Технологии выработки электроэнергии
Создатель: Administrator
09.01.2009 19:05

Есть много путей для получения электроэнергии из биомассы. Посреди их есть прямой огнь либо обыденных паровых подход, пиролиз, сжигание, газификация биомассы, анаэробное сбраживание отходов, сбор газа и модульных систем.

Понизу слева от изображения МакНил генерирующая станция в Burlington, вату, которая употребляет биомассу горючее для его производства энергии методом совместной генерации пара и тепла. Этот завод является наикрупнейшим в собственном роде в Соединенных Штатах, и идет с 1980-х годов. На право других видов горючего биомассы, ферментация системы электростанции.

Сжигание горючего в паровых котлах

Большая часть Биоэнергетика растений в мире внедрение прямых произвели системы либо обыденных паровых котла. Обе системы импульс биоэнергетического сырья конкретно для производства пара, который, в свою очередь, делает электричество. Различия в способах находиться в котел либо печь структуры. В прямой произвели системы, биомасса загружается из нижней части котла и воздух поступает в базу. В классической паровой котел, в проекте обязан через началу, но биомасса также нижней загружен. Классические прямой произвели систем свая система (которая употребляет две камеры сгорания камеры) либо кочегаром котельной [1]. Жаркие сгорания проходят через теплообменник, в каком варят воду для сотворения пара. Эта пара, обычно, оккупированные турбины, вызывая турбинных лопаток для поворота. Вращение придается электронный генератор, который потом делает электроэнергии. Когда биомассы впрямую горючем, либо сожгли его нужно высушить, а сухое дерево пылает более отлично, размера на более маленькие кусочки, а потом брикетированный. Брикетирование «является процесс уплотнения сыпучих органических материалов, таких, как рисовая шелуха, опилки и кофейная шелуха, направленных на улучшение обработки и сжигания черт [2]».

Брикетирования может быть изготовлено различными методами, при помощи либо без связывающих либо с био-технологий сжигания угля [2]. После окончания подготовки, биомасса добавляется в печи либо котла для выработки тепла, которое потом проходят через турбину, которая приводы электронных генераторов. Тепла, порожденных экзотермического процесса сгорания к власти генератор может также употребляться для регулирования температуры завода и других построек, что делает весь процесс более действенным. Растений, используя этот тип именуется разработка комбинированного производства тепла и электроэнергии ( CHP) объекта, также из ее наименования, она употребляется как тепло-и пара, так что там меньше возможной энергии впустую. Так, к примеру, древесные отходы нередко употребляется как для производства электроэнергии и пара на бумажные фабрики [3]. Если ТЭЦ нужна потом пара Конденсация на более высочайшем давлении в водонагреватель [4]. Совместные стрельбы. Совместные стрельбы, сочетающий биомассы с углем для генерации энергии, является, пожалуй, более совместимы метод использования биомассы с сегодняшним ископаемого горючего зависит системы. Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах сейчас порождается угле.

При совместном сжигании древесных и травянистых биомассы, таких как тополь, ветла и может switchgrass горючего маленькая часть имеющихся угольных электрических станций. Этот процесс тянет за собой биомассу, что представляет собой от 1% до 15% энергии из угля завода, а остальная часть, состоящую из угля. В этих системах, биомасса находится в котлах и сжигали, а уголь будет. Нередко только расходы, связанные с модернизацией системы для сжигания горючего, так это на покупку котельной, способных сделать это, и переоборудования его в систему, которая еще дешевле, чем строительство в целом других растений. Ниже Ottumwa Производящий растений, которые употребляют совместное сжигание для производства электроэнергии. В согласовании с Государственной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) Биоэнергетика фактов, вместе стрельбы был «показал, тесты, обосновала во всех не много котельных типов обширно применяемых электронных компаний… Фактически без утрат в общей трудности котел эффективности». По сути эффективность может быть увеличена на 33% -37% [3]. Внедрение биомассы с углем позволяет понизить выбросы высоко повреждения, которые, выделяемых на угольных предприятиях. Крупномасштабные мощности угольных котлов в текущее время составляют 310 ГВт мощности в США (довольно, чтоб власть 14000000 домов). Seen ниже диаграмма природного газа совместное сжигание процесс разлюбезно www.cofire.com: Есть несколько экологических выгод прибавления биомассы с углем, в том числе понижение содержания азота и серы, оксиды, предпосылкой смога, кислотных дождиков и загрязнения озоном. Не считая того, объем выбросов диоксида углерода является также существенно меньше. Хотя другие способы биоэнергетики также имеют те же достоинства с еще ниже (теоретический минус ноль) выбросы диоксида углерода, технологии сжигания, уже установлены в стране инфраструктуры. Другими словами, совместное сжигание, как представляется, является красивым вариантом для конкретного использования и неплохой ступенью к более жизнестойкого и устойчивого использования возобновляемых источников энергии практики. Не считая того, в качестве начального сырья в текущее время доступна. Дуб Ридж государственной лаборатории (ORNL) не так давно опубликовала доклад биомассы для энергетики и Министерство сельского хозяйства США, которая сделала вывод, что создание биомассы в США может потреблять более 1,3 миллиардов. тонн сухого году, 6 раз больше , что в текущее время употребляется, в итоге чего ветвь значительно расти в течение последующих 30 лет [5]. Биомасса сжигания растения могут также использовать летучую золу (покупки от одной компании) в качестве источника биомассы [3], не считая того предоставления другого метода повторного использования золы заместо неразумно отбрасывая его.

