ชีวมวลชนิดใดที่สามารถใช้ในเครื่องผลิตก๊าซ 30 ตันได้?

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นทั่วโลกสำหรับโซลูชั่นพลังงานที่ยั่งยืนเทคโนโลยีการแปรสภาพเป็นแก๊สชีวมวลได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อย ๆ เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการแปลงของเสียอินทรีย์และทรัพยากรทดแทนเป็นพลังงานสะอาด กระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สคือการแปลงชีวมวลให้เป็นก๊าซสังเคราะห์ที่ติดไฟได้ (syngas) ที่อุดมไปด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO), ไฮโดรเจน (H2) และมีเธน (CH4) จำนวนเล็กน้อยผ่านไพโรไลซิสอุณหภูมิสูงและปฏิกิริยาออกซิเดชันภายใต้สภาวะออกซิเจนที่ จำกัด หรือไม่มี ก๊าซการสังเคราะห์นี้สามารถใช้สำหรับการผลิตพลังงานการจัดหาความร้อนและการสังเคราะห์เชื้อเพลิงหรือสารเคมีของเหลวต่อไป

สำหรับระบบก๊าซขนาดใหญ่ที่มีความสามารถในการประมวลผล 30 ตัน/วันการเลือกวัตถุดิบชีวมวลที่เหมาะสม (เช่น "เชื้อเพลิงชีวมวล" หรือ "วัตถุดิบชีวมวล") เป็นกุญแจสำคัญในการทำงานที่มีประสิทธิภาพและมั่นคงของระบบ ชีวมวลประเภทต่าง ๆ มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งจะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องผลิตก๊าซผลผลิตและคุณภาพของก๊าซการสังเคราะห์และเศรษฐกิจของระบบทั้งหมด

1. ชีวมวลไม้

ชีวมวลวู้ดดี้เป็นหนึ่งในเชื้อเพลิงก๊าซที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและใช้กันอย่างแพร่หลายโดยมีข้อดีขององค์ประกอบที่ค่อนข้างสม่ำเสมอปริมาณเถ้าต่ำและค่าความร้อนสูง

1. เศษไม้และขี้เลื่อย

ที่มา: ส่วนใหญ่มาจากของเสียจากโรงงานแปรรูปไม้ (เช่นขี้เลื่อย, เศษไม้), การตัดไม้ป่าไม้ตกค้าง (เช่นกิ่งไม้เปลือก) และป่าพลังงานที่ปลูกเป็นพิเศษ

ข้อดี: ค่าความร้อนสูง: ชีวมวลไม้มีปริมาณคาร์บอนสูงและโดยทั่วไปมีค่าความร้อนที่ดี

เถ้าต่ำ: เมื่อเทียบกับชีวมวลอื่น ๆ ไม้มีปริมาณเถ้าต่ำซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการถูกกระแทกในก๊าซและการจัดการกับเถ้า

โครงสร้างที่มั่นคง: ชิปไม้ที่ได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสมและขี้เลื่อยมีรูปแบบทางกายภาพที่ค่อนข้างมั่นคงและง่ายต่อการขนส่งและจัดเก็บ

ข้อควรพิจารณา: ปริมาณความชื้น: ปริมาณความชื้นของไม้เป็นปัจจัยสำคัญ ปริมาณความชื้นที่สูงเกินไปจะช่วยลดประสิทธิภาพการแปรสภาพเป็นแก๊สและค่าความร้อนของ syngas ควรควบคุมปริมาณความชื้นที่ประมาณ 10%-20%และอาจต้องใช้การอบแห้งล่วงหน้า

ความสม่ำเสมอของขนาดอนุภาค: ขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอช่วยในการกระจายและทำปฏิกิริยากับวัสดุในก๊าซ อนุภาคที่มีขนาดใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหา

สิ่งสกปรก: หลีกเลี่ยงการผสมสิ่งสกปรกอนินทรีย์เช่นทรายหินหรือโลหะซึ่งจะเพิ่มปริมาณเถ้าและอาจทำให้อุปกรณ์เสียหาย

การบังคับใช้: เครื่องผลิตก๊าซ 30 ตันเหมาะสำหรับการแปรรูปเศษไม้และเศษไม้โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีอุตสาหกรรมไม้ที่พัฒนาแล้ว

2. พืชพลังงาน - วู้ดดี้
ที่มา: ต้นไม้ที่เติบโตอย่างรวดเร็วเช่นต้นหลิวและป็อปลาร์ที่ปลูกโดยเฉพาะเพื่อวัตถุประสงค์ด้านพลังงาน

