Ελληνικά
EnglishHomepage Slider
Είστε εδώ
Παράδειγμα εργοστασίου αεριοποίησης εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος 0,5 MW
Ακολουθεί περιγραφή παραδείγματος εργοστασίου αεριοποίησης εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος 500 kWel, καθώς και οι αποδόσεις εκμεταλλεύσιμης ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας στην έξοδο της μονάδας. Το παράδειγμα εφαρμογής είναι προσαρμοσμένο σε καύσιμο ξύλο του οποίου η περιεκτικότητα σε υγρασία είναι της τάξης του 7 - 10%.
Σχεδιαστικά δεδομένα
Τα όρια των εκλυόμενων εκπομπών βρίσκονται εντός των προδιαγραφών που απαιτούνται από την Ελληνική νομοθεσία.
|
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Σχηματική απεικόνιση του εσωτερικού του αεριοποιητή | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Αντιδραστήρας αεριοποίησης
Ο αντιδραστήρας του παραδείγματος είναι ένας αεριοποιητής κάτω ροής σταθερής κλίνης. Το ξύλο υπό μορφή woodchips εισάγεται στον αντιδραστήρα από την κορυφή και ρέει προς τα κάτω με τη βαρύτητα.
Η θερμική αεριοποίηση, που λαμβάνει χώρα στο εσωτερικό του αεριοποιητή, μπορεί να χωριστεί σε τρεις ομάδες - τρία κύρια στάδια θερμοχημικών αντιδράσεων:
-
Πυρόλυση (pyrolysis): Μεταξύ των 200 και 700οC, η βιομάζα διασπάται σε άνθρακα (C) και μίγμα αερίων CO, Η2, υδρογονανθράκων CHnOm κ.ά.. Η αντίδραση αυτή λαμβάνει χώρα στο άνω τμήμα του αεριοποιητή.
-
Οξείδωση (oxidation): Τα αέρια, μετά το στάδιο της πυρόλυσης, οξειδώνονται σε υψηλή θερμοκρασία, οπότε σπάνε οι δεσμοί στους υδρογονάνθρακες. Η οξείδωση αυτή αυξάνει την περιεκτικότητα του αερίου σύνθεσης σε CO2 και H2O.
-
Αναγωγή (reduction): Στο τελικό αυτό στάδιο, οι ποσότητες του CO2 και Η2Ο μειώνονται μέσω αντίδρασης με τον ενεργό άνθρακα, για την τελική παραγωγή ενός αερίου σύνθεσης το οποίο αποτελείται κυρίως από Η2 και CO.
[ CO2 + C ↔ 2 CO και Η2Ο + C ↔ H2 + CO ]
Στην ονομαστική του δυναμικότητα, ο αντιδραστήρας αεριοποίησης καταναλώνει περίπου 417 kg ξηρού ξύλου (υγρασίας 7 - 10%) ανά ώρα λειτουργίας και παράγει περίπου 1083 Nm³ ξηρού αερίου σύνθεσης / ώρα. Το αέριο σύνθεσης έχει Κατώτερη Περιεχόμενη Ενέργεια (LCV) ίση με 4,5 έως 5,5 MJ/Nm³. Το αέριο σύνθεσης ρέει έξω από τον αεριοποιητή στη θερμοκρασία των 500οC έως 700οC.
Σύστημα - Μονάδα ψύξης και καθαρισμού του αερίου σύνθεσης
Το αέριο παράγεται σχεδόν ακαριαία από τη στιγμή έναρξης της λειτουργίας του αεριοποιητή. Στη συνέχεια ψύχεται και καθαρίζεται σε ειδικό σύστημα, ώστε να μπορέσει να τροφοδοτήσει κινητήρα εσωτερικής καύσης. Το σύστημα αυτό κάνει τρεις λειτουργίες:
-
Ψύχει το αέριο πριν από την εισαγωγή του στον κινητήρα.
-
Εξάγει όλα τα σωματίδια και τα υπολείμματα πίσσας από το αέριο.
-
Συμπυκνώσει την περίσσεια υγρασίας στο αέριο.
Η διαδικασία ψύξης και καθαρισμού του αερίου σύνθεσης περιλαμβάνει πολλά στάδια. Επιγραμματικά, τα στάδια αυτά είναι:
-
Απομάκρυνση της σκόνης σε υψηλή θερμοκρασία με κυκλώνα υψηλής απόδοσης.
-
Ψύξη στους 120οC με 2-βάθμιδο σύστημα καθαρισμού του αερίου και δέσμευση της πίσσας με τη χρήση οργανικού διαλύτη.
-
Διαχωρισμός αερίου / διαλύτη με demister.
-
Τελική ψύξη του αερίου στους 10οC και απομάκρυνση συμπυκνωμάτων νερού.
-
Τελικό φιλτράρισμα με φίλτρο.
-
Φίλτρανση ασφάλειας πριν την είσοδο στον κινητήρα.
Για τη διαδικασία καθαρισμού του αερίου, δηλαδή την απομάκρυνση σωματιδίων και υπολειμματικών πισσών, χρησιμοποιούνται μη-πτητικοί και μη-τοξικοί διαλύτες.
Οι οργανικοί διαλύτες χρησιμοποιούνται σε κλειστό κύκλωμα εντός της μονάδας καθαρισμού του αερίου.
Κατά τη διάρκεια των εργασιών συντήρησης της μονάδας, ποσότητες από τις πίσσες καθώς και ο κεκορεσμένος διαλύτης θα πρέπει να απομακρυνθούν από τη μονάδα. Τα συγκεκριμένα προϊόντα θεωρούνται απόβλητα και πρέπει να αντιμετωπίζονται σύμφωνα με τους νόμιμες τεχνικές διαχείρισης.
