30 톤 가스화기에 어떤 종류의 바이오 매스를 사용할 수 있습니까?

지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 전 세계 수요가 증가함에 따라 바이오 매스 가스화 기술은 유기 폐기물과 재생 가능한 자원을 청정 에너지로 전환하는 효과적인 방법으로 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다. 가스화 과정은 바이오 매스를 가연성 합성 가스 (Syngas)로 전환하여 일산화탄소 (CO), 수소 (H2) 및 소량의 메탄 (CH4)이 고온 열분해 및 산소 조건 하에서 산화 반응을 통해 소량의 메탄 (CH4)으로 전환하는 것입니다. 이 합성 가스는 발전, 열 공급 및 액체 연료 또는 화학 물질의 추가 합성에 사용될 수 있습니다.

가공 용량이 30 톤/일인 대규모 가스 화기 시스템의 경우, 올바른 바이오 매스 원료 (즉, "바이오 매스 연료"또는 "바이오 매스 공급 원료")를 선택하는 것이 시스템의 효율적이고 안정적인 작동을 보장하는 핵심입니다. 다른 유형의 바이오 매스는 다른 물리적 및 화학적 특성을 가지며, 이는 가스화기의 성능, 합성 가스의 수율 및 품질 및 전체 시스템의 경제에 직접적인 영향을 미칩니다.

1. 우디 바이오 매스

Woody Biomass는 가장 흔하고 널리 사용되는 가스화기 연료 중 하나이며, 비교적 균일 한 조성, 낮은 재 함량 및 높은 칼로리 값의 장점이 있습니다.

1. 나무 칩과 톱밥

출처 : 주로 목재 가공 공장 (예 : 톱밥, 목재 부스러기), 임업 벌목 잔류 물 (가지, 껍질) 및 특별히 심은 에너지 숲에서 나온 폐기물.

장점 : 높은 칼로리 값 : 우디 바이오 매스는 탄소 함량이 높고 일반적으로 열량 값이 우수합니다.

낮은 애쉬 : 다른 바이오 매스와 비교할 때 목재는 재 함량이 낮아서 가스화기의 슬래그 위험을 줄이고 재 핸들링을 단순화하는 데 도움이됩니다.

안정적인 구조 : 적절하게 처리 된 목재 칩과 톱밥은 비교적 안정적인 물리적 형태를 가지며 운송 및 저장하기 쉽습니다.

고려 사항 : 수분 함량 : 목재의 수분 함량이 핵심 요소입니다. 수분 함량이 너무 높으면 가스화 효율과 Syngas의 열량 값이 줄어 듭니다. 이상적으로, 수분 함량은 약 10%-20%로 제어해야하며 사전 건조가 필요할 수 있습니다.

입자 크기 균일 성 : 균일 한 입자 크기는 가스화기에 재료를 골고루 분배하고 반응하는 데 도움이됩니다. 너무 크거나 너무 작은 입자는 문제를 일으킬 수 있습니다.

불순물 : 모래, 돌 또는 금속과 같은 무기 불순물을 혼합하지 않으면 재 함량이 증가하고 장비가 손상 될 수 있습니다.

적용 가능성 : 30 톤의 가스이기는 특히 목재 산업이 개발 된 지역에서 목재 칩과 목재 칩을 가공하는 데 매우 적합합니다.

2. 에너지 작물 - 우디
출처 : 에너지 목적으로 특별히 심은 버드 나무 및 포플러와 같은 빠르게 성장하는 나무 종.

장점 : 지속 가능한 공급 : 에너지 작물은 장기적이고 안정적인 연료 공급을 보장 할 수있는 재생 가능하고 제어 가능한 바이오 매스 공급원입니다.

균일 성 : 혼합 폐기물과 비교하여 에너지 작물의 조성은 더 균일하며 이는 가스화 공정의 안정적인 제어에 도움이됩니다.

고려 사항 : 심기 비용 : 토지, 수자원 및 노동과 같은 심기 비용 포함.

운송 거리 : 에너지 숲의 지리적 위치는 운송 비용에 영향을 미칩니다.