ข้อดี: อุปทานที่ยั่งยืน: พืชพลังงานเป็นแหล่งชีวมวลที่สามารถทดแทนได้และควบคุมได้ซึ่งสามารถรับประกันการจัดหาเชื้อเพลิงระยะยาวและเสถียร

ความสม่ำเสมอที่ดี: เมื่อเทียบกับของเสียผสมองค์ประกอบของพืชพลังงานมีความสม่ำเสมอมากขึ้นซึ่งเอื้อต่อการควบคุมกระบวนการแปรสภาพเป็นแก๊สอย่างมีเสถียรภาพ

ข้อควรพิจารณา: ค่าใช้จ่ายในการปลูก: เกี่ยวข้องกับต้นทุนการปลูกเช่นที่ดินแหล่งน้ำและแรงงาน

ระยะการขนส่ง: ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของป่าพลังงานจะส่งผลกระทบต่อค่าขนส่ง

การบังคับใช้: ป่าพลังงานเหมาะสำหรับโครงการการแปรสภาพเป็นแก๊สขนาดใหญ่ที่ต้องการสร้างห่วงโซ่อุปทานชีวมวลในระยะยาวและมีเสถียรภาพ

2. การเกษตรตกค้าง
ขยะเกษตรเป็นทรัพยากรชีวมวลขนาดใหญ่และการใช้ประโยชน์ช่วยแก้ปัญหามลพิษต่อสิ่งแวดล้อมและสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจ

1. แกลบและฟางข้าวสาลี
ที่มา: สารตกค้างหลังจากการเก็บเกี่ยวข้าวและข้าวสาลี

ข้อดี: เอาท์พุทขนาดใหญ่: เอาท์พุททั่วโลกขนาดใหญ่เป็นแหล่งชีวมวลราคาถูกและเข้าถึงได้ง่าย

ความเป็นกลางของคาร์บอน: ในฐานะของเสียทางการเกษตรการใช้ประโยชน์จะช่วยให้เกิดความเป็นกลางคาร์บอน

ข้อควรพิจารณา: ความหนาแน่นต่ำ: ความหนาแน่นของปริมาตรของแกลบและฟางข้าวสาลีต่ำมากซึ่งหมายความว่าค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บและการขนส่งสูงและการรักษาล่วงหน้า (เช่นการบดหรือ briquetting) อาจจำเป็นต้องเพิ่มความหนาแน่น

โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณเถ้าถ่าน: แกลบโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีปริมาณเถ้าที่ 15-20% หรือสูงกว่าและมีปริมาณซิลิกอนสูงซึ่งมีแนวโน้มที่จะถูกกระแทกในเครื่องผลิตก๊าซทำให้ข้อกำหนดที่สูงขึ้นในการออกแบบและการทำงานของก๊าซ

ปริมาณโลหะอัลคาลี: ฟางพืชเช่นฟางข้าวสาลีมีโลหะอัลคาไลสูง (เช่นโพแทสเซียมและโซเดียม) ซึ่งสามารถนำไปสู่จุดหลอมละลายของเถ้าและการเลื่อน

การบังคับใช้: แม้จะมีความท้าทาย ก๊าซ 30 ตัน สามารถใช้ประโยชน์จากขยะพืชเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับปรุงการออกแบบเครื่องผลิตก๊าซ (เช่นเครื่องดื่มก๊าซเตียงแบบฟลูอิไดซ์มีความสามารถในการปรับตัวได้ดีขึ้นกับเถ้าและตะกรัน) และมาตรการปรับสภาพ

2. ชานอ้อย
ที่มา: ผลพลอยได้จากอุตสาหกรรมน้ำตาลมันเป็นสารตกค้างที่มีเส้นใยหลังจากอ้อยถูกบีบเพื่อสกัดน้ำผลไม้

ข้อดี: อุปทานส่วนกลาง: โรงงานน้ำตาลมักจะผลิตชานอ้อยจำนวนมากในลักษณะส่วนกลางซึ่งง่ายต่อการรวบรวม

ค่าความร้อนปานกลาง: มีค่าความร้อนที่แน่นอนและสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงที่ดี

ข้อควรพิจารณา: ปริมาณความชื้น: ชานอ้อยที่กดสดใหม่มีความชื้นสูงและจำเป็นต้องแห้ง

การขนส่ง: แม้ว่าจะค่อนข้างกะทัดรัด แต่ก็อาจจำเป็นต้องมีขนาดกะทัดรัดเพื่อลดต้นทุนการขนส่ง

การบังคับใช้: ชานอ้อยเป็นเชื้อเพลิงที่มีการแปลในอุดมคติสำหรับเครื่องผลิตก๊าซ 30 ตันรอบโรงงานน้ำตาล

