Kao dobavljač agregata za biomasu, razumijem kritičnu ulogu koju odgovarajući predtretman biomase igra u efikasnom i pouzdanom radu ovih sistema. Predtretman biomase je početni korak u procesu gasifikacije i značajno utiče na sveukupne performanse, efikasnost i dugovečnost generatorskog seta za biomasu. U ovom postu na blogu iznijet ću neke uvide o tome kako odabrati odgovarajuću metodu prethodnog tretmana biomase za vaš set generatora plina na biomasu.
Razumijevanje prethodnog tretmana biomase
Predtretman biomase uključuje fizičku, hemijsku ili biološku obradu sirovih materijala biomase radi poboljšanja njihovih svojstava za gasifikaciju. Primarni ciljevi prethodnog tretmana biomase su smanjenje veličine čestica, povećanje površine, uklanjanje nečistoća i povećanje reaktivnosti biomase. Na taj način, predtretman može poboljšati efikasnost gasifikacije, smanjiti formiranje katrana i povećati izlaznu energiju generatorskog seta.
Postoji nekoliko vrsta metoda prethodnog tretmana biomase, od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke. Izbor metode predtretmana zavisi od različitih faktora, uključujući vrstu biomase, željeni proces gasifikacije i specifične zahteve generatorskog seta.
Faktori koje treba uzeti u obzir pri odabiru metode prethodnog tretmana
Tip biomase
Vrsta biomase je jedan od najvažnijih faktora koji treba uzeti u obzir pri odabiru metode prethodnog tretmana. Različite vrste biomase, kao što su drvna sječka, poljoprivredni ostaci i energetski usjevi, imaju različita fizička i kemijska svojstva. Na primjer, drvna sječka je općenito gušća i ima veći sadržaj lignina u odnosu na poljoprivredne ostatke. Ove razlike mogu uticati na efikasnost procesa predtretmana i performanse gasnog generatorskog seta.
- Woody Biomass: Drvena biomasa, poput tvrdog i mekog drveta, često se koristi u gasifikaciji biomase. Metode prethodnog tretmana za drvnu biomasu mogu uključivati mljevenje, usitnjavanje i parnu eksploziju. Brušenje i usitnjavanje smanjuju veličinu čestica drveta, povećavajući površinu dostupnu za gasifikaciju. Parna eksplozija je naprednija metoda predobrade koja koristi paru pod visokim pritiskom da razbije lignin i celulozu u drvu, čineći ga reaktivnijim.
- Poljoprivredni ostaci: Poljoprivredni ostaci, kao što su slama, kukuruzni stover i bagasa šećerne trske, su obilni i obnovljivi izvori biomase. Međutim, često sadrže visok nivo pepela i silicijum dioksida, što može uzrokovati probleme u procesu gasifikacije. Metode prethodnog tretmana poljoprivrednih ostataka mogu uključivati pranje, kiselu hidrolizu i biološki tretman. Pranje može ukloniti dio pepela i nečistoća iz ostataka, dok kisela hidroliza i biološka obrada mogu razgraditi celulozu i hemicelulozu na komponente koje se lakše gase.
- Energetske kulture: Energetske kulture, kao što su miskantus i trava, posebno se uzgajaju za proizvodnju energije. Ovi usjevi imaju relativno visoku gustoću energije i nizak sadržaj pepela, što ih čini pogodnim za gasifikaciju biomase. Metode prethodnog tretmana energetskih usjeva mogu biti slične onima za drvnu biomasu, kao što je mljevenje i eksplozija pare.
Proces gasifikacije
Vrsta procesa gasifikacije koji se koristi u setu generatora gasa na biomasu takođe utiče na izbor metode predtretmana. Postoje dva glavna tipa procesa gasifikacije: gasifikacija sa fiksnim slojem i gasifikacija u fluidizovanom sloju.
- Gasifikacija sa fiksnim slojem: Kod gasifikacije s fiksnim slojem, biomasa se ubacuje u fiksni sloj vrućeg drvenog uglja ili sredstva za gasifikaciju. Ova vrsta gasifikacije je pogodna za male primjene i može podnijeti širok raspon tipova biomase. Metode prethodnog tretmana za gasifikaciju u fiksnom sloju mogu se fokusirati na smanjenje veličine čestica i poboljšanje uniformnosti sirovine biomase. Na primjer, mljevenje biomase do konzistentne veličine čestica može osigurati stabilniji proces gasifikacije.
- Gasifikacija sa fluidizovanim slojem: Gasifikacija u fluidizovanom sloju koristi fluidizovani sloj peska ili drugog inertnog materijala da bi se obezbedio ujednačeniji prenos toplote i okruženje za mešanje. Ova vrsta gasifikacije je prikladnija za primjene velikih razmjera i može podnijeti širi raspon veličina čestica biomase. Metode prethodnog tretmana za gasifikaciju u fluidiziranom sloju mogu uključivati naprednije tehnike, kao što su torefakcija i piroliza, kako bi se poboljšala gustoća energije i reaktivnost biomase.
Željeni kvalitet gasa
Kvalitet plina koji proizvodi generator biomase je još jedan važan faktor. Kvalitet plina može utjecati na performanse motora ili turbine spojene na agregat. Metode predtretmana mogu se koristiti za poboljšanje kvaliteta gasa smanjenjem sadržaja katrana i čestica u gasu.
- Smanjenje katrana: Katran je složena mješavina organskih spojeva koji se mogu kondenzirati u plinovodu i uzrokovati začepljenja i koroziju. Metode prethodnog tretmana kao što su parni reforming i katalitičko krekiranje mogu se koristiti za razlaganje katrana na lakše ugljikovodike, smanjujući njegovu koncentraciju u plinu.
- Uklanjanje čestica: Čestice u plinu također mogu uzrokovati probleme u motoru ili turbini. Metode prethodnog tretmana kao što su ciklonsko odvajanje i filtracija mogu se koristiti za uklanjanje čestica iz plina prije nego što uđu u generatorski set.
Troškovi i održivost
Cena i održivost metode prethodnog tretmana su takođe važni faktori koje treba uzeti u obzir. Metode prethodnog tretmana mogu značajno varirati u smislu kapitalnih ulaganja, operativnih troškova i uticaja na životnu sredinu.
- Troškovi: Cijena metode predtretmana uključuje troškove opreme, energije i rada. Neke metode prethodnog tretmana, kao što su parna eksplozija i kisela hidroliza, zahtijevaju skupu opremu i velike unose energije. S druge strane, jednostavnije metode predobrade, kao što su mljevenje i usitnjavanje, relativno su jeftine.
- Održivost: Održivost metode predtretmana odnosi se na njen uticaj na životnu sredinu i potrošnju resursa. Metode prethodnog tretmana koje koriste obnovljive izvore energije i stvaraju minimalan otpad su održivije. Na primjer, biološke metode prethodnog tretmana koje koriste enzime ili mikroorganizme za razgradnju biomase smatraju se održivijima u usporedbi s metodama kemijskog prethodnog tretmana koje koriste jake kemikalije.
Uobičajene metode prethodnog tretmana biomase
Physical Pretreatment
- Brušenje i usitnjavanje: Brušenje i usitnjavanje su najčešće fizičke metode prethodnog tretmana. Oni uključuju smanjenje veličine čestica biomase kako bi se povećala površina raspoloživa za gasifikaciju. Mljevenje se može obaviti korištenjem različite opreme, kao što su mlinovi s čekićem, kuglični mlinovi i mlinovi s diskovima. Drobljenje se obično vrši pomoću drobilice, koja seče biomasu na male komadiće.
- Sušenje: Sušenje je još jedna važna fizička metoda prethodnog tretmana. Biomasa sa visokim sadržajem vlage može smanjiti efikasnost procesa gasifikacije i povećati potrošnju energije. Sušenje se može obaviti prirodnim sušenjem na zraku ili mehaničkim metodama sušenja, kao što su rotacijske sušare i sušare s fluidiziranim slojem.
