История и основы использования древесного газа
Древесный газ - это горючее вещество, которое можно получить из биомассы. Это всегда происходит, когда гранулы, щепа или бревна доводятся до очень высоких температур. В отсутствие кислорода связь разрывается в больших молекулах, которые распадаются на более мелкие. Эксперты также говорят о пиролизе в этом процессе.
Взгляд на наше прошлое показывает, что использование древесного газа не является новой идеей. Первые патенты на машины, которые производили легковоспламеняющиеся газы из дерева, уже существовали к концу 18-го века. Использование древесного газа приобрело важное значение во время Второй мировой войны. Обычного топлива здесь было мало, и системы газификации древесины использовались в различных транспортных средствах. Однако в то время технология была далека от совершенства, что часто приводило к проблемам и сбоям.
Выход и состав древесного газа
При благоприятных условиях можно получить от 30 до 40 кубометров древесного газа из массы 100 кг древесины в час. В то же время производится от 20 до 30 кг угля, от 4 до 5 кг смолы и от 40 до 60 кг жидкого древесного уксуса. Кубический метр древесного газа состоит из следующих компонентов:
- 48 процентов водяного пара
- 34 процента окиси углерода
- 13 процентов метана
- 2 процента этилена
- 2 процента водорода
- 1 процент азота
Когда речь идет об использовании в качестве источника энергии, особенно важно содержание окиси углерода, метана и водорода. Обработанный древесный газ имеет теплотворную способность около четырех киловатт-часов на кубический метр. Для сравнения: топливный газ имеет теплотворную способность около десяти киловатт-часов на кубический метр.
Производство древесного газа из пеллет или щепы
Кусковая и сухая древесина особенно подходит для производства горючего газа. Используются пеллеты или щепа. Система газификации приводит сырье к особенно высоким температурам, благодаря чему выделяется древесный газ. Энергия для этого процесса поступает либо из внешних источников (аллотермическая газификация), либо от сжигания самой древесины (автотермическая газификация). Карбюраторы теперь доступны в различных конструкциях. Итак, есть:
- Карбюратор с неподвижным слоем (автотермическая газификация контейнеров, стоящих в разных зонах)
- Вихретоковый газификатор (быстрая газификация в циркулирующем кипящем слое)
Газификаторы с неподвижным слоем в основном используются в небольших диапазонах производительности для производства древесного газа. В зависимости от маршрутизации потоков газа и топлива их можно снова различить в противоточных и прямоточных устройствах.
Проблемы газификации твердой биомассы
Смола в так называемом газообразном продукте является проблемой при производстве и использовании древесного газа. Липкая масса может конденсироваться при охлаждении газов и приводить к серьезным проблемам в системе. По этой причине для обработки древесного газа используются специальные фильтры или газоочистители. Кроме того, также возможны термохимические процессы (удаление при особенно высоких температурах) или каталитическое удаление компонентов смолы.
Древесный газ для котлов и ТЭЦ
Когда речь идет об использовании газообразного топлива, особенно подходят теплогенераторы и комбинированные теплоэлектростанции. Например, котел с газификацией древесины работает по принципу газификации древесины. Котел имеет две камеры сгорания, которые соединены друг с другом горизонтально или вертикально. В то время как вставленные бревна выходят в первую камеру сгорания, вентилятор направляет газообразные продукты сгорания в соседнюю камеру. Здесь они горят особенно чисто при высоких температурах.
Комбинированные теплоэлектростанции (ТЭЦ) работают на древесном газе от отдельного газогенератора. Топливо приводит в движение двигатель. Это генерирует механическую энергию, которую генератор затем преобразует в электричество. В то время как потребители могут потреблять его в своем собственном доме или подавать в общественную сеть, отработанное тепло обычно обеспечивает отопление.