ในฐานะผู้ให้บริการก๊าซท่อแผลฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับองค์ประกอบของก๊าซที่ผลิตโดยอุปกรณ์ที่น่าทึ่งเหล่านี้ การทำความเข้าใจองค์ประกอบของก๊าซเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่การผลิตพลังงานไปจนถึงกระบวนการอุตสาหกรรม ในโพสต์บล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกรายละเอียดขององค์ประกอบก๊าซที่ผลิตโดยก๊าซท่อแผลและความสำคัญของมัน
หลักการพื้นฐานของการทำให้เป็นแก๊สท่อแผล
ก่อนที่เราจะพูดคุยเกี่ยวกับองค์ประกอบของก๊าซเรามาทำความเข้าใจสั้น ๆ ว่าเครื่องผลิตก๊าซท่อแผลทำงานอย่างไร ก๊าซท่อแผลเป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบแก๊สชนิดหนึ่งที่ใช้แผลท่อรอบแกนกลาง สารชีวมวลหรือวัสดุคาร์บอนอื่น ๆ จะถูกป้อนเข้าไปในหลอดซึ่งจะถูกทำให้ร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ กระบวนการนี้เรียกว่าการแปรสภาพเป็นแก๊สแบ่งวัตถุดิบเป็นก๊าซที่ติดไฟได้หรือที่เรียกว่า syngas (แก๊สสังเคราะห์) พร้อมกับผลิตภัณฑ์บางชนิด
องค์ประกอบสำคัญขององค์ประกอบก๊าซ
ก๊าซที่ผลิตโดยก๊าซท่อแผลมักจะประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญหลายอย่าง:
1. คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)
คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของ syngas ที่ผลิตโดยก๊าซท่อแผล มันถูกสร้างขึ้นผ่านการออกซิเดชั่นบางส่วนของคาร์บอนในวัตถุดิบ ปฏิกิริยาสามารถแสดงเป็น:
[C + \ frac {1} {2} o_ {2} \ rightarrow Co]
CO เป็นก๊าซที่ติดไฟได้สูงและเป็นพลังงานที่สำคัญ - ผู้ให้บริการใน syngas มันสามารถใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในกังหันก๊าซหรือการสังเคราะห์สารเคมีเช่นเมทานอลและเชื้อเพลิง Fischer - Tropsch
2. ไฮโดรเจน (H₂)
ไฮโดรเจนเป็นอีกองค์ประกอบสำคัญของ syngas มันผลิตผ่านปฏิกิริยาต่าง ๆ รวมถึงปฏิกิริยาไอน้ำ - คาร์บอน:
[C + H_ {2} o \ rightArrow co + h_ {2}]
และปฏิกิริยาการเปลี่ยนก๊าซน้ำ:
[co + h_ {2} o \ rightarrow co_ {2} + h_ {2}]
ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดและมีปริมาณพลังงานสูง นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตแอมโมเนียการกลั่นปิโตรเลียมและเซลล์เชื้อเพลิง
3. คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นผลิตภัณฑ์โดยกระบวนการทำให้เป็นแก๊ส มันถูกสร้างขึ้นผ่านการออกซิเดชั่นที่สมบูรณ์ของคาร์บอนในวัตถุดิบ:
[c + o_ {2} \ rightarrow co_ {2}]
แม้ว่าCO₂ไม่ใช่ก๊าซที่ติดไฟได้ แต่การปรากฏตัวของมันใน syngas ส่งผลกระทบต่อปริมาณพลังงานโดยรวมและคุณสมบัติของก๊าซ ในบางแอปพลิเคชันอาจต้องลบออกเพื่อปรับปรุงคุณภาพของ syngas
4. มีเธน (ch₄)
มีเธนยังมีอยู่ใน syngas โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัตถุดิบมีสสารระเหยจำนวนมาก มันถูกสร้างขึ้นผ่านการแตกร้าวด้วยความร้อนและไฮโดรเจนของไฮโดรคาร์บอนในวัตถุดิบ มีเธนเป็นก๊าซที่ติดไฟได้สูงซึ่งมีค่าความร้อนสูงและสามารถนำไปสู่การส่งออกพลังงานโดยรวมของ syngas
5. ไนโตรเจน (n₂)
