Преобразование биомассы в электричество

Исторически одна из самых ранних альтернатив ископаемому топливу - запущенный пар производства котла леса, который приводит двигатель в действие, ведя генератор. Это, к сожалению о единственном преимуществе. Но у энергии пара есть все неудобства двигателя/генератора и даже еще нескольких. Лес должен быть расколот и нестись, вылечен, расколот, и питаться, так же, как для любой деревянной печи. Пепел должен быть обработан и буксирован. Вся установка требует постоянного контроля, в то время как это бежит. Из-за составов в части сырья для промышленности, ”шлакоотделение и загрязнение” могут произойти. Шлакоотделение - накопление твердых остатков на частях системы сгорания. Загрязнение - просто накопление жидкого или полужидкого остатка. Это - важный аспект эксплуатации установки, и операторы должны понять, как биомасса отличается от более обычно используемого топлива.

Газификация

Обычно, электричество от биомассы произведено через паровую турбину сжатия, в которой биомасса сожжена в котле, чтобы произвести пар’, который расширен через турбину, ведя генератор. Технология является известной, здравой и может принять большое разнообразие сырья для промышленности. Однако, у этого есть относительно высокие капитальные затраты единицы и низкая производительность с небольшой перспективой улучшения любого значительно в будущем. В паре есть также врожденная опасность. Пар занимает приблизительно 1200 раз объем воды в атмосферном давлении (известный как давление "датчика"). Производство пара требует нагревающейся воды к вышеупомянутой температуре кипения под давлением. Водное кипение в 100 ° C на уровне моря. Герметизируя котел возможно поднять температуру кипения воды намного выше. Подъемная паровая температура должна быть сделана, чтобы использовать произведенный пар для любой полезной работы иначе, пар уплотнил бы в линиях поставки или в цилиндре парового двигателя непосредственно.

Газификация - новейший метод, чтобы произвести электричество от биомассы. Вместо того, чтобы просто жечь топливо, газификация захватила приблизительно 65-70 % энергии в твердом топливе, преобразовывая это сначала в горючие газы. Этот газ тогда сожжен, как природный газ, чтобы создать электричество, питать транспортное средство, в промышленном применении, или преобразованный в synfuels-синтетическое топливо. Так как это - последняя технология, это все еще разрабатывается.

Многообещающая альтернатива - газовая турбина, питаемая газом, произведенным из биомассы посредством термохимического разложения в атмосфере, у которой есть ограниченная поставка воздуха. Газовые турбины имеют более низкие капитальные затраты единицы, могут быть значительно более эффективными и иметь хорошие перспективы усовершенствований обоих параметров.

У систем газификации биомассы вообще есть четыре основных компонента:

(a) Топливная подготовка, обращаясь и система подачи;

(b) Корпус ядерного реактора газификации;

(d) Энергетическая конверсионная система (например, двигатель внутреннего сгорания с набором генератора или насоса, или газовая горелка соединился с котлом и печью).

Когда газ используется в двигателе внутреннего сгорания для производства электричества (газогенераторы власти), это обычно требует тщательно продуманной очистки газа, охлаждения и смешивания систем со строгим качеством и реакторными критериями расчета, делающими технологию, вполне сложную. Поэтому, ”У газогенераторов власти во всем мире была хронологическая запись чувствительности к изменениям в топливных особенностях, технических помехах, способностях трудовых ресурсов и условиях окружающей среды”.

Газогенераторы, используемые просто для поколения высокой температуры, не имеют таких сложных требований и, поэтому, легче проектировать и работать, менее дорогостоящий и более энергосберегающий-.. Все типы газогенераторов требуют сырья для промышленности с низкой влажностью и изменчивым содержанием. Поэтому, древесный уголь хорошего качества является вообще лучшим, хотя он требует отдельного производственного объекта и дает более низкую полную эффективность.

