101 gaz de synthèse
L'intérêt pour la conversion thermochimique de la biomasse en un gaz de synthèse qui peut être exécuté à travers une turbine pour la production d'électricité, utilisée pour remplacer le gaz naturel ou transformé en biocarburant, gagne du terrain. sondes biomasse Magazine plusieurs experts des explications à démystifier les procédés utilisés pour fabriquer syngaz.
Par Jessica Ebert
« La production de gaz de synthèse est en quelque sorte un orphelin », dit Alexander Koukoulas, consultant senior pour ANL Consultants LLC, qui dessert la pâte et du papier, l'emballage, les produits chimiques et les industries de la bioénergie. « Il n'a pas vraiment vu beaucoup de la manière de la publicité, même si elle est une technologie beaucoup plus mature qui a été utilisé à l'échelle commerciale depuis un certain temps. »
Pour exploiter l'énergie stockée dans les liaisons chimiques des déchets agricoles, les résidus forestiers ou tout autre de la profusion de restes contenant des glucides qui peuvent servir de matières premières d'énergies renouvelables, les ingénieurs bricoler avec les puissances déformantes de la chaleur et de la pression dans le but de briser la les liens qui maintiennent ces molécules en même temps et en capturant l'énergie chimique libérée dans le processus. Cette énergie chimique est contenue dans un mélange de molécules appelées collectivement gaz de synthèse, car il est adapté à la synthèse de divers carburants et produits chimiques. Les principaux composants de gaz de synthèse sont le monoxyde de carbone et d'hydrogène, mais les concentrations de ceux-ci et la présence d'autres molécules mineures peuvent être adaptées en utilisant des conditions de réaction thermochimique.
La principale méthode de production de gaz de synthèse à partir de matières premières de biomasse est appelée gazéification. Bien que les réactions de gazéification peuvent prendre de nombreuses formes, ces processus sont définis en tournant la manivelle jusqu'à la température entre 650 et 1400 degrés Celsius (1,202-2,552 Fahrenheit). Il existe deux approches pour atteindre ces températures élevées: chauffage direct et chauffage indirect. Dans le chauffage direct, une quantité relativement faible de l'oxygène est ajouté dans le réacteur. Si ce gaz est composé de plus de 90 pour cent d'oxygène, les gaz de synthèse résultant sera riche en monoxyde de carbone et d'hydrogène, explique Jerod Smeenk, directeur de l'ingénierie pour Frontline BioEnergy LLC, un développeur de gazogène de biomasse et ferme génie des procédés. Une approche contrastée utilise divers moyens de transfert de chaleur indirect pour atteindre des températures de fonctionnement élevées, y compris la circulation de sable chaud et des échangeurs de chaleur en alliage exotiques, dit Smeenk. « Il se résume à une considération économique », dit-il. « Il faut tenir compte de nombreux facteurs, notamment la simplicité de la conception, les coûts initiaux, les coûts d'exploitation, le potentiel d'échelle et les coûts de remplacement potentiels pour les composants d'échange de chaleur en alliage exotique. »
La méthode la moins coûteuse à la gazéification de la biomasse est l'approche directe, ce qui ajoute à l'oxygène de l'air pur le système avec la technologie simple ventilateur. Le gaz libéré de cette approche est appelée producteur de gaz, car bien que cette méthode est un économiseur d'argent, l'azote de l'air devient une composante majeure du gaz. Bien que le gaz de producteur n'a pas aussi élevé une concentration de monoxyde de carbone et de l'hydrogène comme gaz de synthèse, il peut être très propre avec conditionnement de gaz approprié et en tant que tel, il peut être utilisé comme un remplacement pour le gaz naturel et brûlé à l'équipement de carburant comme les chaudières chauffées et un sèche-chauffage direct, Smeenk explique.
Dans la pyrolyse, la biomasse est chauffée à des températures allant de 400 à 800 ° C (752 à 1472 F) dans un réacteur pauvre en oxygène. Dans pyrolyse rapide, la réaction est conduite au milieu de cette plage de température et la quantité de temps que la biomasse est exposée à la chaleur est limitée. Ces conditions maximiser la production d'un produit liquide appelé huile de pyrolyse ou py-huile, « qui peut être utilisé de la même façon que le pétrole brut peut être utilisé », dit-Koukoulas.
L'utilisation de gaz de synthèse en remplacement du gaz naturel est juste le début. « Une fois que vous avez syngaz vous avez optionalité », explique Chris Doherty, vice-président des contrats pour le TRI. « Le syngaz a les blocs de construction pour créer tous les produits et les produits chimiques actuellement générés dans l'industrie pétrochimique. » Peut-être que l'application finale et la plus exigeante du gaz de synthèse est comme précurseur pour le carburant liquide.