Homepage Slider

You are here

Λειτουργία εργοστασίου αεριοποίησης

Πρώτες ύλες

Καθοριστικό ρόλο στη διεργασία αεριοποίησης έχει το είδος της φυτικής βιομάζας. Οι ιδιότητές της μπορούν να διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με την προέλευση της βιομάζας, με άμεση συνέπεια στην τεχνολογία της διεργασίας και τη βιωσιμότητα του εργοστασίου. Οι ιδιότητες της βιομάζας που εξετάζονται περισσότερο είναι η υγρασία της, η περιεκτικότητά της σε τέφρα, η στοιχειακή της ανάλυση, η θερμογόνος δύναμή της, η πυκνότητα και η κοκκομετρία της.

Αναφορικά με το είδος και τον σχεδιασμό του αντιδραστήρα αεριοποίησης, οι παραλλαγές και οι κατηγορίες του, ύστερα από πολλές δεκαετίες έρευνας στην τεχνολογία αεριοποίησης, είναι πολλές. Έτσι, οι αντιδραστήρες αυτοί διακρίνονται ανάλογα με το μέσο αεριοποίησης (αέρας, οξυγόνο ή ατμός), τον τρόπο παροχής της απαιτούμενης θερμότητας (αυτοθερμικοί ή αλλοθερμικοί αεριοποιητές), την πίεση λειτουργίας (ατμοσφαιρικοί ή υπό πίεση αντιδραστήρες) και τον σχεδιασμό τους (σταθερής ή ρευστοποιημένης κλίνης).
 
Αναμφίβολα, η αεριοποίηση της βιομάζας είναι μία τεχνολογία πιο πολύπλοκη και με λιγότερες εμπορικές εφαρμογές σε σχέση με τη συνήθη καύση της βιομάζας. Τα πλεονεκτήματα, όμως, που παρουσιάζει, με κυριότερο όλων την πολύ μεγάλη αύξηση της ενεργειακής απόδοσης της μονάδας, έχει οδηγήσει τα τελευταία χρόνια στον διαρκή πολλαπλασιασμό τέτοιου είδους μονάδων στην «αιχμή της τεχνολογίας».
 
Η αεριοποίηση χρησιμοποιείται παγκοσμίως για περισσότερα από 75 χρόνια
από τη χημική βιομηχανία, τις ραφινερίες, τις βιομηχανίες παραγωγής λιπάσματος
και για περισσότερα από 35 χρόνια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
 
 
Παραγωγική διαδικασία
 
Η βιομάζα (από τα απορρίμματα και άλλη, κυρίως η στερεή), αφού θρυμματιστεί και μορφοποιηθεί στο επιθυμητό μέγεθος, εισέρχεται ελεγχόμενα στον αντιδραστήρα (τον αεριοποιητή) μέσω ειδικών μεταφορικών διατάξεων.
Η επιθυμητή υγρασία της πρώτης ύλης πρέπει να είναι της τάξης του 7 - 10%. Σε περίπτωση υψηλότερης υγρασίας, η βιομάζα ξηραίνεται σε ειδικά διαμορφωμένο για τον σκοπό αυτόν περιστροφικό ξηραντήρα drum-dryer ή ξηραντήρα με ταινιοδιάδρομο belt-dryer.
 
Τα περίσσοτερα εργοστάσια χρησιμοποιούν καθαρό οξυγόνο αντί για αέρα, προκειμένου να αυξηθεί η αποτελεσματικότητα της αντίδρασης. Το καθαρό οξυγόνο παράγεται σε παρακείμενη εγκατάσταση με κρυογενική τεχνολογία. Στη συνέχεια διοχετεύεται ελεγχόμενα στον αεριοποιητή μέσω διαφορετικής εισόδου από αυτής των πρώτων υλών.

Οι θερμοκρασίες, που αναπτύσσονται στο εσωτερικό του αεριοποιητή, κυμαίνονται από 600 μέχρι 1600οC. Με τη βοήθεια της θερμοκρασίας και της πίεσης σπάνε οι χημικοί δεσμοί της πρώτης ύλης και σχηματίζεται το αέριο σύνθεσης.
Οι συνήθεις αεριοποιητές μπορούν να επεξεργαστούν μέχρι 3.000 τόνους σκουπιδιών ή στερεής βιομάζας ημερησίως, μετατρέποντας το 70 - 85% του άνθρακα της πρώτης ύλης σε αέριο σύνθεσης.
 
Το παραγόμενο αέριο σύνθεσης αποτελεί μίγμα πολλών καυσίμων (και μη) αερίων, όπως :
  • μονοξείδιο και διοξείδιο του άνθρακα (CO, CO2),
  • υδρογόνο (H2),
  • μεθάνιο (CH4),
  • υδρατμοί (H2O),
  • ίχνη υδρογονανθράκων (π.χ. C2H6, C2H4) και
  • άζωτο (N2), σε περίπτωση που χρησιμοποιείται αέρας στην αεριοποίηση.
Το πρωτογενώς παραγόμενο ακατέργαστο αέριο, εκτός από τα παραπάνω αέρια, περιέχει και ίχνη ακαθαρσιών που πρέπει να αφαιρεθούν πριν την τελική του χρήση. Ίχνη ανόργανων υλών, σωματίδια, θείο, ο μη επεξεργασμένος άνθρακας και άλλα αφαιρούνται με διαδικασίες όπως αυτές που χρησιμοποιούνται στη χημική βιομηχανία και στις ραφινερίες.

Το καθαρό αέριο σύνθεσης (syngas) μπορεί να υποστεί περαιτέρω επεξεργασία για την παραγωγή προϊόντων, όπως υποκατάστατο του φυσικού αερίου, λιπάσματα, χημικά, καύσιμα μεταφοράς και υδρογόνο. Επίσης, μπορεί να καεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (και θερμότητας), σε μηχανές εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ) ή λέβητες. Σε μεγάλες εγκαταστάσεις είναι δυνατή η χρήση του σε αεροστροβίλους.
Επειδή οι ακαθαρσίες του syngas αφαιρούνται προτού αυτό καεί στον κινητήρα, οι κακές εκπομπές κατά την καύση του είναι χαμηλότερες από αυτές άλλων καυσίμων (συμβατικών).
Κατά την καύση, εκτός από την ηλεκτρική ενέργεια, παράγεται και θερμότητα. Η παραγόμενη θερμότητα μπορεί να δώσει θερμό νερό διεργασίας ή ατμό (από ένα σύστημα ανάκτησης θερμότητας), ο οποίος με τη σειρά του μπορεί να τροφοδοτεί έναν άλλον κινητήρα και να παράγει επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια (σε μεγάλες εγκαταστάσεις μέσω κύκλου ORC. Η συνδυασμένη χρήση ατμού και αερίου αυξάνει κατά πολύ την απόδοση ενός σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που λειτουργεί με αέριο σύνθεσης ως καύσιμο.
 
 
Undefined

Page Back


Κατασκευή Ιστοσελίδων GIM Greek Internet Marketing