Пиролиз.

Пиролиз представляет собой процесс, где биомасса сжигаемого при больших температурах и распадаются в отсутствие кислорода. Все же, определенные трудности появляются при попытке сделать совсем свободный кислород атмосферы. Часто не достаточно oxyidation имеет место, которое может сделать undesireable побочных товаров, также очень энергоемких и дорогостоящих на складе. Горение делает пиролиза нефти, знак либо синтетического газа [6], которые потом могут быть применены как нефть для выработки электроэнергии. Она не делает пепла либо энергию конкретно. Заместо этого она morphs биомассы в горючее более высочайшего свойства [6]. Этот процесс начинается с процесса сушки, с тем чтоб прирастить потенциал от сжигания биомассы, аналогичный процесс прямого сжигания выше. Когда остывание, карие liquidy пиролиза нефти могут быть применены в газификатор. . Когда ускорить этот процесс известен как Резвый пиролиз, до 75% больше, био-нефти либо пиролиза нефти сотворен [7]. По правде, европейские Биомасса Technology Group сделал био-нефти, используя резвый пиролиз техники методом сочетания древесных остатков в жаркий песок на крутящийся конус. В маленьком масштабе экспериментальной настройке, крутящийся конус пиролиза разработка употребляет 250 тонн древесной породы в денек, и генерирует 50 тонн нефти (эквивалент .314 баррелей нефти) [8]. Экспериментаторов представить, что конус может быть изменен, чтоб брать на себя больше нагрузки, и если сделал, био-нефти уже на конкурентноспособные цены на рынке [8]. Некие молвят, что даже пиролиза быть применены для получения водорода для топливных частей [ 9]. Ниже приводится модель из предложенных конус технологии в полном масштабе электроэнергии опции. Газификации биомассы. Жесткой биомассы могут быть конвертированы в газообразной форме, известной как синтетического газа. Газ может потом можно запустить через «комбинированного цикла» газовая турбина либо другой технологии преобразования энергии, таких, как угольные электростанции. Многие специалисты надежду на то, что газификация может принести более действенные биомассе электрических станций. На данном шаге газификации еще в «демонстрации» шага проектов равномерно придти в режиме онлайн. Биомасса gasifiers действовать методом нагревания биомассы в среде, где жесткой биомассы в разбивке по форме горючих газов. Это дает достоинства по сопоставлению с конкретным сжиганием биомассы. Биогаз может быть очищены и отфильтрованным убрать делему хим соединения. Газ может быть применен в более действенное создание электроэнергии именуемых систем комбинированного цикла, которые соединяют внутри себя газовые турбины и паровые турбины для производства электроэнергии. Эффективность этих систем может достигать 60%. Ниже приводится диаграмма, что отражает новые конверсии биомассы в тепло-и электроэнергии при помощи газификации технологии комбинированного цикла, которая в текущее время находится в стадии разработки для широкого использования. Во-1-х, горючее находится в газификатор, где он перевоплотился в жаркий давлением сгорания газа. Потом она подается кропотливо незапятнанного газа в осадок из частей, которые будут коррозию системы. Эти элементы различаются зависимо от источника сожжены. Чистка газов, потом сжигаемого и употребляются для спина турбины, который генерирует электричество. Тепло освобождены от газа в турбине могут быть восстановлены с внедрением воды в теплообменнике. Жгучая вода могут быть утилизированы в рамках системы. Единственным другим побочным продуктом является нетоксичными зола, которая могла бы стать, например, смешанной с компостом, чтоб посодействовать развиваться более биомассы горючего Газификация системы также разработаны для топливных частей сектора для будущих применений. Топливные элементы преобразования водорода в электричество (и тепла) с внедрением химического процесса. Есть сильно мало воздуха и выбросов первичных выхлопных газов является водяной пар. «Так как расходы горючего клеток и биомассы gasifiers спуститься, эти системы будут распространяться», докладывает «Энергетическая эффективность и возобновляемые источники энергии Управления. [11]

