ການວິເຄາະກ່ຽວກັບຫຼັກການແລະອຸປະກອນຂອງອາຍແກັສຊີວະມວນ

Abstract: ໃນຖານະເປັນພະລັງງານສະອາດທົດແທນ, ເຕັກໂນໂລຊີອາຍແກັສຊີວະມວນໄດ້ຖືກພັດທະນາຢ່າງແຂງແຮງ.ເອກະສານສະບັບນີ້ແນະນໍາໂດຍຫຍໍ້ກ່ຽວກັບຫຼັກການພື້ນຖານຂອງອາຍແກັສຊີວະມວນແລະປະເພດຂອງຂະບວນການອາຍແກັສ, ແລະອະທິບາຍຫຼັກການການເຮັດວຽກແລະຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງປະເພດຕົ້ນຕໍຂອງ gasifiers.ປະສິດທິພາບຂອງອາຍແກັສແມ່ນສູງແຕ່ໂຄງສ້າງແມ່ນສະລັບສັບຊ້ອນ;ການ​ວິ​ເຄາະ​ຄຸນ​ລັກ​ສະ​ນະ​ຂອງ gasifier ໄດ້​ມີ​ຄວາມ​ສໍາ​ຄັນ​ການ​ຊີ້​ນໍາ​ສໍາ​ລັບ​ການ​ອອກ​ແບບ​ແລະ​ການ​ດໍາ​ເນີນ​ງານ​ຂອງ​ໂຄງ​ການ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ biomass​.

ແນະນໍາ

ດ້ວຍວິກິດການພະລັງງານຂອງໂລກທີ່ນັບມື້ນັບຮ້າຍແຮງ ແລະ ການທຳລາຍສະພາບແວດລ້ອມທາງນິເວດວິທະຍາ, ຊີວະມວນ, ເປັນພະລັງງານສະອາດທົດແທນ, ແມ່ນແຫຼ່ງຊັບພະຍາກອນໃຫຍ່ອັນດັບທີ 4 ຖັດຈາກນ້ຳມັນ, ຖ່ານຫີນ ແລະ ແກັສທຳມະຊາດ ແລະ ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.ເຕັກໂນໂລຍີຊີວະມວນຂອງອາຍແກັສບໍ່ພຽງແຕ່ສາມາດສະຫນອງອາຍແກັສແລະການຜະລິດພະລັງງານ, ແຕ່ຍັງສາມາດນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເຄາະ methanol ແລະ ammonia.ມັນມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນດ້ານວິຊາການພຽງພໍ, ຄວາມສະອາດທີ່ດີ, ເສດຖະກິດສູງ, ແລະປະສິດທິພາບສູງ.ບັນ​ດາ​ປະ​ເທດ​ໃນ​ທົ່ວ​ໂລກ​ພວມ​ຕັ້ງ​ໜ້າ​ຊຸກ​ຍູ້​ການ​ຄົ້ນ​ຄ້​ວາ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ອາຍ​ແກັສ​ຊີ​ວະ​ມວນ.

1 ຫຼັກການຂອງອາຍແກັສຊີວະມວນ

ອາຍແກັສຊີວະມວນແມ່ນການລວບລວມປະຕິກິລິຍາທີ່ສັບສົນຫຼາຍ.ຈາກທັດສະນະມະຫາພາກ, ມັນສາມາດແບ່ງອອກເປັນສີ່ຂັ້ນຕອນຕິກິຣິຍາ: ການແຫ້ງ, pyrolysis, ການຜຸພັງ (ການເຜົາໃຫມ້) ແລະການຫຼຸດຜ່ອນ.

ການອົບແຫ້ງແມ່ນຂະບວນການທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ງ່າຍດາຍ, ເຊິ່ງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂື້ນລະຫວ່າງ 100 ຫາ 150 ° C, ແລະຂະບວນການທັງຫມົດຕ້ອງດູດເອົາຄວາມຮ້ອນຫຼາຍ.ເມື່ອອຸນຫະພູມສູງກວ່າ 15 ອົງສາເຊ, ຊີວະມວນເລີ່ມຖືກ pyrolysis, ທາດລະເຫີຍຖືກຕົກຄ້າງ, ແລະຖ່ານຖືກປະໄວ້ເພື່ອສ້າງເປັນບ່ອນນອນເພື່ອປະຕິກິລິຍາຕໍ່ໄປ.ຜະລິດຕະພັນອາຍແກັສຂອງ pyrolysis ຊີວະມວນປະກອບມີ CO, CO2, CH4, H2, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງຈະໄດ້ຮັບການປະຕິກິລິຢາ oxidation (ການເຜົາໃຫມ້) ກັບອົກຊີເຈນ, ແລະປ່ອຍຄວາມຮ້ອນຫຼາຍ, ສະຫນອງຄວາມຮ້ອນພຽງພໍສໍາລັບການແຫ້ງ, pyrolysis ແລະປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນ, ແລະຮັກສາໄວ້. ຂະບວນການ gasification ທັງຫມົດ.ຄົງຢູ່.ອາຍນໍ້າ ແລະ CO2 ທີ່ຜະລິດໂດຍປະຕິກິລິຍາຜຸພັງ (ການເຜົາໃຫມ້) ຈະປະຕິກິລິຍາກັບຄາບອນເພື່ອສ້າງ H2 ແລະ CO, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງສໍາເລັດການປ່ຽນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແຂງເປັນນໍ້າມັນອາຍແກັສ.ຂະບວນການນີ້ແມ່ນປະຕິກິລິຍາຫຼຸດລົງ (ຕິກິຣິຍາ endothermic).ອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ, ປະຕິກິລິຢາທີ່ຮຸນແຮງຫຼາຍ.ເມື່ອອຸນຫະພູມຕ່ໍາກວ່າ 800 ° C, ປະຕິກິລິຍາໂດຍພື້ນຖານແລ້ວຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ຢຸດສະງັກ.

2 ເຄື່ອງແກ໊ສໃນຕຽງຄົງທີ່

ໃນ gasifier ຕຽງຄົງທີ່, ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຊີວະມວນຜ່ານການເວລາແຫ້ງ, pyrolysis, oxidation (ການເຜົາໃຫມ້) ແລະການຫຼຸດຜ່ອນແລະຖືກປ່ຽນເປັນອາຍແກັສທີ່ເຜົາໃຫມ້.ອີງຕາມການສະຫນອງຕໍາແຫນ່ງຂອງຕົວແທນອາຍແກັສແລະລໍາດັບຂອງການໄຫຼຜ່ານຊັ້ນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ, ມີປະເພດດູດຂຶ້ນ, ປະເພດດູດລົງ, ປະເພດດູດຂ້າມແລະປະເພດເປີດ, ແລະສອງປະເພດທໍາອິດຂອງ gasifiers ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍ.

2.1 ການ​ປັບ​ປຸງ gasifier​

ຊັ້ນປະຕິກິລິຍາຂອງເຄື່ອງດູດອາຍແກັສຂຶ້ນແມ່ນ, ຈາກເທິງຫາລຸ່ມ, ຊັ້ນແຫ້ງ, ຊັ້ນ pyrolysis, ຊັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນແລະຊັ້ນຜຸພັງ.ຊີວະມວນໄດ້ຖືກປ້ອນເຂົ້າໄປໃນເຄື່ອງດູດອາຍແກັສຈາກດ້ານເທິງ, ທໍາອິດໃຫ້ຄວາມຮ້ອນແລະແຫ້ງໂດຍອາຍແກັສ, ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນ pyrolyzed ໂດຍຄວາມຮ້ອນ, ຈໍານວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງສານລະເຫີຍໄດ້ຖືກ precipitated, ແລະກາກບອນແຂງເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນແລະຊັ້ນ oxide ຂ້າງລຸ່ມນີ້. .ທາດອາຍແກັສແມ່ນສະຫນອງຈາກພາກສ່ວນຕ່ໍາແລະທໍາອິດ undergoes ປະຕິກິລິຍາ oxidation ກັບຄາບອນແຂງ, ປ່ອຍຄວາມຮ້ອນທີ່ຈະເພີ່ມອຸນຫະພູມຢ່າງໄວວາຂອງນ້ໍາອາຍແກັສແລະຕຽງນອນ, ແລະກະແສອາຍແກັສແມ່ນເຕັມໄປດ້ວຍຜະລິດຕະພັນການເຜົາໃຫມ້.ຫຼັງຈາກເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຫຼຸດຜ່ອນ, ຜະລິດຕະພັນການເຜົາໃຫມ້ແລະຄາບອນໄດ້ຮັບປະຕິກິລິຍາການຫຼຸດຜ່ອນ, ແລະ endothermic ຫຼຸດລົງອຸນຫະພູມ.ເມື່ອອຸນຫະພູມຫຼຸດລົງຕໍ່າກວ່າ 800 ° C, ອັດຕາການຕິກິຣິຍາຈະຊ້າລົງແລະແມ້ກະທັ້ງຢຸດ.ການໄຫຼວຽນຂອງອາກາດຍັງສືບຕໍ່ຂຶ້ນ, ສະຫນອງຄວາມຮ້ອນສໍາລັບນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ pyrolysis ແລະການແຫ້ງແລ້ງ.