적용 가능성 : 에너지 산림은 장기적이고 안정적인 바이오 매스 공급망을 설립하려는 대규모 가스화 프로젝트에 이상적입니다.

2. 농업 잔류 물
농업 폐기물은 거대한 바이오 매스 자원이며, 활용은 환경 오염 문제를 해결하고 경제적 가치를 창출하는 데 도움이됩니다.

1. 쌀 껍질과 밀짚
출처 : 쌀과 밀 수확 후 잔류 물.

장점 : 큰 출력 : 거대한 글로벌 출력, 저렴하고 쉽게 접근 할 수있는 바이오 매스 소스입니다.

탄소 중립 : 농업 폐기물로서 이용은 탄소 중립을 달성하는 데 도움이됩니다.

고려 사항 : 저밀도 : 쌀 껍질과 밀짚의 양 밀도는 매우 낮아서 저장 및 운송 비용이 높으며, 사전 치료 (예 : Baling 또는 Briquetting)가 밀도를 높이기 위해 필요할 수 있습니다.

높은 애쉬 함량 : 쌀 껍질은 특히 애쉬 함량이 15-20% 이상을 가질 수 있으며 실리콘 함량이 높을수록 가스화기에서 슬래그가 발생하기 쉬우 며 가스화기의 설계 및 작동에 더 높은 요구 사항을 제시합니다.

알칼리 금속 함량 : 밀 빨대와 같은 자르기 짚에는 고 알칼리 금속 (예 : 칼륨 및 나트륨)이 포함되어있어 재 녹음 지점과 슬래그를 쉽게 이끌어 낼 수 있습니다.

적용 가능성 : 도전에도 불구하고 30 톤 가스이기 가스화기 설계 (예 : 유체 침대 가스화기는 재 및 슬래 깅에 대한 적응성이 우수함) 및 전처리 측정을 개선하여 이러한 작물 폐기물을 효과적으로 활용할 수 있습니다.

2. 바가스
출처 : 설탕 산업의 부산물은 사탕 수수가 압박되어 주스를 추출한 후 섬유질 잔류 물입니다.

장점 : 중앙 집중식 공급 : 설탕 공장은 일반적으로 중앙 집중식 방식으로 많은 양의 씨스를 생산하며 수집하기 쉽습니다.

보통의 열량 값 : 특정 칼로리 값을 가지며 좋은 연료로 사용될 수 있습니다.

고려 사항 : 수분 함량 : 신선하게 압축 된 바가스는 수분 함량이 높으며 건조해야합니다.

운송 : 비교적 소형이지만 운송 비용을 줄이기 위해 여전히 압축해야 할 수도 있습니다.

적용 가능성 : Bagasse는 설탕 공장 주변의 30 톤 가스이기에 이상적인 현지 연료입니다.

3. 옥수수 스토버와 옥수수 개 암 나무

출처 : 수확 후 옥수수 줄기와 귀.

장점 : 높은 수율 : 주요 옥수수 생산 지역의 막대한 수율.

고려 사항 : 수집 비용 : 옥수수 줄기는 수집하기 어렵고 특수 기계 및 운영 프로세스가 필요합니다.

애쉬 및 알칼리 금속 : 다른 빨대와 유사하게, 높은 재 및 알칼리 금속 함량에도 문제가 있습니다.

적용 가능성 : 옥수수 생산이 큰 지역에서는 적절한 전처리 후 30 톤 가스에 사용할 수 있습니다.

4. 너트 쉘

출처 : 호두 껍질, 아몬드 껍질, 땅콩 껍질 등과 같은 등.

장점 : 높은 밀도 : 다른 농업 폐기물과 비교하여 너트 쉘은 일반적으로 밀도가 높으므로 보관 및 운송에 편리합니다.

좋은 열량 값 : 이는 칼로리 값이 높습니다.

낮은 재 함량 : 대부분의 너트 쉘은 비교적 낮은 재 함유를 가지고 있습니다.

고려 사항 : 공급 : 공급은 너트 가공 산업의 규모에 따라 달라지며 목재 나 빨대만큼 흔하지 않을 수 있습니다.

적용 가능성 : 고품질 바이오 매스 연료로서 너트 가공 공장 근처의 30 톤 가스이기에 적합합니다.