Анаэробное сбраживание

, либо АО, это био процесс, в каком метан, высвобождаемые в итоге синергического деяния меж микробами и archaea содержатся и употребляются для сотворения энергии. Анаэробное сбраживание биоотходы употребляет такие как навоз и жестких бытовых отходов (ТБО) в качестве начального сырья. Навоз либо отходы в мешках и в разбивке при помощи микробов и воды. Этот процесс высвобождает метана в сумке, и она осела от проведения в другой мешок. Оттуда газ употребляется для питания турбин, которые генерировать электричество. Ниже приводится изображение этого процесса мешков: На молекулярном уровне, гидролиз конвертирует широкий ассортимент жестких органических материалов в сахаров и аминокислот. Бродильный эти материалы производит летучие жирные кислоты (VFAs). Потом VFAs форме водород, углекислый газ, и через ацетат Acidogenesis.

И, в конце концов, метаногенеза производит биогаз, смесь из 55-70% метана, 25% -35% углекислого газа, также микроэлементы азота и сероводорода [12]. Проведенные в безвоздушном среды, метан можно улавливать и использовать для питания газовых турбин либо даже топливных частей [9]. Микробная роста и природного биогаза производства очень медлительно при температуре среды. Она, обычно, происходят в природе, где высочайшая концентрация органических веществ влажной скапливаться в отсутствие растворенного кислорода, обычно в донных отложениях озер и прудов, в болота, торфяники, кишок животных, а в анаэробных интерьеры свалки. В конечном счете выход биогаза находится в зависимости от состава и биоразложению из отходов сырья, но его темпы производства будут зависеть от населения, микробов, их условия и рост температуры брожения [13] «. При использовании в качестве отходов процесса пищеварения ставка существенно возросла, действующих в мезофильных температурный спектр (35-40 градусов С). Для неких сырья, таких, как ТБО, то можно еще более возросла, работающих на теплолюбивых (50-60 градусов С) температурах . Анаэробные варочных котлов доступны по конкурентоспособным ставкам и в текущее время употребляется на фермах по всей стране, хотя и в маленьких масштабах. Внедрение метана, таким макаром, также помогает запах и предутверждает просачивание из метана в небезопасной обстановке, что увеличение уровня парниковых газов и смога. За более подробной информацией по запаху контроля, пожалуйста, посетите веб-сайт Исследования доктора Самира КХАНАЛ.

Свалочный газ

 Свалочного газа употребляет аналогичную технологию для анаэробного сбраживания и он несет такие же льготы. Оно появляется как побочный продукт разложения жестких отходов и состоит из 50 процентов метана (природного газа), 45 процентов углерода и диоксида азота на 4 процента. Не считая того, она помогает уменьшить захоронения отходов методом использования отходов для производства электроэнергии. Транс-Иордании ТБО в Западной Иордании еще экспериментирует с захвата природного газа из разлагающихся свалок. «Сбор и продажа газа, это будет еще лучше, чем дать выходов метана в атмосфере», произнес Дуэйн Wooley, Транс-Иордании генерального менеджера. «И до того времени, пока есть разлагающийся мусор, мы будем иметь природного газа «. Согласно статье Стивен Обербека в Солт-Лейк Трибюн «, оператор свалки, вместе обладают семь Солт-Лейк-район городка, ждут, что их новый $ 3 млн.» свалочного газа проекта «для сотворения дополнительного источника дохода, что позволит уменьшить расходы на эксплуатацию объекта. Они сотрудничеству с Мичиган базе Гранжер энергии ко, личные компании, имеющие опыт разработки схожих проектов, мусорной свалки, также надежду на то, чтоб продавать газ в близкорасположенный Межгосударственный Кирпичный ко качестве горючего для печей [15] «. Есть два пути для сбора свалочного газа, обычный способ именуется обыденных буровых и других именуется толчок в сборе. До газа могут быть собраны в 3-D карту свалок часто составлен по категориям, где газ, и каким образом она может быть лучшим образом получены [15]. Обычный способ буровых работ при бурении на газ в любом другом, но с корректировкой на свалку местности. Нередко трубы прокладываются через свалку вертикально сделать коллекцию легче. Потом вентилятор и бликов насос газа из свалки в районах сбора. [16] Push-метод употребляется 3-D карту, чтоб отыскать газовых скважин и может быть в личном порядке «толкаемых» на свалку, как требуется. Это разработка ИППП Техника.

Модульные системы

Модульные системы употребляют те же технологии, упомянутые выше, но в наименьших масштабах, что это больше применимо к деревень, фермерских хозяйств и малых промышленных. Эти системы в текущее время в стадии разработки и может быть очень полезным в отдаленных районах, где имеется в обилии биомассы и электричества не хватает. Есть много способностей для этих систем в развивающихся странах [1]. Ниже приведен маленький модульная система разлюбезно НРЕЛ Фото Информация Exchange (PIX) на веб-сайте.

< Предшествующая Последующая >