Γεννήτρια CHP
Το καθαρό και κρύο αέριο σύνθεσης στη συνέχεια καίγεται στην γεννήτρια συμπαραγωγής.
Η γεννήτρια είναι συνδεδεμένη με το ηλεκτρικό δίκτυο και η ηλεκτρική ενέργεια, που παράγεται, μπορεί να καταναλώνεται τοπικά ή να διοχετεύεται στο δίκτυο.
Ο κινητήρας μπορεί να λειτουργήσει είτε με 100% φυσικό αέριο είτε με 100% syngas βιομάζας. Τα καυσαέρια συμμορφώνονται με τους αυστηρότερους κανονισμούς της Ευρώπης για την καύση από βιομάζα. Κατά τη διάρκεια του start-up, οι αρχικές ποσότητες του αερίου καίγονται σε καυστήρα μέχρι την αποκατάσταση της κατάλληλης ποιότητας του αερίου σύνθεσης και το ξεκίνημα του κινητήρα.
Προτεινόμενος κινητήρας είναι ο J316 του οίκου Jenbacher ή ισοδύναμός του.
Διαχείριση πρώτης ύλης και μονάδα ξήρανσης
Για την άριστη λειτουργία του αεριοποιητή, η υγρασία της πρώτης ύλης, πριν την εισαγωγή της σε αυτόν, πρέπει να είναι της τάξης του 7 - 10%.
Επειδή η εξασφάλιση τέτοιας ποιότητας πρώτης ύλης δεν είναι τεχνικά και οικονομικά εφικτή, το εργοστάσιο είναι εφοδιασμένο με ξηραντήριο ώστε να μπορεί να επεξεργάζεται πρώτες ύλες με πολύ μεγαλύτερη υγρασία (35 - 40%). Η ξήρανση της εισερχόμενης πρώτης ύλης πραγματοποιείται με χρήση μέρους της θερμότητας που παράγεται στο εργοστάσιο.
Εκτός από τη μονάδα ξήρανσης, το εργοστάσιο περιλαμβάνει σιλό υποδοχής πρώτης ύλης καθώς και σιλό αποθήκευσης ξηρού καυσίμου για τροφοδοσία.
Η ξήρανση της βιομάζας είναι σημαντική και για τον λόγο ότι η ωφέλιμη θερμογόνος δύναμή της είναι συνδεδεμένη με τα ποσοστά της περιεχόμενης υγρασίας. Στον πίνακα που ακολουθεί αναλύεται η σχέση θερμογόνου δύναμης και υγρασίας σε woodchips.
|
Περιεχόμενη
υγρασία (%)
|
Ενέργεια / kg καυσίμου woodchip
|
|
|
MJ/kg
|
kWh/kg
|
|
|
0
|
19,0
|
5,3
|
|
10
|
16,9
|
4,7
|
|
20
|
14,7
|
4,1
|
|
30
|
12,6
|
3,5
|
|
40
|
10,4
|
2,9
|
|
50
|
8,2
|
2,3
|
|
60
|
6,1
|
1,7
|
Έξοδα - Κόστη παραγωγής - Κέρδη
Το κόστος ενός ολοκληρωμένου εργοστασίου αεριοποίησης στερεής βιομάζας, εγκατεστημένης ηλεκτρικής ισχύος 500 kWel, με τις βασικές υποστηρικτικές υποδομές, που εγκαθιστά η AGROENERGY, υπολογίζεται στα 2.200.000 Euro. Ο ακριβής υπολογισμός του κόστους εξαρτάται από την ποιότητα της πρώτης ύλης, τη μορφή με την οποία αυτή θα έρχεται στο εργοστάσιο, τις υποδομές και άλλα στοιχεία.
Υπολογίζοντας το κόστος της πρώτης ύλης (κτήση, επεξεργασία, μεταφορά), αναφερόμενοι σε απόβλητη, υπολειμματική ή και ανακυκλώσιμη βιομάζα, και το κόστος του εργατικού δυναμικού και των λοιπών δαπανών λειτουργίας κ.λπ., το συνολικό κόστος παραγωγής θα ανέρχεται περί τα 0,073 Euro / kWhel.
Η τιμή πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας για τη συγκεκριμένη εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύ είναι σήμερα 0,20 Euro / kWhel.
Έτσι, για τον πρώτο χρόνο λειτουργίας του εργοστασίου θα έχουμε τα εξής αποτελέσματα:
Σύνολο εσόδων από την παραγωγή και πώληση ενέργειας 4.100 MWhel.............................: 820.000 Euro
Σύνολο δαπανών........................................................................................................................... : 300.000 Euro
Άρα, τα κέρδη προ τόκων, φόρων, αποσβέσεων............................................................... : 520.000 Euro
Μέρος της παραγόμενης θερμικής ενέργειας (ισχύος μεγαλύτερης από 0,5 MWth) μπορεί να οδηγηθεί σε ένα θερμοκήπιο εντατικής καλλιέργειας ντομάτας, μέγιστης έκτασης 4 στρεμμάτων, το οποίο πρέει να εγκατασταθεί δίπλα στο εργοστάσιο. Όπως είναι γνωστό, το 75-80% από τα έξοδα λειτουργίας ενός θερμοκηπίου οφείλεται στην ενέργεια που απαιτείται για τη θέρμανση του θερμοκηπίου. Το κόστος του θερμοκηπίου αυτού δεν θα ξεπεράσει το ποσό των 250.000 €. Τα κέρδη από τη διάθεση της ντομάτας, σε επίπεδο χονδρικής πώλησης, ξεπερνούν το ποσό των 130.000 €/χρόνο.
Διάγραμμα διεργασίας
Undefined
category:
Page Back
Κατασκευή Ιστοσελίδων GIM Greek Internet Marketing