Газификация биомассы, газификация соломы, дерева, производство синтез-газа, биогаза.

Применение электростанций на биогазе, получаемом из рисовой шелухи, древесных опилок и других отходов деревообрабатывающего производства, а также соломы зерновых культур, способствует не только снижению себестоимости продукции за счет экономии электроэнергии, но также, при передаче в энергетическую сеть избытка выработанного электричества, может приносить прибыль.

При максимальной эффективности электростанции, работающей, например, на рисовой шелухе, для выработки 1 кВт электроэнергии расходуется только 1.6 – 1.8 кг сырья. При использовании в качестве сырья опилок или соломы зерновых культур обеспечивается еще меньший удельный расход топлива.

Очистка и охлаждение газа может осуществляться при замкнутой циркуляции воды, с применением таких средств очистки как отстойник, что позволяет снизить степень загрязнения окружающей среды и требует только лишь обеспечения оборудования водоснабжением. Площадь отстойника, необходимого для станции с генератором на 200 кВт, должна составлять всего лишь около 50 м2. Двигатели и генератор, а также все электрооборудование следует располагать в закрытом помещении, а другое оборудование станции может располагаться снаружи.

Площадь под застройку, необходимая для станции с генератором на 200 кВт, должна составлять около 40 – 50 м2. Доля потребления энергии всем оборудованием станции чрезвычайно мала, и составляет всего лишь 5 – 8 % от общего объема электроэнергии, вырабатываемой генератором. Таким образом, данное решение является наиболее оптимальным и экономически выгодным для областей применения с обширными запасами отходов, являющихся сырьем для получения биологического газа, но с ограниченным энергоснабжением или высоким тарифом на электричество. В большинстве случаев окупаемость основных затрат может произойти за первые два года эксплуатации электростанции. Безопасная и эффективная эксплуатация станции данного типа производится по простому для освоения персоналом технологическому процессу, а методика обслуживания и ремонта оборудования аналогична методике, применяемой на обычных дизельных электростанциях.

Газификация древесины. Производство синтез-газа.

Сырье

СырьеСырье древесная щепа, калорийность в среднем 2700 ккал.

Газификатор

ГазификаторОсновное тело газификатора. Производительность 1400-7000 м3/час газа.

Очистка

ОчисткаОчистка синтез-газа перед сжиганием.

Мониторинг

МониторингМониторинг системы. Одн из модулей системы.

Генератор

ГенераторКогенерационная установка. Производство электричества и тепла.

Газификация биомассы
Производство биогаза с последующим производством электроэнергии, тепла и холода (система тригенерации)

В генераторе для газификации, где топливом являются биологические отходы, а агентом – воздух, горение происходит при нормальном давлении. При контроле температуры в генераторе одновременно происходит пиролитическая газификация топлива и термический крекинг газообразной смолы. После двух стадий высокоэффективной циклонной очистки от золы газ подвергается семи стадиям многоуровневой тонкой очистки и полному охлаждению, а затем подается в газовый резервуар, где создается повышенное давление. Из резервуара под постоянным давлением газ поступает в двигатель внутреннего сгорания.

Выход биогаза из различного сырья 1 тонна

Навоз коровий 38-52 м3
Помет птичий 47-94 м3
Отходы бойни 250-500 м3
Жир 1300 м3
Барда послеспиртовая 50-100 м3
Зерно 400-500 м3
Силос, ботва, водоросли, трава 200-400 м3
Свекольный и фруктовый жом 40-70 м3
Глицерин технический 400-600 м3

Какой энергетический запас у биогаза?

Содержание энергии коррелирует с долей метана в биогазе. Доля метана в биогазе колеблется, в зависимости от суб страта и технологического процесса, между 50 и 75 %. Теплотворная способность одного кубометра метана оценивается в 10 киловаттчасов (9,97 кВч). Если доля метана в биогазе 55 %, то энергетическая польза одного кубометра биогаза оценивается в 5,5 кВч.

Тепловая энергия из производства электричества

Биогазовая установка с блочной теплоэлектроцентралью может только тогда экономически эффективно работать, когда и отработанное тепло двигателя охлаждающего устройства и продукты сгорания двигателя найдут своего потребителя (когенерация). Потому что традиционные блочныетеплоэлектроцентрали преобразовывают всего лишь около 40 % содержащейся в биогазе энергии в электричество. С использованием возникающего в этом процессе тепла возможно увеличение общего коэффициента полезного действия (электичество и тепло) до 85 %.

Эффективность очистки

При нормальном давлении пиролитически газифицированная биомасса имеет различное содержание смолы в зависимости от рабочей температуры. При температуре карбонизации 400 - 600°C содержание смолы составляет 13 ~ 37 %, а при газификации в слое данный показатель составляет всего лишь 5 ~ 15%. При рабочей температуре 800°C содержание смолы в кипящем слое газификатора составляет около 2.5%. Содержание смолы в газе до тонкой очистки составляет приблизительно 1 ~ 3 мг/м3. Для удаления смолы перед подачей в двигатель внутреннего сгорания газ конденсируется. Широко известно, что смола обладает высокой удельной теплоемкостью, составляющей около 30 МДж/кг. Теплоемкость смолы составляет 10 % общей теплоемкости газа. Наибольшей эффективности можно достичь при перегонке смолы в легкий газ, однако данное решение неприемлемо для станций малой и средней мощности из-за необходимости высоких инвестиционных затрат и сложности процесса.

Максимально допустимой нормой, заявляемой производителями двигателей внутреннего сгорания, является величина в 50 мг/м3. (Для поддержания данного стандарта следует выполнять сложные процедуры обслуживания двигателя. Раз в неделю следует очищать кожух впускных клапанов, а также ежемесячно производить замену масла.) Также производителями двигателей выдвигаются другие требования: содержание золы ≤ 20 мг/м3; содержание H2S ≤ 10 мг/м3.

Содержание вредных примесей – это суммарное содержание золы и смолы. Мелкая пыль практически не может быть отделена от смолы. Как показывают практические испытания оборудования, при выработке номинальной мощности содержание пыли и смолы не превышает 23 мг/м3.

Генератор для газификации можно применять для следующих целей:

  1. Генерация тепловой энергии. Топливозагрузочный бункер → Генератор для газификации → Горелка → Паровой котел или теплообменник осушителя
  2. Генерация электроэнергии Топливозагрузочный бункер → Генератор для газификации → Система охлаждения и очистки → Оборудование для получения биологического газа
  3. Генерация электроэнергии/генерация электрической и тепловой энергии. Топливозагрузочный бункер → Генератор для газификации → Паровой коттел → Паровая турбина

Область применения:

Источники сырья
Отходы сельского хозяйства и деревообрабатывающей промышленности, например, рисовая шелуха, опилки, обрезанные ветки фруктовых деревьев, кокосовая пыль, древесная пыль, стружка, кора, жом сахарного тростника и т. д.

Требования к сырью
размер гранулы ≤ 10 мм, содержание влаги ≤ 5 %

Цель использования
Генерация тепловой энергии, генерация электроэнергии - когенерация и тригенерация
Возможно использование с абсорбционной холодильной машиной (АБХМ) для получения холодной и теплой воды, образование процесса - тригенерация.

Производственные сферы
Рисозаводы, лесопилки, предприятия по производству бумаги, весь аргопромышленный комплекс и т. п.

© 2010-2017 Оптима Технологии. Киев, Украина
на главную контакты продукция и услуги сайты - партнеры Создание сайта