Syngas 101
Das Interesse an der thermochemische Umwandlung von Biomasse in ein Synthesegas, das durch eine Turbine zur Erzeugung von Elektrizität betrieben werden kann, verwendet Erdgas zu ersetzen oder zu Biokraftstoff umgewandelt, gewinnt Boden. Biomasse-Magazin Sonden mehr Experten für Erklärungen, die Prozesse entmystifizieren verwendet Syngas zu machen.
Von Jessica Ebert
„Syngas Produktion Art Waise ist“, sagt Alexander Koukoulas, Senior Technical Consultant bei ANL Consultants LLC, die die Zellstoff- und Papier-Dienstleistungen, Verpackung, Chemie und Bioenergieindustrie. „Es hat sich in der Art und Weise der Öffentlichkeit nicht wirklich viel gesehen, obwohl es eine viel ausgereifte Technologie ist, die für ganz irgendwann im kommerziellen Maßstab verwendet wurde.“
Um die Energie zu nutzen, in den chemischen Bindungen von landwirtschaftlichen Abfällen gelagert, Waldresten oder andere von der Fülle der kohlenhydrathaltige Speisereste, die als erneuerbare Energierohstoffe dienen können, zu basteln Ingenieure mit den Verformungs Kräften von Wärme und Druck mit dem Ziel der Zerschlagung der Verbindungen, die diese Moleküle zusammen und erfassen die chemische Energie freigesetzt im Prozess halten. Diese chemische Energie wird in einer Mischung von Molekülen zusammenfassend als Synthesegas enthalten ist, weil sie für die Synthese verschiedenen Brennstoffe und Chemikalien geeignet ist. Die Hauptbestandteile von Syngas sind Kohlenmonoxid und Wasserstoff, aber die Konzentrationen dieser und die Anwesenheit von anderen kleinen Moleküle können durch die Verwendung verschiedener thermochemischen Reaktionsbedingungen maßgeschneidert werden.
Die Art der Haupt Syngas aus Biomasse produziert wird Vergasung bezeichnet. Obwohl Vergasungsreaktionen kann viele Formen annehmen, werden diese Prozesse definiert, indem die Temperatur auf einen Wert zwischen 650 und 1400 Grad Celsius (1,202-2,552 Fahrenheit) kurbelt. Es gibt zwei Ansätze, diese erhöhten Temperaturen zu erreichen: direkte Erwärmung und indirekte Beheizung. In direkter Heizung, eine relativ geringe Menge an Sauerstoff wird in den Reaktor gegeben. Wenn dieses Gas aus mehr als 90 Prozent Sauerstoff hergestellt wird, werden die resultierenden Syngas in Kohlenmonoxid und Wasserstoff reicht, erklärt Jerod Smeenk, Engineering Manager für Frontline BioEnergy LLC, einen Biomassevergaser Entwickler und Verfahrenstechnik Firma. Ein kontrastier Ansatz verschiedene Mittel der indirekten Wärmeübertragung verwendet hohe Betriebstemperatur zu erreichen, einschließlich heißen Sand Zirkulation und exotische Legierung Wärmeaustauscher, sagt Smeenk. „Es kommt auf eine wirtschaftliche Gegenleistung“, sagt er. „Man muss viele Faktoren, einschließlich der Einfachheit der Konstruktion, Investitionskosten, Betriebskosten, Scale-up-Potenzial und die möglichen Kosten für den Ersatz exotische Legierung Wärmeaustauschkomponenten in Betracht ziehen.“
Der am wenigsten teure Ansatz zur Biomassevergasung ist der direkte Ansatz, die Luft nicht reine Sauerstoff in dem System mit einfacher Gebläsetechnik ergänzt. Das Gas aus diesem Ansatz gelöst wird Generatorgas genannt, weil, obwohl diese Methode ein Geldretter ist, Stickstoff aus der Luft eine Hauptkomponente des Gases wird. Obwohl Generatorgas nicht über eine so hohe Konzentration von Kohlenmonoxid und Wasserstoff als Syngas, kann es mit einem geeigneten Gasanlage gemacht sehr sauber sein und als solche können sie als Ersatz für Erdgas und wie Heizkessel zu Brennstoffgeräten verbrannt werden und direkt befeuerte Trockner, Smeenk erklärt.
In der Pyrolyse wird der Biomasse auf Temperaturen von 400 bis 800 C (752 bis 1.472 F) in einem sauerstoffarmen Reaktor hin erhitzt. In der schnellen Pyrolyse wird die Reaktion in der Mitte dieses Temperaturbereiches und die Höhe der Zeit ausführen, die die Biomasse zu Wärme ausgesetzt sind, sind begrenzt. Diese Bedingungen maximieren die Herstellung eines flüssigen Produkts namens Pyrolyseöl oder py-Öl „die in der gleichen Weise verwendet werden können, wie ein Rohöl verwendet werden kann“, sagt Koukoulas.
Die Verwendung von Syngas als Erdgasersatz ist nur der Anfang. „Sobald Sie Syngas haben Sie Optionalität haben“, sagt Chris Doherty, Vice President von Verträgen für TRI. „Syngas hat die Bausteine alle Produkte und Chemikalien, die gegenwärtig in der petrochemischen Industrie erzeugt zu schaffen.“ Vielleicht ist die ultimative und anspruchsvollste Anwendung von Syngas ist als Vorstufe für flüssigen Brennstoff.