2.2 ເຄື່ອງກ໊າຊ Downdraft

ຊັ້ນປະຕິກິລິຍາຂອງ gasifier downdraft ແມ່ນ, ຈາກເທິງຫາລຸ່ມ, ຊັ້ນແຫ້ງ, ຊັ້ນ pyrolysis, ຊັ້ນ oxide ແລະຊັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນ.ມີສອງປະເພດຂອງ gasifiers downdraft ຂຶ້ນກັບສະຖານທີ່ທີ່ຕົວແທນ gasification ໄດ້ຖືກສະຫນອງ: ຫນຶ່ງແມ່ນ gasifier downdraft ທີ່ມີພາກກາງຄໍ, ແລະຕົວແທນ gasification ໄດ້ຖືກສະຫນອງຈາກສ່ວນເທິງຂອງພາກສ່ວນຄໍກາງ.;ອັນທີສອງແມ່ນ gasifier downdraft ໂດຍບໍ່ມີພາກສ່ວນຄໍກາງ, ແລະຕົວແທນ gasification ໄດ້ຖືກສະຫນອງຈາກສ່ວນເທິງ.ຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງ gasifier downdraft ແມ່ນພື້ນຖານຄືກັນກັບຂອງປະເພດ updraft, ຍົກເວັ້ນວ່າຄວາມຮ້ອນທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການອົບແຫ້ງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແລະ pyrolysis ແມ່ນມາຈາກຊັ້ນ oxide ຕ່ໍາ.

3 Fluidized bed gasifier

ກົນໄກການປະຕິກິລິຢາ gasification ຕົ້ນຕໍຂອງຕຽງ fluidized ແລະຕຽງຄົງທີ່ແມ່ນພື້ນຖານດຽວກັນ, ແຕ່ບໍ່ມີຕຽງຄົງທີ່ຈະແຈ້ງ.ໃນປັດຈຸບັນ, ຕຽງ fluidized ມີສາມປະເພດຕົ້ນຕໍ: ຕຽງ fluidized bubbling, ຕຽງ fluidized circulating, ແລະຕຽງ fluidized double.

3.1 Bubbling Fluidized Bed Gasifier (BFB)

ຢູ່ໃນຕຽງທີ່ມີທາດແຫຼວທີ່ມີຟອງ, ເມື່ອຄວາມໄວຂອງອາຍແກັສເກີນຄວາມໄວຂອງອາຍແກັສ fluidization ທີ່ສໍາຄັນ, ທາດແຂງເລີ່ມ fluidize, ຟອງປາກົດຢູ່ໃນຕຽງ, ແລະເຂດໄລຍະທີ່ຫນາແຫນ້ນທີ່ອະນຸພາກລວບລວມແລະເຂດໄລຍະເຈືອຈາງທີ່ຄອບງໍາໂດຍຟອງປາກົດ.

ຮ່າງກາຍ furnace ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຫນາແລະໄຂມັນ, ແລະສ່ວນຕ່ໍາແມ່ນພື້ນທີ່ໄລຍະທີ່ຫນາແຫນ້ນທີ່ມີຊັ້ນນອນທີ່ຈະແຈ້ງ.ຕິກິຣິຍາ gasification ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເກີດຂຶ້ນໃນພື້ນທີ່ໄລຍະທີ່ຫນາແຫນ້ນ.ເພື່ອປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟອະນຸພາກອັນດີອອກຈາກພື້ນທີ່ໄລຍະທີ່ຫນາແຫນ້ນໂດຍການໄຫຼຂອງອາກາດ, ສ່ວນເທິງຂອງເຕົາໄດ້ຖືກອອກແບບດ້ວຍສ່ວນຂະຫຍາຍເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມໄວຂອງອາຍແກັສ., ເຊິ່ງຍັງ prolongs ທີ່ໃຊ້ເວລາຕິກິຣິຍາຂອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໃນພາກພື້ນໄລຍະ dilute ໄດ້.