3. ข้าวโพดสโตเวอร์และข้าวโพดค็อบ

ที่มา: ก้านข้าวโพดและหูหลังการเก็บเกี่ยว

ข้อดี: ผลผลิตสูง: ผลผลิตมหาศาลในพื้นที่ผลิตข้าวโพดที่สำคัญ

ข้อควรพิจารณา: ค่าใช้จ่ายในการรวบรวม: ก้านข้าวโพดเป็นเรื่องยากที่จะรวบรวมและต้องใช้เครื่องจักรพิเศษและกระบวนการปฏิบัติการ

โลหะแอชและอัลคาไล: คล้ายกับฟางอื่น ๆ นอกจากนี้ยังมีปัญหาเกี่ยวกับปริมาณเถ้าสูงและโลหะอัลคาไล

การบังคับใช้: ในพื้นที่ที่มีการผลิตข้าวโพดขนาดใหญ่สามารถใช้ในก๊าซ 30 ตันหลังจากการปรับสภาพที่เหมาะสม

4. เปลือกถั่ว

ที่มา: เช่นหอยวอลนัท, เปลือกอัลมอนด์, เปลือกถั่วลิสง ฯลฯ

ข้อดี: ความหนาแน่นที่สูงขึ้น: เมื่อเทียบกับของเสียทางการเกษตรอื่น ๆ เปลือกถั่วมักจะหนาแน่นซึ่งสะดวกสำหรับการจัดเก็บและการขนส่ง

ค่าความร้อนที่ดี: มีค่าความร้อนสูง

ปริมาณเถ้าต่ำ: เปลือกถั่วส่วนใหญ่มีปริมาณเถ้าค่อนข้างต่ำ

ข้อควรพิจารณา: อุปทาน: อุปทานขึ้นอยู่กับขนาดของอุตสาหกรรมการแปรรูปถั่วและอาจไม่เหมือนกันกับไม้หรือฟาง

การบังคับใช้: เหมาะสำหรับเครื่องผลิตก๊าซ 30 ตันใกล้กับโรงงานแปรรูปน็อตเป็นเชื้อเพลิงชีวมวลคุณภาพสูง

3. ส่วนประกอบชีวมวลในขยะมูลฝอย (MSW)
ส่วนประกอบอินทรีย์ในขยะมูลฝอยของเทศบาลและที่ได้รับการรักษาล่วงหน้ายังสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องผลิตก๊าซ

ที่มา: ขยะอินทรีย์เช่นขยะในครัวขยะในสวนกระดาษสิ่งทอ ฯลฯ

ข้อดี: การบำบัดของเสีย: แก้ปัญหาการบำบัดของเสียในเมืองและตระหนักถึงการใช้ทรัพยากร

การกู้คืนพลังงาน: รีไซเคิลพลังงานในขยะ

ข้อควรพิจารณา: การปรับสภาพที่ซับซ้อน: องค์ประกอบของ MSW นั้นซับซ้อนและไม่สม่ำเสมอและการปรับสภาพอย่างเข้มงวดเช่นการเรียงลำดับการบดและการอบแห้งจำเป็นต้องใช้เพื่อกำจัดความไม่ลงรอยกันและการควบคุมความชื้นและขนาดอนุภาค สิ่งนี้จะเพิ่มต้นทุนและปัญหาทางเทคนิคอย่างมีนัยสำคัญ

มลพิษ: มันอาจมีมลพิษเช่นโลหะหนักและคลอรีนและก๊าซที่เป็นอันตรายอาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นแก๊สซึ่งต้องใช้ระบบการทำให้บริสุทธิ์ของก๊าซไอเสียที่เข้มงวด

ค่าความร้อนที่ไม่เสถียร: ค่าความร้อนระหว่างแบทช์ของ MSW อาจผันผวนอย่างมาก

การบังคับใช้: สำหรับเครื่องผลิตก๊าซ 30 ตันโดยใช้ MSW เนื่องจากเชื้อเพลิงต้องใช้เทคโนโลยีการปรับสภาพที่เป็นผู้ใหญ่มากและมาตรการควบคุมการปล่อยมลพิษสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด

5. ขยะอุตสาหกรรม
ขยะอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมบางอย่างสามารถใช้สำหรับการทำให้เป็นแก๊ส

ที่มา: เปลือกไม้และสุราสีดำจากโรงงานกระดาษสารตกค้างจากโรงงานแปรรูปอาหาร LEES สารตกค้างทางเภสัชกรรม ฯลฯ

