ΣΤΑΘΜΟΣ ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗΣ
Η εταιρεία μας προτείνει τη λύση της αεριοποίησης (gasification) για την θερμοχημική επεξεργασία της βιομάζας. Η αεριοποίηση της βιομάζας προς παραγωγή ενός καύσιμου αερίου είναι σημαντικά αποδοτικότερη διεργασία από την παραδοσιακή μέθοδο της καύσης για δεδομένη ποσότητα βιομάζας. Συγκεκριμένα, η αεριοποιημένη βιομάζα, με τη μορφή ενός σύνθετου καύσιμου αερίου (syngas), τροφοδοτεί μια Μηχανή Εσωτερικής Καύσης [ΜΕΚ], η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε σημαντικά υψηλές αποδόσεις. Το αέριο σύνθεσης αποτελείται κυρίως από μεθάνιο(CH4), μονοξείδιο του άνθρακα(CO), υδρογόνο(Η2), άζωτο(Ν2) και διοξείδιο του άνθρακα(CO2). Αναλόγως με την προέλευση, το αέριο σύνθεσης έχει θερμογόνο δύναμη που κυμαίνεται από 4 ως 6 MJ/Nm3 και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο. Μετά την αρχική παραγωγή του υφίσταται ψύξη, καθαρισμό και αφύγρανση. Σε συνδυασμό με τον κινητήρα λειτουργούν και επιπλέον μονάδες, που βοηθούν στην εξοικονόμηση καυσίμου αλλά και στην ηλεκτροπαραγωγή με εκμετάλλευση της θερμότητας.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΕΡΙΟΠΟΙΗΣΗ
Αεριοποίηση είναι η χρήση της θερμότητας για να μετασχηματιστεί στερεή βιομάζα ή άλλα ανθρακούχα στερεά σε ένα συνθετικό αέριο, εύφλεκτο καύσιμο. Μέσω της αεριοποίησης, μπορούμε να μετατρέψουμε σχεδόν οποιαδήποτε ξηρή οργανική ύλη σε μια καθαρή καύση καυσίμων που μπορεί να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα στις περισσότερες περιπτώσεις χρήσης. Είτε χρησιμοποιώντας ξυλώδη βιομάζα ή γεωργικά υπολείμματα, η αεριοποίηση θα μετατρέψει κοινά "απόβλητα" σε ένα ευέλικτο αέριο καύσιμο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία: α) κινητήρα εσωτερικής καύσης, παράγοντας έτσι ηλεκτρική ενέργεια, β) απευθείας καύση σε καυστήρα για παραγωγή θερμότητας, γ) συνδυασμένη χρήση για συμπαραγωγή.
Στην εποχή του 2ου παγκοσμίου πολέμου, πάνω από ένα εκατομμύριο οχήματα κινούνταν με χρήση ξυλώδους βιομάζας, καθώς το πετρέλαιο και η βενζίνη ήταν δυσεύρετα!
Η είσοδος του αεριοποιητή τροφοδοτείται από κάποια μορφή στερεού ανθρακούχου υλικού, συνήθως βιομάζα ή άνθρακα. Όλα τα οργανικά υλικά αποτελούνται από άνθρακα (C), υδρογόνο (Η), ένα ή περισσότερα άτομα οξυγόνου (Ο), σε μια ιλιγγιώδη ποικιλία μοριακών μορφών. Ο στόχος της αεριοποίησης είναι να σπάσει αυτό το ευρύ φάσμα των μορφών σε απλά αέρια καύσιμα όπως Η2 και CO (υδρογόνο και μονοξειδίου του άνθρακα). Στα συστήματα αεριοποίησης που εμπορευόμαστε, με μια πρόχειρη ματιά, συμβαίνουν τέσσερις διακριτές θερμικές διεργασίες. Ξήρανση, Πυρόλυση, Καύση, Αναγωγή.
Κατά την ξήρανση γίνεται απομάκρυνση της περιεχόμενης υγρασίας. Είναι το πρώτο στάδιο διεργασίας που υφίσταται η εισερχόμενη βιομάζα. Όλη η υγρασία πρέπει να αφαιρεθεί από το καύσιμο πριν συμβεί οποιαδήποτε διεργασία σε θερμοκρασία άνω των 100οC. Πού και πώς συμβαίνει αυτό είναι ένα από τα σημαντικότερα ζητήματα που πρέπει να επιλυθούν για την επιτυχία αεριοποίησης. Καύσιμο υψηλής περιεκτικότητας σε υγρασία, ή κακή διαχείριση της υγρασίας στο εσωτερικό της βιομάζας, είναι μία από τις πιο συχνές αιτίες για την αποτυχία να παραχθεί καθαρό αέριο. Στη φάση της πυρόλυσης απουσιάζει το οξυγόνο, ενώ η αυξημένη θερμοκρασία οδηγεί σε διάσπαση της βιομάζας απελευθερώνοντας πίσσα. Τα αέρια και τα υγρά που παράγονται κατά τη διάρκεια χαμηλότερης θερμοκρασίας πυρόλυσης αναφέρονται ως πτητικά. Έτσι, μετά την πυρόλυση και την απομάκρυνση πίσσας και πτητικών, απομένει αυτό που αποκαλούμε ξυλάνθρακα(charcoal). Η καύση αποσκοπεί στην παραγωγή θερμότητας, ώστε να είναι εφικτή η αναγωγή. Είναι δύο διεργασίες που συμβαίνουν ταυτόχρονα και ρυθμίζουν την τελική ποιότητα του παραγόμενου αερίου. Το CO2 και το H2O(άκαυστα προϊόντα) που παράγονται με την καύση, ανάγονται σε CO και Η2(καύσιμα αέρια) κατά την αναγωγή.