3.2 ເຄື່ອງແກ໊ສໃນຕຽງທີ່ມີທາດແຫຼວໄຫຼວຽນ (CFB)

ຮ່າງກາຍ furnace ຂອງ gasifier CFB ແມ່ນຮຽວແລະຮຽວ, ແລະເຄື່ອງແຍກ cyclone ໄດ້ຕິດຕັ້ງຢູ່ outlet ເທິງຂອງ furnace ເພື່ອແຍກແລະເກັບກໍາອະນຸພາກແຂງທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງແລະສົ່ງໃຫ້ເຂົາເຈົ້າກັບຄືນໄປບ່ອນ furnace ໄດ້.

ຕຽງ CFB ຕື່ມຂໍ້ມູນໃສ່ພື້ນທີ່ບັນຈຸທັງຫມົດ, ແລະບໍ່ມີເຂດໄລຍະທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະເຂດໄລຍະເຈືອຈາງ.ເງື່ອນໄຂທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການຮັກສາຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງອະນຸພາກຢູ່ໃນຕຽງນອນແມ່ນປະລິມານທີ່ສູງຂອງອະນຸພາກແຂງ circulating.ເມື່ອການໄຫຼວຽນຂອງບໍ່ດີ, ອະນຸພາກທັງຫມົດທີ່ຢູ່ໃນຕຽງອາດຈະຖືກລະເບີດອອກ.ເນື່ອງຈາກລັກສະນະການລະບາຍນ້ໍາທີ່ບໍ່ດີຂອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຊີວະມວນ, ເຄື່ອງແກ໊ສ CFB ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວໃຊ້ດິນຊາຍເປັນຕົວກາງຂອງນ້ໍາຊ່ວຍ.

ເຄື່ອງດູດອາຍແກັສ CFB ມີສອງລັກສະນະ: ອັດຕາການໄຫຼຂອງອາຍແກັສແມ່ນສູງ, ໂດຍທົ່ວໄປລະຫວ່າງ 4 ~ 7m / s, ຕຽງນອນເຮັດວຽກຢູ່ໃນເຂດ fluidization ໄວ;ອັດຕາການໄຫຼວຽນສູງຂອງອະນຸພາກຄົງທີ່ແມ່ນຢູ່ລະຫວ່າງ 10 ~ 20.

3.3 Double fluidized bed gasifier (DFB)

ເຕົາແກ໊ສທີ່ນອນ fluidized double ຮັບຮອງເອົາສອງ furnace ຕຽງ fluidized, ຫນຶ່ງແມ່ນ gasifier ແລະອີກຢ່າງຫນຶ່ງແມ່ນ furnace ການເຜົາໃຫມ້.ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຊີວະມວນຈະຖືກເພີ່ມໃສ່ເຄື່ອງດູດຝຸ່ນດ້ວຍດິນຊາຍຮ້ອນເປັນວັດສະດຸນອນ, ແລະປະລິມານຂອງດິນຊາຍຖືກດູດຊຶມ, ແລະປະຕິກິລິຍາ pyrolysis ໄດ້ຖືກປະຕິບັດ.ຜະລິດຕະພັນອາຍແກັສເອົາຄາບອນທີ່ຕົກຄ້າງແລະດິນຊາຍແລະຖືກແຍກຢູ່ໃນຕົວແຍກ.ຄາບອນທີ່ແຕກແຍກແລະດິນຊາຍຖືກເຜົາດ້ວຍອາກາດໃນເຕົາເຜົາເຜົາໄຫມ້ເພື່ອເຮັດໃຫ້ດິນຊາຍຮ້ອນ, ແລະດິນຊາຍຮ້ອນຖືກນໍາໄປໂດຍອາຍແກັສ flue ແລະຖືກແຍກອອກໂດຍຕົວແຍກ, ແລະດິນຊາຍຮ້ອນຖືກສົ່ງຄືນກັບ gasifier.ຄຸນນະສົມບັດທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງເຄື່ອງດູດອາຍແກັສ DFB ແມ່ນວ່າອະນຸພາກນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຖືກຂົນສົ່ງໃນເຕົາອົບທີ່ມີນ້ໍາສອງຢ່າງໂດຍນໍາໃຊ້ຄວາມສາມາດໃນການຂົນສົ່ງທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງຕຽງນອນ fluidized.