ข้อดี: อุปทานส่วนกลาง: มักจะเข้มข้นในสวนอุตสาหกรรมซึ่งสะดวกสำหรับการรวบรวมและการขนส่ง

การใช้ประโยชน์ของเสีย: มันแก้ปัญหาการบำบัดของเสียอุตสาหกรรมและสอดคล้องกับแนวคิดของเศรษฐกิจแบบวงกลม

การพิจารณา: องค์ประกอบที่ซับซ้อน: องค์ประกอบของของเสียอุตสาหกรรมต่างกันแตกต่างกันอย่างมากและอาจมีมลพิษเฉพาะหรือเถ้าสูง

การปรับสภาพ: การปรับสภาพเป้าหมายอาจจำเป็นต้องมีเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของเครื่องผลิตก๊าซ

การบังคับใช้: จำเป็นต้องได้รับการประเมินตามคุณสมบัติของของเสียที่เฉพาะเจาะจงและการออกแบบของเครื่องผลิตก๊าซ

6. ข้อกำหนดทั่วไปและพารามิเตอร์สำคัญสำหรับเชื้อเพลิงชีวมวล
โดยไม่คำนึงถึงประเภทของชีวมวลที่ใช้พารามิเตอร์และข้อกำหนดสำคัญต่อไปนี้มีความสำคัญสำหรับเครื่องผลิตก๊าซ 30 ตัน:

1. ปริมาณความชื้น
ผลกระทบ: ปริมาณความชื้นเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อประสิทธิภาพการแปรสภาพเป็นแก๊สและคุณภาพของซินกาส ปริมาณความชื้นที่มากเกินไปจะช่วยลดอุณหภูมิของก๊าซเพิ่มการบริโภคสารแก๊สและลดค่าความร้อนของ syngas (เนื่องจากส่วนหนึ่งของความร้อนถูกใช้เพื่อระเหยความชื้น)

ช่วงอุดมคติ: มักจะแนะนำให้อยู่ระหว่าง 10%-20%(พื้นฐานแห้ง) และค่าสูงสุดไม่ควรเกิน 30%-35% สำหรับเครื่องผลิตก๊าซขนาดใหญ่อุปกรณ์อบแห้งมักจะติดตั้งมวลชีวมวลแบบชุ่มชื้นสูง

2. ขนาดอนุภาค

ผลกระทบ: ขนาดของอนุภาคส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการไหลความร้อนและมวลและอัตราการเกิดปฏิกิริยาของก๊าซของชีวมวลในก๊าซ

ข้อกำหนด: โดยทั่วไปขนาดอนุภาคจะต้องมีความสม่ำเสมอและอยู่ในช่วงเฉพาะ สำหรับเครื่องผลิตก๊าซที่มีเตียงคงที่อนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่านั้นค่อนข้างสม่ำเสมอ (เช่นชิปไม้) เป็นสิ่งจำเป็น สำหรับก๊าซฟลูอิไดซ์เบดจำเป็นต้องมีอนุภาคขนาดเล็กและสม่ำเสมอมากขึ้น (เช่นขี้เลื่อยและแกลบ) อนุภาคที่มีขนาดใหญ่เกินไปอาจนำไปสู่การแปรสภาพเป็นแก๊สหรือการอุดตันที่ไม่สมบูรณ์ในขณะที่อนุภาคขนาดเล็กเกินไป (ผงละเอียด) จะถูกนำออกไปได้อย่างง่ายดายโดยการไหลเวียนของอากาศเพิ่มปริมาณของเถ้าลอย

3. เนื้อหาเถ้า

ผลกระทบ: เถ้าเป็นแร่ธาตุที่ไม่ติดไฟซึ่งใช้พื้นที่ของเครื่องผลิตก๊าซลดปริมาณปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพและในที่สุดก็ถูกปล่อยออกมาเป็นตะกรัน ปริมาณเถ้าสูงเพิ่มปริมาณของตะกรันที่จะจัดการและอาจทำให้เกิดปัญหาการตกตะกอน

ช่วงอุดมคติ: โดยทั่วไปยิ่งดีกว่าดีกว่าดีกว่า 5% แกลบและฟางมีปริมาณเถ้าสูงกว่าซึ่งต้องใช้เครื่องผลิตก๊าซที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ

4. จุดหลอมเหลว/จุดอ่อน
ผลกระทบ: เถ้าจะละลายที่อุณหภูมิสูงและเป็นปูนเม็ดซึ่งจะปิดกั้นก๊าซหรือครอบคลุมพื้นผิวปฏิกิริยาส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงานที่มั่นคงของเครื่องผลิตก๊าซ

