); Para gaseificadores de leito fluidizado, são necessárias partículas menores e mais uniformes (como serragem e cascas de arroz). Partículas muito grandes podem levar a gaseificação ou bloqueio incompletas, enquanto partículas muito pequenas (pó fino) são facilmente levadas pelo fluxo de ar, aumentando a quantidade de cinzas volantes.

3. Conteúdo de cinzas

Impacto: Ash é um mineral não combustível que ocupa o espaço do gaseificador, reduz o volume efetivo da reação e acaba sendo descarregado como escória. O alto teor de cinzas aumenta a quantidade de escória a ser manuseada e pode causar problemas de escrava.

Faixa ideal: Geralmente, quanto menor, melhor, idealmente menos de 5%. As cascas de arroz e palha têm maior teor de cinzas, que requer gaseificadores especialmente projetados para lidar.

4. Ponto de fusão/amolecimento de cinzas
Impacto: As cinzas derreterão em alta temperatura e formarão clínquer, que bloqueará o gaseificador ou cobrirá a superfície da reação, afetando seriamente a operação estável do gaseificador.

Requisito: A biomassa com um ponto de fusão de cinzas mais alta deve ser selecionada, ou a escória deve ser evitada adicionando fluxo, controlando a temperatura de gaseificação etc.

5. Valor de aquecimento
Impacto: O valor calorífico da biomassa determina diretamente sua saída de energia. A biomassa com alto valor calorífico pode produzir mais energia.

Requisito: a biomassa com alto valor calorífico deve ser selecionado o máximo possível.

6. Conteúdo de cloro e enxofre
Impacto: Esses elementos formarão gases corrosivos (como HCl e H2S) durante o processo de gaseificação, causando corrosão ao equipamento do gaseificador e aumentando a dificuldade e o custo da purificação de Syngas.

Requisito: A biomassa com baixo cloro e enxofre deve ser selecionada o máximo possível. Alguns resíduos agrícolas (como alguma palha) podem conter cloro alto.

7. Densidade a granel

Impacto: a densidade afeta o armazenamento, transporte e eficiência da biomassa. A biomassa de baixa densidade requer mais espaço de armazenamento e custos de transporte mais altos.

Requisito: A densidade da biomassa pode ser aumentada por métodos de pré-tratamento, como briquetização e granulação.

7. Estratégia de seleção e perspectiva futura
Para um projeto de gaseificação de biomassa de 30 toneladas/dia, a escolha do tipo certo de biomassa é um processo de trade-off de vários fatores que precisa ser considerado:

Acessibilidade ao recurso local: priorize recursos abundantes e sustentáveis ​​de biomassa perto do local do projeto para reduzir os custos de transporte.

Características da biomassa: Com base nos parâmetros acima, selecione Biomassa adequada para tecnologia específica do gaseificador (como cama fixa, cama fluidizada, etc.).

Requisitos e custos de pré -tratamento: Avalie o pré -tratamento (secagem, esmagamento, compactação etc.) e custos necessários para diferentes biomassa.

Aplicação do gás de síntese: de acordo com os requisitos para a qualidade do gás de síntese para o uso final do gás de síntese (geração de energia, suprimento de calor, síntese de combustível etc.), selecione reversamente o tipo de biomassa.

Regulamentos Ambientais: Garanta que as emissões da biomassa selecionada e seus produtos de gaseificação cumpram os regulamentos ambientais locais.

Olhando para o futuro, à medida que a tecnologia de gaseificação continua a amadurecer e a tecnologia de pré -tratamento de biomassa se desenvolver, mais e mais tipos de biomassa serão usados ​​de maneira mais eficaz. Por exemplo, a tecnologia de co-gasificação de biomassa permite o uso simultâneo de múltiplas biomassa, equilibrando as vantagens e desvantagens de diferentes biomassa, otimizando a taxa de mistura, melhorando assim a eficiência da gaseificação e os benefícios econômicos. Ao mesmo tempo, para biomassa com alto teor de metais alcalinos e alto teor de metais, os pesquisadores também estão desenvolvendo tipos de forno e tecnologias de tratamento de cinzas que são mais resistentes à escrava.