В самой простой газовой турбине с открытым циклом горячий выхлоп турбины, освобожден от обязательств непосредственно к атмосфере. Альтернативно, это может использоваться, чтобы произвести пар в паровом генераторе восстановления высокой температуры. Пар может тогда использоваться для нагревания в системе когенерации; для того, чтобы ввести назад в газовую турбину, таким образом улучшая выходную мощность и производя эффективность, известную как введенная паром газовая турбина (STIG) цикл; или для того, чтобы расшириться через паровую турбину, чтобы повысить выходную мощность и эффективность - газовая турбина / паровой турбинный комбинированный цикл (GTCC). В то время как природный газ - привилегированное топливо, ограниченные будущие поставки стимулировали расходы миллионов долларов в научно-исследовательских усилиях на термохимической газификации угля как сырье для промышленности газовой турбины. Большая часть работы над coal-gasifier/gas-turbine системами непосредственно относится к интегрированному газогенератору/газовым турбинам биомассы (BlG/GTs). Биомассу легче газифицировать чем уголь и имеет очень низкое зеленовато-желтое содержание. Кроме того, у технологий BIG/GT для когенерации или автономных заявлений власти есть обещание возможности произвести электричество по более низкой стоимости во многих случаях чем большинство альтернатив, включая крупные централизованные, отапливаемые углём, паровые электростанции с газом гриппа desulphurization, атомные электростанции, и гидроэлектростанции.

Газогенераторы используя древесину и древесный уголь (единственное топливо соответственно до сих пор доказывало) снова становятся коммерчески доступными, и исследование выполняется на способах газифицировать другое топливо биомассы (такое как остатки) в некоторых частях мира. Проблемы преодолеть включают чувствительность газогенераторов власти к изменениям в топливных особенностях, технических проблемах и условиях окружающей среды. Капитальные затраты могут все еще иногда ограничивать, но могут быть уменьшены значительно, если системы произведены в местном масштабе или используют местные материалы. Например, железноцементному газогенератору, развитому в азиатском технологическом институте в Бангкоке, уменьшал капитальные затраты фактор десять. Для развивающихся стран отрасли промышленности сахарного тростника, которые производят сахар и топливный этанол, обещают цели для краткосрочных применений технологий BIG/GT.

Газификация была центром внимания в Индии из-за его потенциала для крупномасштабной коммерциализации. Технология газификации биомассы могла встретить множество энергетических потребностей, особенно в аграрных и сельскохозяйственных секторах. Подробное микро - и макроанализ джайном (1989) показало, что полный потенциал с точки зрения установленной способности мог быть столь же большим как 10.000 к 20.000 МВТ к 2000 году, состоя из небольших децентрализованных установок для ирригационной перекачки и деревенской электрификации, так же как пленного индустриального производства электроэнергии и сетки питаемая власть от энергетических плантаций. Это следует из комбинации благоприятных параметров в Индии, которая включает политическое обязательство, преобладающие нехватки власти и высокую стоимость, потенциал для определенных заявлений, таких как ирригационная перекачка и сельская электрификация, и существование инфраструктуры и технологической основы. Тем не менее, значительные усилия все еще необходимы для крупного масштаба - коммерциализация.

Cо-УВОЛЬНЕНИЕ

Cо-увольнение биотоплива (например, газифицируемый лес) и уголь, кажется, путь, как уменьшить эмиссию из электростанций увольнения угля во многих странах. В 1999 новая система cо-увольнения - биомасса и уголь - начали свое действие в Zeltweg (Австрия). Единица газификации биомассы на 10 МВТ была установлена в комбинации с уволенной электростанцией существующего угля. Газогенератор нуждается в 16 m³ древесных биомассах (жареный картофель и кора) в час. Калорийность газа располагается между 2,5 - 5 MJ/m³. Проект по имени ”Biococomb” - демонстрационный проект ЕС. Это было понято компанией ”Verbund” вместе с несколькими другими компаниями из Италии, Бельгии, Германии и Австрии и совместно финансировалось Европейской комиссией.

КОГЕНЕРАЦИЯ