4 ລັກສະນະຂອງເຄື່ອງແກ໊ສປະເພດຕ່າງໆ

ເຄື່ອງອາຍແກັສແບບຕັ້ງໂຕະມີໂຄງສ້າງທີ່ລຽບງ່າຍ, ສາມາດປັບຕົວໄດ້ກ້ວາງຂວາງຂອງວັດຖຸດິບ, ຂະໜາດອະນຸພາກເຖິງ 100 ມມ, ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບການຂູດຂີ້ເຫຍື້ອ ແລະ ປະລິມານຂີ້ເທົ່າຂອງແກັສທີ່ຕໍ່າ, ແຕ່ມັນເໝາະສົມກັບການປະຕິບັດການແກ໊ສຂະໜາດນ້ອຍເທົ່ານັ້ນ ແລະຍາກທີ່ຈະປັບຂະໜາດໄດ້. .

ເຕົາແກ໊ສທີ່ນອນ fluidized ມີປະສິດທິພາບ gasification ສູງແລະມູນຄ່າ calorific ສູງ, ແຕ່ໂຄງສ້າງຂອງມັນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງສະລັບສັບຊ້ອນ.ມັນ​ມີ​ຄວາມ​ຕ້ອງ​ການ​ທີ່​ແນ່​ນອນ​ກ່ຽວ​ກັບ​ຂະ​ຫນາດ particle​, ຄວາມ​ເປັນ​ເອ​ກະ​ພາບ​, ເນື້ອ​ໃນ​ນ​້​ໍ​າ​ແລະ​ມຸມ​ສະ​ສົມ​ທໍາ​ມະ​ຊາດ​ຂອງ​ນໍ້າ​ມັນ​ເຊື້ອ​ໄຟ​.ມັນມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບ slagging, ແລະອາຍແກັສ fly ash ເນື້ອໃນຖ້າຫາກວ່າມີຫຼາຍ, ມັນຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ອຸປະກອນການກໍາຈັດຂີ້ຝຸ່ນແລະລະບົບການຊໍາລະລ້າງ.ໃນປັດຈຸບັນ, ໂຄງການສ້າງອາຍແກັສຊີວະມວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຄ່ອຍໆຮັບຮອງເອົາເທກໂນໂລຍີເຄື່ອງລະບາຍອາກາດທີ່ມີຄວາມກົດດັນ.

5 ສະຫຼຸບ

ໃນປັດຈຸບັນ, ຄວາມຕ້ອງການການປ່ອຍອາຍຄາບອນທົ່ວໂລກແມ່ນມີຄວາມເຂັ້ມງວດຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະຄວາມສໍາຄັນຂອງຊີວະມວນທີ່ມີຄຸນລັກສະນະຂອງ "ການປ່ອຍອາຍຄາບອນສູນ" ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນຫຼາຍຂຶ້ນ.ເອກະສານສະບັບນີ້ແນະນໍາໂດຍຫຍໍ້ກ່ຽວກັບຫຼັກການຂອງອາຍແກັສຊີວະມວນແລະປຽບທຽບແລະວິເຄາະປະເພດຕ່າງໆຂອງ gasifiers.ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ວ່າຕຽງຄົງທີ່ແລະຕຽງນອນ fluidized ມີຂໍ້ດີຂອງຕົນເອງ, ແຕ່ຕຽງນອນ fluidized ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະເປັນທິດທາງການພັດທະນາໃນອະນາຄົດ, ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອນໍາເອົາຄວາມສໍາຄັນຂອງການອອກແບບແລະການດໍາເນີນງານຂອງ. ໂຄງ​ການ​ສ້າງ​ອາຍ​ແກ​ັ​ສ biomass​.