3. 시립 고형 폐기물의 바이오 매스 성분 (MSW)
분류되고 전처리 된 도시 고형 폐기물의 유기 성분은 또한 가스화제의 연료로 사용될 수 있습니다.

출처 : 주방 폐기물, 정원 폐기물, 종이, 섬유 등과 같은 유기 폐기물

장점 : 폐기물 처리 : 도시 폐기물 처리의 문제를 해결하고 자원 활용을 실현합니다.

에너지 회복 : 쓰레기의 에너지를 재활용하십시오.

고려 사항 : 복잡한 전처리 : MSW의 조성은 복잡하고 고르지 않으며, 정렬, 분쇄 및 건조와 같은 엄격한 전처리는 흡입 및 습기 및 입자 크기를 제어하기 위해서는 분류, 분쇄 및 건조가 필요합니다. 이것은 비용과 기술적 어려움을 크게 증가시킬 것입니다.

오염 물질 : 중금속 및 염소와 같은 오염 물질이 포함될 수 있으며, 가스 화 과정에서 유해 가스가 생성 될 수 있으며, 엄격한 연도 가스 정제 시스템이 필요합니다.

불안정한 열량 값 : MSW 배치 사이의 칼로 특이 적 값은 크게 변동 할 수 있습니다.

적용 가능성 : 30 톤 가스화기의 경우 MSW를 연료로 사용하려면 매우 성숙한 전처리 기술과 엄격한 환경 방출 제어 조치가 필요합니다.

5. 산업 폐기물
일부 산업 생산 공정에서 생성 된 유기 폐기물은 가스화에도 사용될 수 있습니다.

출처 : 제지 공장의 나무 껍질 및 흑액, 식품 가공 공장의 잔류 물, Lees, 제약 잔류 물 등

장점 : 중앙 집중식 공급 : 일반적으로 산업 단지에 집중되어 수집 및 운송에 편리합니다.

폐기물 활용 : 산업 폐기물 처리의 문제를 해결하고 순환 경제의 개념을 준수합니다.

고려 사항 : 복잡한 조성 : 다른 산업 폐기물의 구성은 크게 다양하며 특정 오염 물질 또는 높은 재를 포함 할 수 있습니다.

전처리 : 가스화기의 요구 사항을 충족시키기 위해서는 표적 전처리가 필요할 수 있습니다.

적용 가능성 : 특이 적 폐기물의 특성과 가스화기의 설계에 따라 평가해야합니다.

6. 바이오 매스 연료의 일반적인 요구 사항 및 주요 매개 변수
사용 된 바이오 매스의 유형에 관계없이, 다음의 주요 매개 변수 및 요구 사항은 30 톤 가스이기에 중요합니다.

1. 수분 함량
충격 : 수분 함량은 가스화 효율과 Syngas 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 과도한 수분 함량은 가스 온도를 줄이고 가스화 제 소비를 증가 시키며 신나의 칼로 특이 적 값을 줄입니다 (열의 일부는 수분을 증발시키는 데 사용되기 때문에).

이상적인 범위 : 일반적으로 10%-20%(건조 기준) 사이에 권장되며 최대 값은 30%-35%를 초과해서는 안됩니다. 대형 가스이기의 경우 건조 장비는 일반적으로 고독성 바이오 매스 전처리에 장비됩니다.

2. 입자 크기

충격 : 입자 크기는 가스에서 바이오 매스의 유동성, 열 및 질량 전달 효율 및 가스화 반응 속도에 직접 영향을 미칩니다.

요구 사항 : 일반적으로 입자 크기는 균일하고 특정 범위 내에 있어야합니다. 고정 베드 가스이기의 경우, 더 크고 비교적 균일 한 입자 (예 : 목재 칩)가 필요합니다. 유체 침대 가스화제의 경우 더 작고 더 균일 한 입자 (예 : 톱밥 및 쌀 껍질)가 필요합니다. 너무 큰 입자는 불완전한 가스화 또는 막힘으로 이어질 수 있지만, 너무 작은 입자 (미세 분말) (미세 분말)는 공기 흐름에 의해 쉽게 옮겨져 비산회의 양이 증가합니다.