ข้อกำหนด: ชีวมวลที่มีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่าควรเลือกหรือควรหลีกเลี่ยงการเลื่อนโดยการเพิ่มฟลักซ์ควบคุมอุณหภูมิการแปรสภาพเป็นแก๊ส ฯลฯ

5. ค่าความร้อน
ผลกระทบ: ค่าความร้อนของชีวมวลโดยตรงจะกำหนดเอาต์พุตพลังงาน ชีวมวลที่มีค่าความร้อนสูงสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้น

ข้อกำหนด: ชีวมวลที่มีค่าความร้อนสูงควรเลือกให้มากที่สุด

6. ปริมาณคลอรีนและซัลเฟอร์
ผลกระทบ: องค์ประกอบเหล่านี้จะก่อให้เกิดก๊าซกัดกร่อน (เช่น HCl และ H2s) ในระหว่างกระบวนการทำให้เป็นแก๊สทำให้เกิดการกัดกร่อนไปยังอุปกรณ์เครื่องผลิตก๊าซและเพิ่มความยากลำบากและค่าใช้จ่ายในการทำให้บริสุทธิ์

ข้อกำหนด: ชีวมวลที่มีคลอรีนต่ำและซัลเฟอร์ควรเลือกให้ได้มากที่สุด ของเสียทางการเกษตร (เช่นฟางบางชนิด) อาจมีคลอรีนสูง

7. ความหนาแน่นจำนวนมาก

ผลกระทบ: ความหนาแน่นมีผลต่อการจัดเก็บการขนส่งและประสิทธิภาพการให้อาหารของชีวมวล ชีวมวลความหนาแน่นต่ำต้องการพื้นที่จัดเก็บมากขึ้นและค่าขนส่งที่สูงขึ้น

ข้อกำหนด: ความหนาแน่นของมวลชีวภาพสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยวิธีการรักษาล่วงหน้าเช่นการทำ briquetting และเม็ด

7. กลยุทธ์การเลือกและแนวโน้มในอนาคต
สำหรับโครงการการแปรสภาพเป็นแก๊สมวลชีวภาพ 30 ตัน/วันการเลือกชีวมวลที่เหมาะสมเป็นกระบวนการแลกเปลี่ยนแบบหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณา:

การเข้าถึงทรัพยากรในท้องถิ่น: จัดลำดับความสำคัญทรัพยากรชีวมวลที่มีอยู่มากมายและยั่งยืนใกล้กับเว็บไซต์โครงการเพื่อลดต้นทุนการขนส่ง

ลักษณะของชีวมวล: ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ข้างต้นเลือกชีวมวลที่เหมาะสมสำหรับเทคโนโลยีเครื่องดื่มที่เฉพาะเจาะจง (เช่นเตียงคงที่เตียงฟลูอิไดซ์ ฯลฯ )

ข้อกำหนดและค่าใช้จ่ายในการปรับสภาพ: ประเมินการปรับสภาพ (การอบแห้งการบดการบดอัด ฯลฯ ) และค่าใช้จ่ายที่จำเป็นสำหรับชีวมวลที่แตกต่างกัน

การประยุกต์ใช้แก๊สสังเคราะห์: ตามข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของก๊าซสังเคราะห์สำหรับการใช้ก๊าซสังเคราะห์ขั้นสุดท้าย (การผลิตพลังงานการจัดหาความร้อนการสังเคราะห์เชื้อเพลิง ฯลฯ ) เลือกประเภทของชีวมวลย้อนกลับ

กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการปล่อยสารชีวมวลที่เลือกและผลิตภัณฑ์การแปรสภาพเป็นแก๊สของมันเป็นไปตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น

เมื่อมองถึงอนาคตเนื่องจากเทคโนโลยีการแปรสภาพเป็นแก๊สยังคงเติบโตและมีการพัฒนาเทคโนโลยีการปรับสภาพชีวมวลและชีวมวลการพัฒนาจะมีการใช้สารชีวมวลมากขึ้นเรื่อย ๆ ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีก๊าซชีวมวลร่วมช่วยให้การใช้งานชีวมวลหลายตัวพร้อมกันสร้างความสมดุลให้กับข้อดีและข้อเสียของชีวมวลที่แตกต่างกันโดยการเพิ่มประสิทธิภาพอัตราส่วนการผสมซึ่งจะเป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปรสภาพเป็นแก๊สและผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ ในเวลาเดียวกันสำหรับชีวมวลที่มีเถ้าสูงและปริมาณโลหะอัลคาไลสูงนักวิจัยยังพัฒนาประเภทของเตาเผาและเทคโนโลยีการบำบัดเถ้าที่ทนต่อการเลื่อนมากขึ้น