Газификация биомассы дает возможность получить более разнообразные формы энергии из термохимического превращения биомассы, чем обычное сжигание. Основной процесс включает удаление летучих веществ, сжигание и восстановление.

Особенности технологического процесса

Газификация биомассы включает сжигание биомассы в ограниченном количестве воздуха с образованием горючего газа, состоящего из окиси углерода, углекислого газа, водорода, метана, воды, азота, а также загрязняющих веществ, таких как мелкие частицы полукокса, пепла и гудронов.

Газ очищается, чтобы его можно было использовать в котлах, двигателях и турбинах для производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ).

Летучие вещества и полукокс частично сжигаются в воздухе или кислороде для генерирования тепла и углекислого газа. На стадии восстановления диоксид углерода поглощает тепло и вступает в реакцию с оставшимся углем с образованием моноксида углерода (генераторный газ). Присутствие водяного пара в газификаторе приводит к образованию водорода в качестве вторичного топливного компонента.

Основные типы газификаторов

Для осуществления конверсии используют два основных типа газификаторов: с неподвижным слоем и с псевдоожиженным слоем. Преобразование биомассы в горючий газ включает двухстадийный процесс. Первая стадия, которая называется пиролизом, происходит при температуре ниже 600°C, когда высвобождаются летучие компоненты, содержащиеся в биомассе. Они могут включать органические соединения, водород, окись углерода, гудроны и водяной пар.

При пиролизе образуется твердый остаток, называемый полукоксом. На второй стадии процесса газификации он реагирует с паром или сжигается в ограниченном количестве воздуха или кислорода с образованием дополнительного горючего газа. В зависимости от конструкции выбранного газогенератора, продукт может иметь теплотворную способность 6-19 МДж/м3.

Продукты газификации представляют собой смесь монооксида, диоксида углерода, метана, водорода и различных углеводородов, которые затем можно использовать непосредственно в газовых турбинах и котлах, или в качестве прекурсоров для синтеза широкого спектра других химических веществ.

Кроме того, существует ряд методов, которые можно использовать для получения продуктов более высокого качества, включая косвенный нагрев, продувку кислородом и повышение давления. После соответствующей обработки полученные газы можно сжигать непосредственно для приготовления пищи или теплоснабжения, а также использовать для выработки энергии во вторичных преобразовательных устройствах, таких как двигатели внутреннего сгорания или газовые турбины.

Марко Баянов