Chemical Pretreatment
- Acid Hydrolysis: Kisela hidroliza koristi kiseline, kao što su sumporna kiselina ili hlorovodonična kiselina, za razgradnju celuloze i hemiceluloze u biomasi u jednostavne šećere. Ova metoda prethodnog tretmana može poboljšati reaktivnost biomase i povećati prinos plina. Međutim, kisela hidroliza zahtijeva upotrebu korozivnih kemikalija i stvara veliku količinu otpadne kiseline, koja može biti štetna po okoliš.
- Alkalna predtretman: Alkalni predtretman koristi alkalije, kao što su natrijum hidroksid ili kalijum hidroksid, za razgradnju lignina u biomasi. Ova metoda prethodnog tretmana može poboljšati dostupnost celuloze i hemiceluloze agensu za rasplinjavanje. Alkalni predtretman je manje korozivan od kisele hidrolize i može biti ekološki prihvatljiviji.
- Parna eksplozija: Parna eksplozija je hemijska i fizička metoda prethodnog tretmana koja koristi paru pod visokim pritiskom za razgradnju lignina i celuloze u biomasi. Biomasa se prvo impregnira parom pod visokim pritiskom i temperaturom, a zatim se pritisak naglo oslobađa, uzrokujući eksploziju biomase. Ova metoda predtretmana može značajno poboljšati reaktivnost biomase i smanjiti stvaranje katrana u procesu gasifikacije.
Biološki predtretman
- Enzimska hidroliza: Enzimska hidroliza koristi enzime za razgradnju celuloze i hemiceluloze u biomasi u jednostavne šećere. Ova metoda predtretmana je specifičnija i ekološki prihvatljivija u odnosu na hemijske metode prethodnog tretmana. Međutim, enzimska hidroliza je relativno spora i zahtijeva veliku količinu enzima, što može biti skupo.
- Microbial Treatment: Mikrobni tretman koristi mikroorganizme, kao što su bakterije i gljivice, za razgradnju biomase. Neki mikroorganizmi mogu proizvoditi enzime koji mogu razgraditi lignin, celulozu i hemicelulozu u biomasi. Mikrobni tretman je održiviji metod prethodnog tretmana, ali takođe zahteva duže vreme tretmana i specifične uslove okoline.
Naši generatorski setovi za biomasu
U našoj kompaniji nudimo niz visokokvalitetnih generatorskih setova na biomasu, uključujući i300KW generatorski set za biomasui500kw elektrana na biomasu. Ovi generatorski setovi su dizajnirani da efikasno rade sa različitim sirovinama biomase, a mi možemo da obezbedimo prilagođena rešenja za predtretman zasnovana na vašim specifičnim potrebama.
Naš iskusni tim može vam pomoći da odaberete najprikladniju metodu prethodnog tretmana biomase za vaš plinski generator, uzimajući u obzir gore navedene faktore. Takođe nudimo tehničku podršku i postprodajne usluge kako bismo osigurali nesmetan rad vašeg sistema za gasifikaciju biomase.
Zaključak
Odabir odgovarajuće metode prethodnog tretmana biomase je ključan za efikasan i pouzdan rad generatorskog seta za biomasu. Uzimajući u obzir faktore kao što su tip biomase, proces gasifikacije, željeni kvalitet plina, cijena i održivost, možete odabrati metodu predtretmana koja najbolje odgovara vašim potrebama. U našoj kompaniji posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih generatorskih setova za biomasu i prilagođenih rješenja za predtretman. Ako ste zainteresirani za naše proizvode ili imate bilo kakva pitanja o prethodnoj obradi biomase, slobodno nas kontaktirajte za daljnju diskusiju i pregovore o nabavci.
Reference
- Bridgwater, AV (2012). Pregled brze pirolize biomase i nadogradnja proizvoda. Biomasa i bioenergija, 38, 68-94.
- Demirbas, A. (2009). Postrojenja za resurse biomase i prerada biomase za preradu goriva i hemikalija. Energetska konverzija i upravljanje, 50(6), 1471-1479.
- Huber, GW, Iborra, S., & Corma, A. (2006). Sinteza transportnih goriva iz biomase: hemija, katalizatori i inženjering. Chemical Reviews, 106(9), 4044-4098.