3. 애쉬 콘텐츠

충격 : Ash는 가스화기의 공간을 차지하고 효과적인 반응 부피를 줄이며 결국 슬래그로 배출되는 비 투자성 미네랄입니다. 애쉬 함량이 높으면 처리 할 슬래그의 양이 증가하고 슬래그 문제가 발생할 수 있습니다.

이상적인 범위 : 일반적으로 5%미만이 높고 이상적으로 낮아집니다. 쌀 껍질과 빨대는 재 함량이 높기 때문에 특별히 설계된 가스이기가 필요합니다.

4. 애쉬 용융/연화점
충격 : Ash는 고온에서 녹고 클링커를 형성하여 가스화기를 차단하거나 반응 표면을 덮어 가스화기의 안정적인 작동에 심각하게 영향을 미칩니다.

요구 사항 : 재 녹음 지점이 높은 바이오 매스를 선택해야하거나 플럭스를 추가하거나 가스화 온도를 제어하여 슬래그를 피해야합니다.

5. 가열 값
충격 : 바이오 매스의 칼로 특이 적 값은 에너지 출력을 직접 결정합니다. 열량 값이 높은 바이오 매스는 더 많은 에너지를 생산할 수 있습니다.

요구 사항 : 열량 값이 높은 바이오 매스는 가능한 한 많이 선택해야합니다.

6. 염소와 황 함량
충격 :이 요소는 가스 화 과정에서 부식성 가스 (예 : HCL 및 H2S)를 형성하여 가스화 장비에 부식을 일으키고 Syngas 정제의 어려움과 비용을 증가시킵니다.

요구 사항 : 염소와 황이있는 바이오 매스는 가능한 한 많이 선택해야합니다. 일부 농업 폐기물 (예 : 일부 빨대)은 높은 염소를 함유 할 수 있습니다.

7. 벌크 밀도

충격 : 밀도는 바이오 매스의 저장, 운송 및 수유 효율에 영향을 미칩니다. 저밀도 바이오 매스에는 더 많은 저장 공간과 더 높은 운송 비용이 필요합니다.

요구 사항 : 바이오 매스의 밀도는 연탄 및 펠렛 화과 같은 전처리 방법에 의해 증가 될 수 있습니다.

7. 선택 전략과 미래의 전망
30 톤/일 바이오 매스 가스화 프로젝트의 경우 올바른 유형의 바이오 매스를 선택하는 것은 다중 인자 트레이드 오프 프로세스입니다.

지역 자원 접근성 : 교통비를 줄이기 위해 프로젝트 현장 근처의 풍부하고 지속 가능한 바이오 매스 자원의 우선 순위를 정합니다.

바이오 매스 특성 : 위의 매개 변수를 기반으로 특정 가스화제 기술 (고정 베드, 유체 침대 등)에 적합한 바이오 매스를 선택하십시오.

전처리 요구 사항 및 비용 : 전처리 (건조, 분쇄, 압축 등) 및 다른 바이오 매스에 필요한 비용을 평가합니다.

합성 가스 적용 : 합성 가스 (발전, 열 공급, 연료 합성 등)의 최종 사용을위한 합성 가스의 품질에 대한 요구 사항에 따라 바이오 매스의 유형을 반대로 선택합니다.

환경 규정 : 선택된 바이오 매스 및 가스화 제품의 배출이 지역 환경 규정을 준수해야합니다.

가스화 기술이 계속 성숙하고 바이오 매스 전처리 기술이 발전함에 따라 미래를 살펴보면 점점 더 많은 바이오 매스 유형이보다 효과적으로 사용될 것입니다. 예를 들어, 바이오 매스 공동 조작 기술은 다중 바이오 매스를 동시에 사용하여 혼합 비율을 최적화함으로써 다양한 바이오 매스의 장점과 단점을 균형을 유지함으로써 가스화 효율과 경제적 이점을 향상시킵니다. 동시에, 높은 재와 알칼리 금속 함량이 높은 바이오 매스의 경우, 연구원들은 슬래그에 더 강한 용광로 유형과 재 처리 기술을 개발하고 있습니다.