Công nghệ khí hóa sinh khối là gì? Trong bài viết này, chúng ta sẽ bắt đầu đi tìm hiểu các khái niệm cơ bản nhất.
Nội dung bài viết
Khái niệm:
Khí hóa linocellulosic là một phương pháp nhiệt hóa. Để chuyển hóa chất rắn hữu cơ thành một hỗn hợp khí. Sản phẩm là hỗn hợp khí gồm hydro, carbon monoxide, carbon dioxide và methane.
Mặc dù khoảng 55% khí tổng hợp vẫn được sản xuất từ than đá, việc sử dụng sinh khối. Đặc biệt là lignocellulose, không ngừng tăng lên. Khí hóa sử dụng các loại sinh khối.
Syngas có thể được sử dụng trực tiếp trong các nhà máy điện để sản xuất nhiệt và điện. Các chu trình hơi nước, đồng đốt. Đốt cháy trong tuabin khí hoặc động cơ đốt trong, pin nhiên liệu nhiệt độ cao.
Khí tổng hợp:
Khí tổng hợp có thể được tạo ra trong một loạt các quy trình hóa học và vi sinh vật. Để sản xuất ra nhiên liệu khí và lỏng, cũng như hóa chất. Nghiên cứu quá trình hóa học chủ yếu tập trung vào sản xuất nhiên liệu vận tải từ khí tổng hợp. Như nhiên liệu lỏng Fischer – Tropsch, hydro, metanol, dimethyl ete (DME). Rượu hỗn hợp và khí tự nhiên tổng hợp (SNG).
Lên men bằng vi sinh vật:
Con đường chuyển đổi sinh hóa bao gồm quá trình lên men khí tổng hợp. Trong đó các vi sinh vật kỵ khí bắt buộc chuyển đổi khí tổng hợp thành axit hữu cơ, rượu và các hóa chất khác. Các vi sinh vật được sử dụng phổ biến là acetogens. Sử dụng con đường trao đổi chất Wood-Ljungdahl.
Quá trình lên men khí tổng hợp là một quá trình lên men gián tiếp. Vì sinh khối không được đưa trực tiếp vào thiết bị lên men. Trước đó nó được chuyển thành khí tổng hợp thông qua quá trình khí hóa.
Quá trình khí hóa:
Quá trình khí hóa các nguyên liệu chuyển cacbon thành khí tổng hợp diễn ra bên trong lò phản ứng. Gọi là thiết bị khí hóa, ở nhiệt độ cao (800–1500 ° C).
Nguyên liệu nạp bị ôxy hóa một phần do nồng độ ôxy thấp. Oxy được cung cấp bởi chất khí hóa hoặc chất mang. Như không khí, oxy tinh khiết, hơi nước hoặc hỗn hợp của chúng.
Việc sử dụng hơi nước quá nhiệt là một công nghệ tiên tiến. Không cần tiền xử lý, giúp đạt được sản lượng H2 cao và giảm sản xuất hắc ín và than đá.
So với các phương pháp thông thường, khí hóa là một quá trình hiệu quả hơn quá trình đốt cháy. Đây là con đường nhiệt hóa phổ biến nhất. Nó có thể chuyển đổi toàn bộ hàm lượng cacbon trong nguyên liệu sinh khối thành các hợp chất khí, không giống như thủy phân sinh học hoặc hóa học được áp dụng.
Đặc điểm của Syngas theo loại sinh khối
Vào cuối toàn bộ quá trình, có hai hỗn hợp sản phẩm chính: hỗn hợp rắn và hỗn hợp khí. Hỗn hợp rắn chứa phần hữu cơ chưa phản ứng và các vật liệu trơ, chẳng hạn như bột và tro.
Hắc ín “Tars”
Tars được phân loại thành tars chính, cấp hai và cấp ba.
Chất nguyên sinh bao gồm cả các hợp chất oxy hóa (rượu, axit cacboxylic, xeton, andehit, v.v.) và phenol được thế (cresol, xylenol, v.v.). Các chất thứ cấp là các chất thơm được alkyl hóa, chẳng hạn như toluen, ethylbenzene, xylenes, styrene và các chất thơm khác, chẳng hạn như pyridine, furan, dioxin và thiophene.
Cuối cùng, tars bậc ba bao gồm chất thơm và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH), chẳng hạn như benzen, naphthalene, phenanthrene, pyrene và benzopyrene. Trong khi các loại củ sơ cấp được tạo ra trực tiếp từ quá trình nhiệt phân xenlulo, hemixenlulo và lignin, thì các loại củ thứ cấp và bậc ba là kết quả của một số phản ứng phức tạp vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn [7].
Hỗn hợp khí
Mặt khác, hỗn hợp khí có chứa khí tổng hợp (H2, CO, CO2 và CH4) và một lượng nhỏ tạp chất, chẳng hạn như hydrocacbon nhẹ (etan, etylen, axetilen), hydro sunfua (H2S), lưu huỳnh đioxit (SO2) , hydro clorua (HCl), oxit nitơ (NOx), nitơ (N2) và amoniac (NH3) [8].
Thành phần và đặc điểm cuối cùng của khí tổng hợp có liên quan đến loại sinh khối, tác nhân khí hóa, loại khí hóa và điều kiện hoạt động của lò phản ứng, chẳng hạn như nhiệt độ, áp suất, tỷ lệ tương đương (ER), thời gian lưu trú và chất xúc tác được sử dụng.
Nguyên liệu sản xuất:
Về loại nguyên liệu, gỗ là nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất trong quá trình khí hóa. Ngoài sinh khối gỗ, các loại sinh khối khác cũng đã được nghiên cứu làm nguyên liệu khí hóa. Phụ phẩm nông nghiệp và cây thân thảo đại diện cho các nguyên liệu thô có thể được sử dụng trong quá trình chuyển đổi nhiệt hóa.
Thành phần của Syngas phụ thuộc nhiều vào nguồn nguyên liệu đã sử dụng, cũng như công nghệ khí hóa được áp dụng. Cần chỉ ra rằng nitơ (N2) đại diện cho một thành phần khí tổng hợp chính khi không khí được sử dụng làm chất khí hóa, ngoài H2, CO, CO2 và CH4.
Do đó, quá trình khí hóa không khí tạo ra khí tổng hợp pha loãng N2 với nồng độ H2 và CO thấp. Thay vào đó, khi khí hóa được thực hiện bằng hơi nước hoặc oxy, khí tổng hợp cho thấy nồng độ H2 và CO cao hơn. Một trong những thách thức lớn trong quá trình khí hóa sinh khối là sản xuất khí tổng hợp có hàm lượng tạp chất thấp hoặc không có.
Sử dụng cuối cùng của Syngas
Syngas, tùy thuộc vào thành phần và chất lượng cuối cùng, được sử dụng:
Chất dễ cháy để tạo ra nhiệt và năng lượng.
Nền tảng dựa trên tổng hợp hóa học của nhiên liệu lỏng Fischer-Tropsch (FT), hydro (H2), metanol (MeOH), đimetyl ete (DME), rượu hỗn hợp và khí tự nhiên tổng hợp (SNG). Nền tảng dựa trên quá trình lên men sinh hóa để sản xuất hóa chất (sinh học), nhiên liệu (sinh học) và vật liệu (sinh học).
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
CTY CP CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VIỆT
Địa chỉ: An Thượng, Hoài Đức, Hà Nội
Website: phugiathansach.com
Email : phugiathansach@gmail.com
Zalo/hotline: 0988.75.1954
CÁC BÀI VIẾT LIÊN QUAN: