Materia:
SEMINARIO EN ENERGÍA DE BIOMASA
Investigación:
Conversión termo química de biomasa - Rutas ecológicas
Maestra:
I. Q. Verónica Ávila Vázquez
Alumno:
Cesar R. Peña Gtz - 1100445
ÍNDICE
CONTENIDO
OBJETIVO
INTRODUCCIÓN
DESARROLLO
CONCLUSIONES
OBJETIVO
Dar una breve explicación de los beneficios y potenciales de la biomasa con sus procesos termoquimicos
Introducción
La biomasa es una fuente indirecta de energía solar y
renovable en la naturaleza. Es una de las fuentes de energía más importante en
un futuro próximo debido a su disponibilidad amplia propagación y potencial
prometedor para reducir el calentamiento global. Conversión termo química de la
biomasa rendimiento variedad de combustibles sólidos, líquidos y gaseosos y
tienen la misma importancia, tanto en el plano industrial y ecológico de los
puntos de vista. Presente revisión aporta una visión holística de la ruta
diversas conversión termo química de la biomasa. Tecnología de gasificación,
pirólisis opciones y alcance del potencial por el producto desde allí rutas
como la producción de hidrógeno y carbón a un nuevo examen con el contexto
actual.
La energía de biomasa tienda solar en forma química y es muy
versátil y recursos preciosos en la tierra. La biomasa, a diferencia de los
combustibles fósiles, es una fuente de energía renovable que está disponible
donde las condiciones climáticas son favorables para el crecimiento vegetal y
la producción [1]. El término biomasa se utiliza para todos los materiales
orgánicos que sean combustibles en la naturaleza, principal mente plantas y
animales presentes origen interior y ambientes acuáticos. La biomasa incluye,
por productos y residuos de los cultivos y las industrias de procesamiento,
tales como paja, cáscaras, carozos, tallos, hojas, cortezas, frutos,
enredaderas de corte, se niega, además de animales y productos de origen
vegetal utilizadas en el procesamiento agroindustrial, tales como granos,
frijoles , flores y algunos productos especiales, tales como la yuca, las algas
marinas [2-4]. Residuos agrícolas, particularmente contienen una alta cantidad
de componentes orgánicos (celulosa, hemicelulosa, lignina y cantidades menores
de otros compuestos orgánicos) y poseen un alto contenido energético [5,6].
La biomasa se considera neutra de carbono, debido a que la
cantidad de carbono que se puede liberar es equivalente a la cantidad que
absorbió durante su tiempo de vida. No hay un aumento neto de carbono al medio
ambiente en el largo plazo, cuando la combustión de los materiales
lignocelulósicos. Por lo tanto, podemos decir que la biomasa es una fuente
renovable de energía y puede jugar un papel fundamental en la respuesta a la
preocupación por la protección del medio ambiente y la seguridad del suministro
de energía [7,8].
Las tecnologías renovables son considera dos como fuentes
limpias de energía y el uso óptimo de estos recursos minimizar los impactos
ambientales, producen residuos secundarios mínimos y son sostenibles basada en
las actuales y futuras necesidades de la sociedad económica y social [9]. En el
presente contexto, se considera una fuente de combustible para reemplazar
parcialmente el uso de combustibles fósiles a través de procesos termo químicos
[10].
En este artículo de revisión se ha tratado de identificar
las posibles rutas termo conversión química de la biomasa. Energía cosechado a
través de esta ruta se integra con las aplicaciones industriales para
satisfacer sus necesidades de energía. Posibilidades de la gasificación de la
biomasa a nivel industrial, el aceite de pirólisis y sus posibilidades de
transporte, las aplicaciones del hidrógeno en pilas de combustible, el alcance
de la producción de carbón también ha presentado ampliamente en este trabajo.
DESARROLLO
1 biomasa clasificación
La biomasa incluye plantación que produce cultivos
energéticos, naturales verduras crecimiento y desechos y residuos orgánicos.
Esto puede ser clasificados de acuerdo con Panwar [11] y se presenta en la
figura. siguiente. lo
se pueden agrupar en:
i). Residuos agrícolas y forestales: los cultivos
silvícolas.
(ii). Cultivos herbáceos: malezas, pasto Napier.
(iii). Biomasa acuática y marina: algas, el jacinto de agua,
acuático
malas hierbas, plantas, praderas de pastos marinos, algas y
arrecifes de coral, etc
(iv). Residuos: residuos sólidos urbanos, lodos de
depuradora municipal, animal
desperdicios y desechos industriales, etc
2. El tipo de ruta termoquímica de conversión de biomasa
procesos Termoquímicos el más comúnmente es empleado para
convertir la biomasa en combustibles de valor de calefacción más altos [12]. La
ruta principal termal de conversión es incluyen la combustión directa para
proporcionar el calor, el combustible líquido y otros elementos para generar el
calor de proceso para termal y la generación de electricidad es resúmenes en el
Higo 2.
La gasificación de biomasa es un modo eficiente y ecológico
de producir la energía [13]. El proceso de gasificación es nada más que esto es
una conversión de combustible sólido en el combustible gaseoso para amplios
usos
¿Este proceso entero completado en gama elevada de
temperaturas de 800-1300? C [14] con la serie de reacción química es por eso
que esto viene bajo la conversión thermo química. La biomasa como un feedstock
es más prometedora que el carbón para la gasificación debido a su contenido
bajo de azufre y el carácter menos reactivo.
Los combustibles de biomasa son convenientes para el
sumamente la energía ciclos de generación de poder eficientes basados en la
tecnología de gasificación. También es encontrado conveniente para la
cogeneración. La combustión en el gasificador ocurre en el suministro limitado
de oxígeno pueden llamarle la combustión parcial de combustible sólido [15].
El producto resultante gaseoso se llamó el gas de productor
es una energía la mezcla rica de gas combustible H2, la COMPAÑÍA, CH4 y otras
impurezas como CO2, nitrógeno, azufre, compuestos de álcali y alquitrana [16].
La reacción química durante el proceso de gasificación ocurre y los componentes
de gas de productor son catalogados en Mesas 1 y 2, respectivamente.
2.1.1. Clasificación del gasificador de biomasa
El diseño de gasificador depende del tipo de combustible
usado, la introducción de aire en la columna de combustible y el tipo de cama
de combustión como mostrado en el Higo 3.
2.1.1.1. Gasificadores de cama fijos. La cama fija escribe
el gasificador simplemente que consiste en el reactor cilíndrico en el cual la
gasificación de combustible de biomasa sólida y el gas producido se mueven
hacia arriba o hacia abajo. Estos tipos de gasificador son simples en la
construcción y generalmente funcionan con la alta conversión de carbón, el
tiempo de residencia mucho tiempo sólido; la ceniza baja de la velocidad y baja
de gas transfiere [19]. Vario tipo de gasificadores de cama fijos funcionaba
por todo el mundo y más lejos estos pueden ser clasificados según el camino del
cual el aire primario gasificar la biomasa firma el gasificador.
Encima de esbozo:
Como el nombre indica, el aire es presentado en el inferior y la biomasa en la
cima del reactor. Proporcionan una rejilla metálica en el fondo del reactor que
apoya la cama de reacción como mostrado en el Higo 4 (a). La combustión
completa de trabajo por horas ocurre en el fondo de la cama, liberando CO2 y
H2O. ¿Estos gases calientes (~1000? ¿C) pasan por la cama encima, dónde los
reducen a H2 y COMPAÑÍA y refrescados a 750? C. Siguiendo encima del reactor,
los gases que reducen (H2 y la COMPAÑÍA) pyrolyze la biomasa seca que desciende
y finalmente seca la biomasa entrante mojada, ¿salida del reactor en una
temperatura baja (~500? C). El gas es dibujado en el lado superior. El gas de productor
contiene más alquitrán por lo tanto ello no recomendado para usos de motor. Es
encontrado lo más conveniente para usos termales. Si esto funciona con el
combustible como el carbón vegetal, el gas de producto puede ser usado para la
generación de poder de motivo después de la limpieza y la refrigeración [20]
Abajo esbozo: Este tipo de gasificador encontró el más
conveniente convirtiendo el alto combustible volátil (la madera, la biomasa)
para bajo alquitranar el gas y el diseño por lo tanto más conveniente para la
generación de poder. En este tipo de gasificador, aire es presentado en el
corriente hacia abajo la cama embalada o combustibles sólidos y gas son
retirados en el inferior (mirar el Higo 4b).
Gasificador enfadado preliminar: Crossdraft gasificador
conveniente para combustibles de ceniza bajos como madera, carbón vegetal y
coque. ¿La carga después de la capacidad de gasificador crossdraft está
bastante bien debido al concentrado la zona parcial que funciona en
temperaturas hasta 2000? C. El tiempo de inicio (5-10 minuto) es mucho más
rápido que él de, este tipo de gasificador como downdraft y unidades updraft
[21]. La temperatura relativamente más alta en el productor enfadado preliminar
de gas tiene un efecto obvio sobre la composición de gas como el alto monóxido
de carbono, y el hidrógeno bajo y el contenido de metano cuando el combustible
seco como el carbón vegetal es usado (mirar el Higo 4c).
Gasificador de cama fluidizado: La cama fluidizada (FB) la
gasificación ha sido usada extensivamente para la gasificación de carbón a
partir de muchos años, su ventaja sobre gasificadores de cama fijos que ser la
distribución uniforme de temperaturas alcanzada en la zona de gasificación
[22]. En este tipo de gasificador, aire es hecho volar por una cama de
partículas sólidas en una velocidad suficiente para guardar estos en un estado
de suspensión. La cama por fuera es calentada y el feedstock es presentado en
cuanto una suficientemente alta temperatura es alcanzada.
Las partículas de combustible areintroduced en el fondo del
reactor como mostrado en el Higo 5, muy rápidamente surtido con el material de
cama y casi al instante se calentaron a la temperatura de cama. Como
consecuencia de este tratamiento el combustible es pyrolyzed muy rápido,
causando una mezcla componente con una cantidad relativamente grande de
materiales gaseosos. La remota gasificación y reacciones de conversión de
alquitrán ocurren en la fase de gas.
La mayor parte de sistemas son equipados con un ciclón
interno para reducir al mínimo el pinchazo de trabajo por horas tanto como
posible. Las partículas de ceniza también son transferidas la cima del reactor
y tienen que ser quitadas de la corriente de gas si el gas es usado en usos de
motor.
Figura 1
Figura 2
Tabla3
Tabla4
2.1.2. El diseño de gasificador
Su diseño está basado en la exigencia de energía y ello
puede ser completado con pasos siguientes [24]:
Tabla5
Tabla6
2.1.3. Estudios de caso
Hay número de gasificadores ha sido instalado en el sitio
industrial para el empleo real. Algunos de ellos son estudiados y presentados
aquí: Gordillo y Belghit [25] desarrollan un modelo numérico para el
gasificador solar down draft a la gasificación del trabajo por horas de biomasa
(biochar) con el vapor. El modelo encontró que la eficacia de sistema podría
ser tan alta como el 55 % para pequeñas velocidades de vapor, disminuciones de
eficacia de conversión de energía cuando la velocidad de vapor es aumentada y
cuando la cama es calentada rápidamente.
Ellos concluyeron del modelo que la estructuración down draft
podría ser una gran solución para mejorar el funcionamiento de la cama embalada
y gasificadores de cama fluidizados con la radiación concentrada solar en el
lado superior del reactor. El gas producido es un gas sintético de alta
calidad, en el cual el H2 es el componente principal seguido de la COMPAÑÍA; la
producción de CO2 es pequeña porque ninguna combustión es conducida.
Una investigación experimental fue conducida por Dogru et
al. [26] para evaluar potencial de gasificación de cáscaras de avellana. El
sistema experimental usado para experimentos es ilustrado en el Higo 6. Ellos
fueron relatados que la operación óptima del gasificador es encontrada para
estar entre 1.44 y 1.47 Nm3/kg de proporciones de combustible de aire en los
valores de 4.06 y 4.48 kilogramos/h de tarifa de comida mojada que produce el
gas de productor con un Valor calorífico bueno Grueso de aproximadamente 5
MJ/M3 en un flujo volumétrico de 8-9 N m3/h el gas de producto. El gasificador
produce bajo el alquitrán y el trabajo por horas en una proporción de 0.005 y
0.051 de la comida, respectivamente. Fue concluido que las cáscaras de avellana
fácilmente podrían ser gasificadas en un gasificador down draft para producir
el gas de buena calidad con el mínimo que contamina subproductos.
Ellos fueron sugeridos que, en vista de la facilidad de
operación, gasificadores en pequeña escala pueden hacer una contribución
importante a la economía de áreas rurales donde los residuos de loco son
abundantes. También se sugería que la gasificación de residuos de cáscara es
una alternativa limpia a combustibles fósiles y el gas de producto directamente
puede ser usado en motores de combustión internos de gas.
En el mismo forman que un estudio experimental sobre el
gasificador en la industria alimenticia fue conducido por Pangar et al. [27].
Al principio la industria fue manejada con licuan el gas de petróleo (el GLP)
como el combustible. Su experimento revela que 6.5 kilogramos de GLP totalmente
son substituidos en 38 kilogramos de madera clasificada en la base por hora.
¿La temperatura máxima del horno en ninguna carga lograda era 367? C en 130
minuto en 100.7 Nm3 h-1 caudal de gas. Este sistema ha pasado un ahorro de
aproximadamente 19.5 toneladas de GLP más de 3000 h de operación, implicación
un ahorro de aproximadamente 33 toneladas de emisión de CO2, así un candidato prometedor
por el mecanismo de desarrollo limpio. Reposte el análisis económico de sistema
de gasificador mostró que el ahorro era aproximadamente 13,850 US$ para 3000 h
de cocer al horno la operación.
Rathore et al. [28] instaló un corazón abierto el
gasificador de biomasa de tipo en el Fosfato de M/S India Pvt. Ltd., Udaipur
para calentarse y concentrar ácido fosfórico. El gasificador instalado consume
100-120 kilogramos/h de madera clasificada y el valor calorífico de gas de
productor fue registrado como 4.35 MJ Nm-3. Ellos fueron relatados que el
sistema de gasificador realiza constantemente bien en industrias para el uso
termal que no sólo el medio de conservación de energía, pero también hay enorme
alcance para conservar el combustible fósil y la reducción de gases
invernaderos también.
Una investigación experimental sobre el gasificador de
biomasa abajo preliminar fue realizada con el combustible leñoso y densificado
por Panwar [29]. El gasificador que tiene 180 capacidad kWth y se relataba que
el combustible densificado satisfactoriamente gasifica. El funcionamiento de
gasificador con combustibles diferentes muestra que el valor calorífico de gas
de productor variado en la gama de 4.3-4.8 MJ m-3 y la eficacia fría de gas en
la gama del 66-73 %. ¿Las temperaturas de llama del gas de productor para todas
las acciones de comida variadas en la gama de 750-857? C. El gasificador usado
para el estudio en el sitio industrial es ilustrado en el Higo 7. El estudio
mostró que había un problema de flujo con el combustible densificado. Para
vencer este problema, recomiendan a chocar con previsto o pocking. Un ahorro de
alrededor de 23.58 US$ por día de operación de capacidad de combustible está
siendo efectuado sobre el combustible y el carbón acreditado en la ventaja
adicional.
Jaojaruek et al. [30] experimentos conducidos sobre tres
accesos de gasificación diferentes: etapa sola, twostage convencional, y un
aire innovador de dos etapas y acercamiento de aire/suministro de gas
presurtido. Ellos parcialmente evitaron el gas de productor para mezclarse con
el aire y suministrado para quemarse en la zona de pirólisis y fue observado
que la calidad de gas de productor generada por el acercamiento innovador de
dos etapas considerablemente mejorado comparando con convencional de dos
etapas. El valor de calefacción más alto (HHV) aumentado de 5.4 a 6.5 MJ/NM3.
El contenido de alquitrán en el gas de productor redujo a menos de 45 mg/Nm3.
Con este acercamiento, gas puede ser alimentado directamente a un motor de
combustión interno. Había mejora considerable de la gasificación la eficacia
termal y ello aumentada en aproximadamente el 14 %. Este acercamiento nuevo
cede dobles ventajas sobre la calidad de gas y el ahorro de energía.
Una investigación experimental de un gasificador de biomasa
fue realizada usando la madera de muebles y patatas chips de madera por Zainal
et al. [31]. El sistema experimental de sistema es presentado en el Higo 8.
Ellos divulgaron que el valor calorífico de los aumentos de gas de productor
con la proporción de equivalencia al principio, logra un pico y luego se
disminuye con el aumento de la proporción de equivalencia. También fue
observado que la conversión completa de carbón al combustible gaseoso no ha
ocurrido aún para la proporción de equivalencia óptima. La eficacia fría de gas
del gasificador de biomasa fue encontrada en la orden aproximadamente del 80 %
mientras que la eficacia total del sistema de producción de energía eléctrica
de biomasa es de la orden del 10-11 %. El consumo específico del material de
biomasa es encontrado para ser de la orden de h de 2 kilogramos/kWs.
FIGURA 7
FIGURA 8
De modo similar Sheth y Babu [32] investigan el
funcionamiento de gasificador que usa la basura generada haciendo muebles.
Dalbergia sisoo, generalmente sabido como el sésamo de madera o se elevó la
madera principalmente es usada en los muebles y las pérdidas del mismo fueron
usadas como una acción de comida para el estudio experimental. Sobre la base de
sus resultados ellos divulgaron que un aumento del contenido de humedad, la
tarifa de consumo de biomasa se disminuye y con un aumento de los aumentos de
tarifa de consumo de biomasa de caudal de aire. El valor calorífico, la
pirólisis divide en zonas la temperatura y la oxidación divide en zonas el
máximo de temperaturas en la proporción de equivalencia (') = 0.205. Sin
embargo, el valor calorífico se disminuye para una proporción de equivalencia
en los límites de 0.205 a 0.35. También fue concluido que el valor de eficacia
fría de gas era 0.25 para ' = 0.17. Se hace casi doble con un pequeño aumento
de 0.035 en el valor de’. El efecto de ' sobre la eficacia fría de gas es
relativamente inferior para los valores más altos de’.
Sharma [33] condujo el estudio experimental sobre 75 kWth
(mirar el Higo 9), el gasificador de biomasa para evaluar el perfil de
temperaturas, la composición de gas, el valor calorífico y tendencias para la
gota de presión a través de la cama de gasificador porosa, el tren que limpia
refrigeración y a través del sistema en total en ambo tiroteo así como el modo
de no tiroteo. Fue encontrado esto la gota de presión a través de la cama
porosa, el tren que limpia refrigeración, y refrigeradores de rocío es
encontrada para ser sensible al aumento del caudal, mientras los filtros de
cama de arena son encontrados para ser una función fuerte de tamaño de
partícula de cuarzo además del caudal por ellos.
El tar/particulate depositado sobre las partículas de cuarzo
que constituyen el lecho filtrante da la gota de presión relativamente más alta
a través de ellos. Para vencer de este problema de gota de presión la sacudida
regular de rejilla es esencial antes de un cierto intervalo. En el tiroteo del
modo, la temperatura más alta en la cama tiende a la mejor conversión del Higo
9 non-combustibles. Una vista de 75 kWth, gasificador de biomasa. El componente
(como CO2, H2O) en el componente combustible (como la COMPAÑÍA, H2) en el gas
de pasar y, así, se mejora en el valor calorífico de gas de producto. Cualquier
aumento de la temperatura en la cama debido a enérgico de reacciones o
cualquier otra razón como el aumento de caudales de gas tiende a la resistencia
más alta a fluir por la cama porosa y gotas de presión así más altas.
García-Bacaicoa et al. [34] investigan el comportamiento de
descomposición termal de las mezclas de partículas de madera y el alto
polietileno de densidad (HDPE) en condiciones de atmósferas diferentes en un
gasificador down draft que tiene la capacidad de consumo de combustible de 50
kilogramos/h. Una disposición experimental es ilustrada en el Higo 10. Para
hacer así, los experimentos fueron conducidos con la biomasa sólo y con mezclas
hasta el 15 % HDPE. Ellos divulgaron que los componentes principales del gas
generado eran N2 (el 50 %), H2 (el 14 %), COMPAÑÍA (el 9-22 %) y CO2 (el 7-17
%) y su relativamente alto valor calorífico era adecuado para usarlo en un
generador de motor de combustión interno que consiste en un motor diésel
modificado acoplado con un 25 alternador kVA.
Abra el corazón abajo bosquejan el sistema de hornilla de
gasificador que tiene la capacidad 1.25 GJ/H, convenientes para el uso termal
fueron instalados en M/s Dinesh Pvt Farmacéutico. Ltd., Nandesari, para
generación de vapor por Sardar Patel Instituto de investigación de Energía
renovable (SPRERI) como mostrado en el Higo 11 [35]. La hornilla de gas de
productor fue usada en el modo dual de combustible (el 60 % LDO (el gasóleo
ligero) el gas de productor del +40 %). Se relataba que el gasificador instalado
consumió 78-80 kilogramos/h de madera y substituyó el 40 % (20 l por hora) LDO.
El sistema fue probado durante un período acumulativo de 600 h que usa la
serrería la basura leñosa como feedstock en las carreras de prueba de 15-18 h.
El sistema estaba en la posición para ahorrar sobre Rs. 221.8 por hora por
usando combustible dual (el 60 % LDO + gas de productor del 40 %) para
generación de vapor.
El paquete de práctica fue desarrollado por IISC, Banglore
para secar la flor de caléndula con la cima abierta downdraft el gasificador.
El gasificador desarrollado está en la posición a sustituye la l de 2000 de
diésel o LDO por día completamente. El sistema maneja más de 140 h por semana
sobre un casi el modo de no parada y más de 4000 h de operación que substituye
el combustible fósil completamente [36].
Hay número de unidades de generación de poder de
electricidad que funcionan con la biomasa como el combustible primario.
Turnbull [37] estudió 46 tales centrales eléctricas que trabajan en California
central y del norte que usa desechos de madera y/o residuos agrícolas para
encender turbinas de vapor. Las plantas son abastecidas de combustible por el
aserrín o desechos de proceso de pulpa, el combustible de cerdo, la aclaración
en bosque, limpian la tierra la madera llena, el huerto y desechos de viñedo, y
otros residuos agrícolas. La planta más pequeña proporciona menos de 3 MW de
poder con la rejilla de utilidad y casi 50 MW más grandes. En general ellos
consumen más de 7 millones de huesos toneladas secas (BDT) de combustible cada
año, usando aproximadamente 1 BDT para generar 1 h MW, una eficacia total
aproximadamente del 20 %.
La integración de gasificadores con turbinas de gas no es
una nueva técnica. Esto hace posible de alcanzar la alta eficacia y costos de
inversión de unidad bajos en el poder de biomasa de escala modesta que genera
la utilidad. La electricidad producida con la turbina de gasificador/gas
integrada por biomasa (BIG/GT) sistemas de poder sería competitiva con la
electricidad producida del carbón y la energía nuclear bajo una amplia gama de
circunstancias
La biomasa también ofrece ventajas principales ambientales.
Usos iniciales serán con residuos de biomasa generados en industrias de
producto forestal y agro-. Tarde o temprano, requieren que la plantación de
energía controle la central eléctrica para términos largos [38].
Un estudio comprensivo sobre resultados económicos,
emisiones de CO2 y el empleo de energía con la biomasa integró la gasificación
el ciclo combinado (BIGCC) para la pulpa y la industria de producción de papel
como mostrado en el Higo 12 fue conducido por Wetterlund et al. [39]. El
estudio de casos BIGCC muestra un potencial constante para reducir el empleo de
energía primario, debido a la disminución sustancial en la demanda de la
electricidad marginal. Si la producción de electricidad marginal es la alta
emisión (el poder de carbón), esto también conduce a una disminución en
emisiones de CO2 globales. Finalmente, ellos concluyeron que si el objetivo es
poner en práctica la gasificación de biomasa en la pulpa y la producción de
papel como el medio de encontrarse tanto objetivos económicos como ambientales,
la gasificación de biomasa para la producción de electricidad podría
proporcionar una solución más robusta que la gasificación para la producción de
biocarburante. La eficacia total termal del sistema estaba alrededor del 39.53
%. Los parámetros techno económicos, p. ej., ganan neto el valor de presente,
la proporción de coste de ventaja y devuelven el período también fueron
analizados y fue encontrado para ser Rs. 4,41,987; 2.11 años y 3.5 años,
respectivamente.
Hay posibilidad masiva de utilizar el gas de productor para
generar el calor de proceso o la generación de poder de motivo, pero la
atención especial para ser pagada la combustión apropiada de gas de productor.
La hornilla de gas de productor de tipo en cuanto a esto presurtida fue
diseñada y su funcionamiento fue evaluado por Panwar et al. [42]. La hornilla
desarrollada se aparea con el gasificador de biomasa de tipo de downdraft como
mostrado en el Higo 13. Ellos estudiaron características de emisión y
encontraron bajo NOx y la emisión de CO en 125 Nm3 h-1 comparando con él de 75
y 100 Nm3 h-1. ¿Temperatura de llama máxima (753? C) fue registrado en de
distancia radial de 10 cm axial y de 10 mm.
La gasificación de biomasa para generar el gas sintético
crudo usado en procesos de fermentación anaerobios es una de varias tecnologías
emergentes para la producción de biocarburantes de la biomasa. El proceso de
fermentación de gasificación puede utilizar una amplia variedad de biomasa
lignocelulósica como hierbas de pradera, patatas chips de madera, y empapelar
desechos, además de la biomasa no lignocelulósica como desechos sólidos
municipales [43].
FIGURA9
FIGURA 10
FIGURA 11
FIGURA 12
FIGURA 13
En la combinación de contexto presente de gasificación de
biomasa con pilas de combustible sólidas de óxido (SOFCs) alcanza más interés
de investigación como un método eficiente y ecológicamente benigno de producir
la electricidad y el calor de proceso [44]. Propusieron al concepto similar con
la biomasa la pila de combustible de gasificación integrada por Nagel et al.
[45].
La alta gasificación plasma de temperaturas considera la
escala de energía eficiente debido al plasma por la comparación con la
existencia thermo procesos químicos están en los altos gases de valor de
calefacción, el control de procedimiento y el consumo de energía inferior por
unidad de salida. De un kilogramo de madera de humedad del 20 % es posible
obtener 4.6-4.8 MJ de electricidad (la red de entrada de electricidad) y
9.1-9.3 MJ de energía termal usando la madera con la composición media elemental
y con un contenido de energía LHV de 13.9 MJ, usando Brayton combinado y el
ciclo De vapor que genera la planta. Una planta de gasificación de plasma de
aire que usa la corriente alterna (la corriente alterna) las antorchas de
plasma fueron integradas con un modelo termodinámico mostrando que la energía
química en el gas sintético producido era 13.8-14.3 MJ/KG con una entrada de
poder de 2.2-3.3 MJ/KG [46].
2.2. Pirólisis de biomasa
La pirólisis de biomasa generalmente es clasificada en el
proceso termoquímico de conversión [47]. Aunque la pirólisis sea todavía en la
etapa que se desarrolla, pero mirando hacia el argumento de energía presente,
la pirólisis ha recibido la atención especial como esto puede convertir la
biomasa directamente en (el carbón vegetal) sólido, el líquido (el aceite bio),
y gaseoso (abastecer de combustible el gas) productos por la descomposición
termal de biomasa en ausencia del oxígeno [48,49].
La pirólisis remonta a veces al menos antiguas egipcias,
cuando el alquitrán para calafatear barcos y ciertos agentes de embalsamamiento
fue hecho por la pirólisis. En los años 1980, los investigadores encontraron
que la producción de líquido de pirólisis podría ser aumentada usando la
pirólisis rápida donde una biomasa feedstock es calentada en una tarifa rápida
y los vapores producidos también son condensados rápidamente [50]. Esto es el
corazón de todos los procesos termoquímicos de combustible de conversión y
hacerse una avenida para producir el petróleo como productos de la biomasa. El aceite
pirolítico puede ser usado directamente como un combustible líquido para la
caldera, el motor diésel, la turbina de gas para el calor y la generación de
electricidad, o catalytically mejorado para transportar combustibles de grado
[51,52]. En todos los procesos termoquímicos de conversión, la pirólisis juega
un papel clave en la cinética de reacción y de ahí en el diseño de reactor y la
determinación de la distribución de producto, la composición, y propiedades
En la madera sacó el aceite de pirólisis, compuestos
específicos oxigenados están presentes en cantidades relativamente grandes
[50,54,55]. La calefacción rápida y la extinción rápida produjeron los
productos de líquido de pirólisis intermedios, que se condensan antes de que
remotas reacciones se estropeen la especie de peso molecular más alta en
productos gaseosos. Altas tarifas de reacción reducen al mínimo la formación de
trabajo por horas. En algunas condiciones, ningún trabajo por horas es formado
[56]. Las variantes de pirólisis principales son catalogadas en la TABLA 3.
FIGURA14
2.2.1. Clasificación de proceso de pirólisis.
El proceso de pirólisis ampliamente secreto sobre la base de
condiciones de operación y su clasificación es representado en el Higo 14. La
calidad y la cantidad de pasar productos obtenidos de la pirólisis de biomasa
dependen principalmente de la composición química del feedstock y la
temperatura de funcionamiento [58].
2.2.1.1. Pirólisis lenta.
La pirólisis lenta es conocida y por lo general aparece en
el horno tradicional al carbón. La pirólisis lenta de biomasa es asociada con
el alto continente al carbón [59]. La temperatura de funcionamiento en la
pirólisis lenta trata por lo general en la gama de 550-950 K
3.2.1.2. Fast pyrolysis
¿En la biomasa de proceso de pirólisis rápida es thermolys
en la temperatura elevada (577-977? C) en las condiciones inertes atmosféricas.
La producción de procesos de pirólisis rápidos es 60-75 % de peso de aceite bio
líquido, 15-25 % de peso de trabajo por horas sólido, y 10-20 % de peso de
gases no condensables, dependiendo el feedstock usó [50]. Los rasgos esenciales
de un proceso de pirólisis rápido pueden ser clasificados en cuatro grupos
[50,59,60]: (1) la muy alta calefacción y tarifas de transferencia térmica son
usadas, que por lo general requiere un fino la comida de biomasa de tierra, (2)
una temperatura de reacción de pirólisis con cuidado controlada es usada, a
menudo en la 700-775 gama de K, (3) veces de residencia de vapor cortas son
usadas (típicamente <2 s), (y 4) los vapores de pirólisis y aerosoles
rápidamente son refrescados para dar el aceite bio. El proceso de pirólisis
rápido es ilustrado en el Higo 15 [61].
3.2.1.3. Flash pyrolysis
Este empleo de proceso para producir petróleo crudo de
biomasa equivalente de petróleo con eficacia de alta prestación de hasta el 70
% [62-64]. El petróleo crudo refinado puede ser usado generar el calor o la
generación de poder de motivo. ¿La temperatura de funcionamiento de pirólisis
de destello está en la gama de 777-1027? C. El producto final de este proceso
el agua pirolítica, que es una de las desventajas principales del aceite bio
produjo [49].
Tabla 3
Figura15
2.2.2. Estudios de caso
Korkmaz et al. [65] investigan el estudio de pirólisis con
tetra pak que extensamente es usado como una bebida aséptica el material de
embalaje. ¿Los experimentos de pirólisis fueron realizados en la atmósfera de
nitrógeno que usa un reactor de pirólisis de semihornada con la temperatura
diferente (400-600? C). La pirólisis de desechos cedió el gas y la cera además
del residuo de carbón y el aluminio puro. El trabajo por horas obtenido de la
pirólisis era conveniente para usar como el combustible sólido debido a su alto
valor calorífico y el contenido de ceniza bajo. El producto de gas sobre todo
fue formado de la degradación de cartón y contuvo la alta proporción de óxidos
de carbón.
Balat y Demirbas [66] condujo un experimento de escala de
laboratorio para extraer el aceite pirolítico de la madera de aliso negra. Un
experimental instalado para el mismo es representado en el Higo 16. Ellos
encontraron que las producciones de conversión contra el tiempo por la pirólisis
de muestras de madera de aliso negras bruscamente fueron aumentadas a partir de
10 a 20 minuto de aproximadamente 23.1 al 66.4 %, respectivamente. Mientras las
producciones del aceite bio contra el tiempo por la pirólisis de muestras de
madera de aliso negras muy bruscamente fueron aumentadas a partir de 10 a 25
minuto de aproximadamente 9.3 al 36.4 %, respectivamente. El contenido de
oxígeno es dependiente del contenido de agua del aceite bio. El aceite bio sin
el agua contiene 22-30 oxígeno de % de peso. También fue observado que las
producciones de carbón vegetal eran 77.2 y el 31.4 % durante 10 y 35 minuto,
respectivamente.
Chen et al. [67] la hornada conducida escribe el experimento
sobre la pirólisis/gasificación de biomasa para extraer el gas de producto de
la paja de arroz y el aserrín. El higo 17 representa el sistema experimental en
la escala de laboratorio que puede contener hasta 500 g de multa de aserrín.
¿Ellos encontraron sobre el punto de vista económico que la temperatura de 700?
C para el Higo 16 que se raja. La vista esquemática de experimento propuesto
para aceite de pirólisis. el reactor, como se piensa, es preferible. El estudio
revela que la producción de gas de producto de la pirólisis de biomasa es
sensible a los parámetros de operaciones mencionados anteriormente, y el gas de
producto que calienta el valor es alto, hasta 13-15 MJ/NM3. Fue concluido que
una forma rectangular del reactor de pirólisis es ventajosa comparada a un
reactor cilíndrico.
La biomasa para la gasificación de arrastrar-flujo tiene que
ser pretratada para bastante aumentar su valor de calefacción y hacerlo más
fácilmente transportable. La temperatura de pirólisis tenía efectos
significativos sobre la composición, la estructura, el valor de calor del
gaseoso, el líquido de alquitrán y el semitrabajo por horas productos sólidos.
Esto quitó a los componentes más oxigenados de biomasa mientras
considerablemente aumentado su densidad de energía. El ángulo de reposo, el
ángulo de fricción interna de semitrabajo por horas se disminuye obviamente; la
densidad de bulto de semitrabajo por horas es más grande que la de biomasa.
Esto podría favorecer la comida de biomasa. ¿Considerando la producción,
calentando el valor y las características de transporte del producto de
semitrabajo por horas sólido, la mejor temperatura de pirólisis era 400? C y el
pasar composiciones químicas mostradas muestran en la Mesa 4 [68].
Figura 16
el pasar composiciones químicas mostradas es mostrado en la
Mesa 4 [68]. Sobre la temprana etapa el estudio similar fue conducido en el
Instituto de Georgia de Tecnología sobre la producción del aceite de la biomasa
que usa la pirólisis de flujo arrastrada por Kinght et al. [69]. Ellos manejan
la unidad desarrollada en la tarifa de comida de 56 kilogramo/h y el recinto de
equilibrio encontrado de masas del 96.8 % y la producción del aceite de masas
era aproximadamente el 41.3 %.
Una investigación experimental para valorar las
características de pirólisis de residuos agrícolas como la paja de arroz, el
aserrín y el tallo de algodón fue realizada por Chen et al. [70]. Los productos
finales de tal biomasa después de la pirólisis son la mención en la Mesa 5 y
esto revela que la producción de gas es suficientemente alta para el aserrín
hasta 64 % de peso de la biomasa original, para la paja de arroz hasta 57 % de
peso, mientras el alquitrán es sumamente bajo.
Figura 17
2.2.3 efecto de temperatura sobre material de acción de
comida en proceso de pirolisis
Hay varias biomasas consideradas como feedstock el material
para usos de gasificación y la pirólisis. El bagazo de uvas consideró feedstock
principal en Turquía. El bagazo básicamente de uvas es el residuo de vino y la
industria de jugo y es usado generalmente como el pienso. Mucho investigador
condujo su estudio sobre la conversión de bagazo de uvas a productos valiosos
por varios métodos como la pirólisis [7,71,72]. Recientemente un estudio sobre
la pirólisis de bagazo de uvas fue investigado por Demiral y Ayan [73] con el
objetivo de identificar condiciones de proceso óptimas para maximizar la
producción bio del aceite. ¿Ellos encontraron que la producción máxima del
aceite del 27.60 % fue obtenida en la temperatura de pirólisis final de 550?
¿C, caudal amplio de gas de 100 cm3/min y tarifa calentador de 50? C/min en un
reactor de cama fija. Los aceites bio obtenidos del bagazo de uvas fueron
ofrecidos como un candidato ecológico feedstock por biocarburantes.
Kim et al. [74] cáscaras de grano de palma pyrolyzed y
determinan la influencia de temperatura de reacción, el tamaño de comida y la
tarifa de comida sobre el espectro de producto. ¿Ellos divulgaron que la
producción máxima bio del aceite era 48.7 % de peso del producto en 490? ¿C y
la producción máxima de fenol más compuestos fenólicos ascendió a
aproximadamente 70 porcentaje de área en 475? C. La producción de lignin
pirolítico después de su aislamiento del aceite bio era aproximadamente 46 % de
peso. El efecto de temperatura sobre la distribución de producto es presentado
en el figura 18.
Cosechando de aceite de pirólisis de cuatro especie
seleccionada (la cáscara Olivácea, la cáscara de avellana, la madera de picea,
y la madera de la haya) en la temperatura diferente fueron analizados por
Demirbas [75]. Sobre la base de resultados experimentales se relataba que la
fracción grande del aceite es la fracción fenólica, consistiendo en las
relativamente pequeñas cantidades de fenol, eugenol, cresols, y xylenols y las
cantidades mucho más grandes de polifenoles alkylated. El contenido de aceite
de pirólisis y los valores de calefacción más altos de los aceites varían de
32.1 al 49.3 % de base seca y ashfree y de 22.5 a 25.7 MJ/KG, respectivamente.
El higo 19, revela las producciones de productos líquidos de la cáscara de
avellana, la cáscara olivácea, y la haya y las muestras de madera de picea
aumentaron del 36.3 % al 47.5 %, del 38.0 % al 48.9 %, del 34.8 % al 45.4 %, y
del 32.2 % al 43.1 % cuando la temperatura de pirólisis fue aumentada de 625 a
800 K y luego disminuida de 47.5 al 40.0 %, de 48.9 al 42.6 %, de 45.4 al 37.3
%, y de 43.1 al 34.9 %, la temperatura de pirólisis final fue aumentada de 800
a 875 K, respectivamente.
Commandre et al. [¿76] madera pyrolyzed en un reactor de
flujo arrastrado en alta temperatura (650-950? C) y en condiciones de
calefacción rápidas (> 103 K/s). Durante el tamaño de partícula de
experimentos guardado entre 80-125 _m y 160-200 _m. Fue elevado que la
temperatura mejora la producción de hidrógeno en el producto gaseoso mientras la
COMPAÑÍA cede disminuciones. ¿Bajo atmósfera de nitrógeno, después de 2 s en
950? C, el 76 % (daf) de la masa de madera es recuperado como gases: COMPAÑÍA,
CO2, H2, CH4, C2H2, C2H4 y H2O. Un experimento realizado bajo la presión
parcial de vapor mostró que la producción de hidrógeno ligeramente es realzada.
Figura18
Figura 19
Fig20
2.2.4 Subproductos potenciales: hidrógeno
El hidrógeno como un portador de energía puede jugar un
papel importante como una alternativa a combustibles convencionales para el transporte.
Esto tiene el contenido de energía más alto por unidad de masa comparando con
el combustible químico y puede ser substituido en el lugar de hidrocarburos en
una amplia gama de usos, a menudo con la eficacia de combustión aumentada. Su
proceso ardiente es no contaminante y esto puede ser usado en las pilas de
combustible producir tanto electricidad como el calor útil [77,78]. Hay dos
rutas principales para la producción a base de biomasa de hidrógeno, rutas a
saber termoquímicas y biológicas de conversión. El higo 20 muestra los senderos
principales para la producción de hidrógeno de la biomasa [79]. Las tecnologías
termoquímicas de conversión, la gasificación de biomasa ha atraído el interés
más alto como esto ofrece la eficacia más alta comparada a la pirolisis
Los factores que influyen en la opción de proceso son el
tipo y la cantidad de biomasa feedstock [84]. Dos tipos de biomasa feedstock
están disponibles para ser convertido en el hidrógeno [85]: (i) cosechas de
bioenergía dedicadas, y (ii) residuos/orgánico menos caros gastan de la
agricultura regular agrícola. Dan a la lista de biomasa feedstocks usado para
la producción de hidrógeno en la Mesa 6
En el tema de varios objetivos, un objetivo principal del
estudio presente es repasar los estudios conducidos sobre la producción de
hidrógeno de la biomasa por rutas termoquímicas de conversión (TCCRs) sólo. La
ventaja del TCCRS consiste en que su eficacia total (termal al hidrógeno) es
más alta ( = el 52 %) y el coste
de producción es inferior [87] la producción de .The de hidrógeno que puede la
b producida de la biomasa es relativamente baja, el 16-18 % basada en el peso
de biomasa seco [88]. TCCRs tienen tres subtítulos una pirólisis, la
gasificación y la gasificación supercrítica de agua (SCWG) como ya hablamos en
secciones anteriores.
Sin embargo, la producción de hidrógeno de estas rutas es la
parte de esta sección específica. En el proceso de pirólisis, el aceite bio (el
líquido de pirólisis) es usado como una materia prima para la producción de
hidrógeno por el proceso de reformar de vapor. Esto es una reacción
endotérmica. En la gasificación de biomasa, también es usado para la producción
de combustible de limpiador, la biomasa es convertida completamente a la
COMPAÑÍA y H2 aunque, prácticamente algún CO2, agua y otros hidrocarburos
incluyendo el metano también la parte de gasificación ideal. Las composiciones
de trabajo por horas ocurridas por la pirólisis rápida de biomasa pueden ser
gasificadas con la gasificación de agentes para el hidrógeno. El aire, el
oxígeno y el vapor extensamente son usados gasificando a agentes.
En la pirólisis y el proceso de gasificación, beba el cambio
de gas es usado convertir el gas reformado en el hidrógeno, y la presión se
balancea la adsorción (PSA) es usada purificar el producto. Para optimizar el
proceso para la producción de hidrógeno, un número de esfuerzos han sido hechos
por investigadores para probar la producción de hidrógeno de la
gasificación/pirólisis de biomasa con varios tipos de biomasa y en varias
condiciones de funcionamiento. Florín y Harri [89] gasificación investigada de
vapor de biomasa, en la presencia de un óxido de Calcio (CaO) sorbent para
captura de CO2, como un sendero prometedor para producción renovable y
sostenible de hidrógeno (H2). El higo 21 muestra el diagrama de proceso de
estudio.
Sobre el principio similar un estudio fue conducido en Japón
con la madera de roble para la gasificación de vapor que usa CaO como un CO2
sorbent por Hanaoka et al. [90] y ellos divulgaron que la producción de H2
aumentó con la temperatura de reacción creciente. Ahmed y Gupta [91]
investigado las características experimentalmente principales de producción
gaseosa de gasificación de vapor. Los resultados de gasificación de vapor
fueron comparados a la de pirólisis. ¿La gama de temperaturas investigada era
600-1000? C. Los resultados de gasificación de vapor fueron comparados a la de
pirólisis en mismas temperaturas. Para carreras de gasificación de vapor, el
caudal de vapor fue guardado constante en 8.0 g/minuto. La destrucción
material, la producción de hidrógeno y la producción de energía eran mejor con
la gasificación comparando con la pirólisis. Esta ventaja del proceso de
gasificación fue atribuida principalmente al proceso de gasificación de trabajo
por horas. Una superposición parcial existió entre la gasificación y la
pirólisis.
figura22 |
La mayor parte de investigadores realizaron los experimentos
de producción de hidrógeno con reactores de tipo de hornada [90,92,93],
difundiendo reactores de cama fluidizados [94,95] y burbujeando reactores de
cama fluidizados [96,97]. Sus estudios generalmente incluían un reactor
principal y un gas y el sistema de recogimiento de alquitrán. Sin embargo,
algunos problemas fueron encontrados en estas investigaciones: baje la
producción de hidrógeno y el alquitrán severo y la formación de trabajo por
horas. Para solucionar estos problemas, tratamientos catalíticos como proponen
a caminos comunes para reducir el contenido de alquitrán en el biogás y los
catalizadores podrían ser usados con eficacia eliminar el alquitrán en el
proceso de gasificación de biomasa.
El efecto de catalizador sobre productos de gasificación es
muy importante. El empleo del catalizador no afectó las producciones de gas,
pero la composición de los gases fuerte fue influida. El contenido de H2 y CO2
aumentó, mientras la de COMPAÑÍA se disminuyó; la reducción del contenido de
compuestos orgánicos también observó. El aumento del hidrógeno era
probablemente debido a la influencia de catalizador sobre la reacción de cambio
de agua de gas. La dolomita, Ni-based catalizadores y óxidos alcalinos metálicos
extensamente es usada como catalizadores de gasificación [98-100]
Muchos investigadores desarrollaron a los reformadores
diferentes secundarios que seguido de un gasificador. El reformar de gas
sintético y alquitrán incluye tres métodos de un punto de vista de reacción que
es el reformar de vapor, el reformar de catalizador y CO2 reformando [101].
Asimismo un reformador nuevo se combinó con la gasificación de vapor de biomasa
continua propusieron por Ningbo et al. [102] para reformar el gas de productor
y alquitranes de la grieta, en los cuales un poroso de cerámica más bien que
cualquier catalizador estuvo lleno dentro del reformador secundario. En el
estudio experimental de gasificación de biomasa (el aserrín de pino) en
condiciones de operación diferentes ha sido realizado en un gasificador updraft
combinado con un reformador poroso de cerámica
Los efectos de temperatura de gasificador, vapor a la
proporción de biomasa (la S/B), y la temperatura de reformar sobre los
parámetros característicos de gas fueron investigados con y sin poroso de
cerámica lleno en el reformador. Una alta proporción de H2/CO, que se extiende
entre 1.74 y 2.16, puede ser obtenida del gas de producto el reformar poroso de
cerámica. En todos los casos, la concentración de hidrógeno muestra un
claramente el aumento comparado sin el reformar el proceso. Además, reformando
la temperatura mostró una influencia importante sobre la producción H2 y el
retiro de alquitranes. ¿Sobre la comparación sin el reformar el proceso, el
contenido máximo de hidrógeno había aumentado en el 45.4 % en 800? C, y el
contenido de TOC dejado caer de 2348 a 569.7 mg/l.
Otro que susodichos dos hablados, SCWG también surgiendo
como un nuevo campo de producción de hidrógeno porque este proceso directamente
puede tratar con la alta biomasa de contenido de humedad (> el 50 %). Tan,
la sequedad de biomasa puede ser evitada en este área. Este factor en el
proceso actúa como una ventaja en comparación con otros procesos. En general,
las propiedades del agua mostrada más allá del punto crítico juegan un papel
significativo para reacciones químicas, sobre todo en el proceso de
gasificación. Aquí, el agua es miscible con la sustancia orgánica encima del
punto crítico. Uno de los trabajos claves estaba sobre la gasificación
supercrítica de madera por Modell et al. [103] y una patente fue publicado a su
trabajo en 1978. Ellos relataron el efecto de temperatura y concentración sobre
la gasificación de glucosa y el aserrín de arce en el agua en los alrededores
de su estado crítico
Ningún residuo sólido o trabajo por horas fueron producidos.
Concentraciones gaseosas de hidrógeno hasta el 18 % fueron observadas. De ahí,
según susodichos artículos de investigación hablados y repasados, argumento de
producción de hidrógeno por la biomasa que usa TCCRs puede ser tomado como una
transición a largo plazo hacia un futuro de energía limpio y sostenible. En vez
de como un combustible limpio sin emisiones de CO2, esto también puede ser
usado en pilas de combustible para la generación de electricidad. La producción
de electricidad que usa una pila de combustible es una nueva alternativa para
recuperar la energía del hidrógeno
La producción de hidrógeno por la ruta diferente thermo
química de biomasa fue presentada por Wang et al. [104].
Pyrolysisofbiomass
→ H2 + CO2 + CO + Hydrocarbongases
Catalyticsteamreformingofbiomass
→ H2 + CO2 +CO
Gasificationofbiomass→
H2 +CO2 + CO + N2
El hidrógeno de desechos orgánicos generalmente estaba
basado en las reacciones siguientes:
Solidwaste →
CO + H2
Biomass +
H2O + Air → H2 + CO2
Cellulose +
H2O + Air → H2 + CO + CH4
2.3. Carbonización
La
combustión directa de biomasa, aunque eficiente comparado a la combustión de
carbón vegetal, es bastante inoportuna y contaminada debido a la formación de
humo extensa. El carbón vegetal por lo general es escogido como un combustible
debido a transportability más fácil y la producción de humo inferior. En el
contexto indio en este momento la disponibilidad de carbón vegetal en áreas
rurales puede hacer una contribución importante a la calidad total de vida
[105]. La conversión de madera en el carbón vegetal es un arte extendido y
arraigado en países en vía de desarrollo para proporcionar el combustible
económico tanto para mercados domésticos como para industriales [106]. Se
estima que en el mundo en desarrollo al menos mil millones y medio de personas realizan
sus necesidades de energía de la madera, como la leña o indirectamente como el
carbón vegetal [107,108]. ¿El carbón vegetal por lo general es hecho de
la materia orgánica (la biomasa) por un proceso de carbonización en el cual los
materiales son generalmente pyrolyzed en hornos al carbón por quemándose en las
temperaturas elevadas de 450-500? C en ausencia de oxígeno. El carbón vegetal
producido es un sólido sin la toxicidad, es estable y no fácilmente
descompuesta en la naturaleza [109]. Las faltas de biomasa de oxígeno se
descomponen en una variedad de sustancias el principal de cual es al carbón,
una negra porosa sólida consistiendo principalmente en el carbón elemental.
Otros componentes son la ceniza de la biomasa original hasta el 0.5-6 % y esto
depende del tipo de biomasa para ser carbonized. El carbón vegetal puede ser
hecho de muchas formas de biomasa, incluyendo residuos agrícolas y la basura de
madera [110]. Por desplegando briquetting tratan el carbón vegetal polvoriento puede
ser convertido en la alta densidad bolas concentradas por energía de
combustible u otras formas diferentes geométricas [111,112]. El carbón vegetal
también es considerado como el combustible de calidad para la gasificación
[113].
La
producción al carbón en altas temperaturas y en la presión atmosférica en los
límites del 36 % (seca el sustrato de celulosa) al 40 % (la humedad del 45 %,
la base seca) en la literatura [114]. La calidad de carbón vegetal depende
tanto de especie de madera usada como una materia prima como del uso apropiado
de la tecnología de carbonización [115]. El carbón vegetal de calidad fue
caracterizado por Chaturvedi [116] así: Esto conserva el grano de la madera;
esto es el motor negro en colores con un lustre brillante en un corte
transversal fresco. Es sonoro con un toque metálico, y no se arruga, ni lo hace
el suelo los dedos. Esto se flota en el agua, es un revisor malo de calor y
electricidad, y se quema sin la llama.
2.3.1. Las
etapas en formación carbón
La Madera
sufre cinco etapas diferentes de temperaturas a convertido esto en el carbón
enriquece el carbón vegetal. El higo 22 muestra las etapas diferentes de
formación al carbón.
2.3.2 otros
estudios
El carbón
vegetal de ramas desechadas y cimas de madera de una plantación Cryptomeria
después de la aclaración de la utilización un horno todavía operacional de
tierra fue producido por Lin y Hwang [117] en Taiwán condiciones climáticas
como mostrado en el Higo 23. Ellos fueron encontrados durante el estudio que el
carbón recuperado fijo alcanzó el 33.2 %, p. ej., un tercio de la biomasa el
carbón residual fue conservado como el carbón vegetal que de ser dejado sobre
la tierra forestal se descompondría y se convertiría en el dióxido de carbono,
y basado en un beneficio neto de kilogramo US$1.13 1 para el carbón vegetal, un
beneficio neto anual de US$ 14,665 podría ser realizado. Ellos también
concluyeron que charcoaling es la alternativa factible para promover la nueva
utilización de leñoso reside que no sólo reduciría emisiones de gas invernadero,
pero también proporcionaría ventajas potenciales a economías regionales en
países en vía de desarrollo.
La arcilla
y Worrall [118] investigan el alcance de carbonización en regueros de pólvora
de páramo británicos. Ellos relataron la pérdida de biomasa durante el fuego y
asociaron cambios de acciones de carbón, la producción negra de carbón era
aproximadamente 6.35 cm de g 2. O bien esto es el 4.3 % de carbón consumido
durante el fuego. Por extrapolando esto a través del Distrito Máximo el Parque
Nacional, hasta 125 mg de carbón negro puede ser producido por año.
figura23 |
El
potencial de mitigación de cambio climático de producción al carbón en África
Oriental por examina por Bailis [119]. Él encontró durante su estudio que Kenia
es un carbón vegetal principal que produce la región donde el carbón vegetal es
hecho como un subproducto de despacho de aduana de tierra para la producción de
grano comercial es modelado como el argumento "de negocio como
siempre". La magnitud de reducciones de emisiones de carbón varía
dependiendo la dirección de tierra así como la opción de tecnología de
carbonización. La línea de fondo de tierra fija cede el equivalente de
reducciones de emisión annualized de carbón con 0.5-2.8 toneladas por año sin
el cambio de la tecnología de producción y 0.7-3.5 toneladas por año con hornos
mejorados. Al contrario la línea de fondo definida por la cantidad de
combustible desplazado no renovable es 2-6 veces más grandes, las
reducciones de emisiones de carbón que ceden de 1.4-12.9 toneladas por año sin
cambio de tecnología de producción y 3.2-20.4 toneladas por año con hornos
mejorados. También fue concluido que, la opción de línea de fondo, a menudo un
político más bien que la decisión científica, es crítica en la evaluación de
reducciones de emisiones de carbón.
Una
investigación experimental sobre la producción fija de carbón de la madera
Thuja por la pirólisis isotérmica de dos pasos fue realizada por Elyounssi et
al. [120]. En la primera fase (bajo calentándose la tarifa y la temperatura
baja), donde el carbón fijo aumentó, correspondió a la descomposición de
celulosa y hemicelluloses, mientras la segunda fase correspondiente a la
descomposición lignin fue marcada hacia el principio de una disminución en la
producción fija de carbón. ¿El valor máximo de la producción fija de carbón
obtenida con pirólisis isotérmica en 330? ¿C alcanzó el 28.9 % a diferencia de
sólo el 25.5 % obtenido en 420? C. Fue concluido que por adoptando un perfil de
tiempo de temperaturas tranquilo de una fase baja de temperaturas seguida de
una fase rápida, alta de temperaturas para producir el carbón vegetal hace
posible de reducir el tiempo de ciclo de pirólisis obteniendo el carbón vegetal
de alta calidad en altas prestaciones.
figura24 |
El horno de
producción mejorado al carbón para países en vía de desarrollo como India y
África Oriental fue diseñado y desarrollado con el objetivo de producir el
carbón vegetal de bosques manejados de manera duradera de un modo más ecológico
(el Eco-carbón-vegetal) como mostrado en el Higo 24. Llaman ICPS a la unidad
desarrollada (el Sistema de Producción Mejorado Al carbón). Esto tiene una
posición de eficacia mucho más alta que hornos de montón de la tierra
tradicionales. La eficacia de métodos de producción tradicionales al carbón es
aproximadamente el 10-22 % mientras la eficacia del ICPS es aproximadamente el
30-42 %. Comparado con procesos de carbonización tradicionales, el ICPS reduce
emisiones a la atmósfera por hasta el 75 %. El ICPS trabaja en dos fases
diferentes.
Durante la
primera fase el ICPS trabaja como un horno tradicional donde la madera
superflua es quemada en una caja de fuego separada para secar la madera y en la
segunda fase de operación volatiles dañoso es quemado en un caliente ' la
cámara de fuego ' el significado de todas las emisiones de pasar son el
limpiador, menos estos ya redujo volatiles. El calor ganado por llameando las
miradas fijas de madera, es usado y reciclado para acelerar el proceso de
carbonización. A diferencia de métodos tradicionales el ICPS puede completar un
ciclo de carbonización dentro de 12 h [121].
Khundi et
al. [122] examinan las relaciones entre el ingreso, la pobreza y la producción
al carbón en tres distritos que producen carbón vegetal de Uganda occidental.
Basado en sus datos de estudio de casa y la cuenta de propensión que
corresponder técnicas ellos encontraron correlaciones positivas y
estadísticamente significativas entre la participación en actividades
relacionadas con el carbón vegetal y el ingreso subsecuente de casa y niveles
de la pobreza. La producción al carbón fue encontrada sobre todo importante
para casas con la capacidad baja agrícola y las acciones limitadas de capital
humana y física. Ellos también encontraron que aquellos la contratación en la
producción al carbón son no necesariamente las cohortes más pobres.
Mirar hacia
el argumento de energía mundial y de esta revisión holística. Concluimos este
papel con puntos siguientes:
· Downdraft
el gasificador de biomasa de tipo fue encontrado la mayor parte apropiado por
usos industriales como la calefacción y la sequedad de productos agrícolas e
industriales. ·
la pirólisis Rápida es encontrado lo más
conveniente para la conversión de biomasa en el combustible líquido y
simultáneamente esto produce productos gaseosos.
· productos
Bio del aceite por el proceso de pirólisis tienen propiedades químicas
similares al aceite ordinario de petróleo. La aceitera refinaré bio es usada
como el combustible de transporte.
· hay enorme alcance para utilizar el
hidrógeno generan durante la pirólisis en la pila de combustible.
· la
Carbonización de biomasa es convierten bajo la biomasa de grado en el
combustible de carbón vegetal de estudios a nivel superior. El carbón vegetal
es encontrado combustibles de calidad tanto para updraft como para el
gasificador de tipo enfadado preliminar.
· la Producción del hidrógeno por la biomasa
no puede competir con la tecnología bien desarrollada por el reformar de vapor
de gas natural. Sin embargo, un proceso integrado, en el cual la parte de la
biomasa es usada producir materiales más valiosos o productos químicos y
fracciones sólo residuales es usado para generar el hidrógeno, puede ser una
opción económicamente viable [123].
· el apoyo
de Literaturas que la conversión de biomasa por el camino thermo químico de
conversión ayuda a proteger el entorno y la ecología también.
CONCLUSIONES
En esta entrada se da una visión de los métodos que se
implementan para la generación de energía o productos para ser aprovechados para
su utilización en fines similares ya que la biomasa a ser una de las fuentes de
energía renovable más accesible para la humanidad ya que abunda en diferentes
tipos se desglosan diferentes acciones de aprovechamiento por ejemplo el
gasificador de hay diferentes gasificadores como por ejemplo los de cama fija
su abastecimiento de estos puede ser ascendente o descendente también hay más
tipos de gasificadores antes mencionados, también se expone unos casos de utilización
de gasificadores en la industria y sus beneficios otro proceso de este la
pirolisis su funcionamiento y sus etapas además de presentar un caso de su implementación
en la industria de estos procesos se ve que gracias a estos procesos se desprende
hidrogeno el cual puede ser utilizado para fines energéticos y la formación de carbón
con estos mismos procesos
"El presente escrito es una traducción y/o interpretación del artículo cuya referencia se muestra al final del documento, se realizó el blog con fines de divulgación"