หากมีการใช้อากาศเป็นสารที่เป็นแก๊สไนโตรเจนจะมีอยู่ใน syngas ไนโตรเจนเป็นก๊าซเฉื่อยและไม่ได้มีส่วนร่วมในกระบวนการเผาไหม้ อย่างไรก็ตามการปรากฏตัวของมันทำให้ syngas ลดลงและลดค่าความร้อน ในบางกรณีออกซิเจนบริสุทธิ์หรืออากาศที่ได้รับการเสริมสมรรถนะอาจใช้เป็นสารที่เป็นแก๊สเพื่อลดปริมาณไนโตรเจนในซินกาส
ปัจจัยที่มีผลต่อองค์ประกอบของก๊าซ
องค์ประกอบของก๊าซที่เกิดจากก๊าซท่อแผลสามารถได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ:
1. ลักษณะวัตถุดิบ
ประเภทและคุณภาพของวัตถุดิบมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อองค์ประกอบของก๊าซ วัตถุดิบที่แตกต่างกันเช่นไม้ถ่านหินหรือสารตกค้างทางการเกษตรมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งจะส่งผลให้องค์ประกอบ syngas ต่างกัน ตัวอย่างเช่นวัตถุดิบที่มีปริมาณคาร์บอนสูงจะผลิต CO มากขึ้นในขณะที่ผู้ที่มีปริมาณไฮโดรเจนสูงจะผลิตH₂มากขึ้น
2. อุณหภูมิการแปรสภาพเป็นแก๊ส
อุณหภูมิที่กระบวนการทำให้เป็นแก๊สเกิดขึ้นส่งผลกระทบต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาและความสมดุลของปฏิกิริยาเคมีต่างๆ อุณหภูมิที่สูงขึ้นโดยทั่วไปชอบการผลิต CO และH₂ในขณะที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าอาจส่งผลให้ระดับCH₄และ TAR สูงขึ้น
3. ตัวแทนการแก๊ส
ทางเลือกของสารที่เป็นแก๊สไม่ว่าจะเป็นอากาศ, ออกซิเจน, ไอน้ำหรือการรวมกันของสิ่งเหล่านี้ก็มีผลต่อองค์ประกอบของก๊าซ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้การใช้อากาศเป็นสารที่เป็นแก๊สจะแนะนำไนโตรเจนในซินกาสในขณะที่ใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์สามารถผลิตซินกาสที่มีค่าความร้อนสูงขึ้น
การประยุกต์ใช้ก๊าซที่ผลิตโดยก๊าซท่อแผล
syngas ที่ผลิตโดย Gasifiers ท่อแผลมีการใช้งานที่หลากหลาย:
1. การผลิตไฟฟ้า
Syngas สามารถใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในกังหันก๊าซหรือเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เนื้อหาพลังงานสูงทำให้เป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม
2. การสังเคราะห์ทางเคมี
Syngas สามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารเคมีต่าง ๆ เช่นเมทานอลแอมโมเนียและเชื้อเพลิง Fischer - Tropsch สารเคมีเหล่านี้มีความสำคัญในอุตสาหกรรมเคมีและสามารถใช้ในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย
3. การผลิตความร้อน
Syngas สามารถเผาได้โดยตรงเพื่อผลิตความร้อนสำหรับกระบวนการอุตสาหกรรมเช่นการอบแห้งการทำความร้อนหรือการสร้างไอน้ำ
ผลิตภัณฑ์และลิงค์ที่เกี่ยวข้อง
หากคุณสนใจผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องคุณอาจต้องการตรวจสอบไฟล์ราคาไออากาศรอบข้าง-ไอออนอากาศรอบข้างสำหรับ LNG, และระบบ LNG- ผลิตภัณฑ์เหล่านี้มักจะใช้ร่วมกับระบบการแปรสภาพเป็นแก๊สเพื่อจัดการและใช้ก๊าซที่ผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
บทสรุป
โดยสรุปองค์ประกอบของก๊าซที่เกิดจากก๊าซท่อแผลเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของคาร์บอนมอนอกไซด์ไฮโดรเจนคาร์บอนไดออกไซด์มีเทนและไนโตรเจนในส่วนประกอบอื่น ๆ องค์ประกอบได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่าง ๆ เช่นลักษณะวัตถุดิบอุณหภูมิการแปรสภาพเป็นแก๊สและตัวเลือกของสารแก๊ส Syngas มีการใช้งานที่หลากหลายในการผลิตพลังงานการสังเคราะห์ทางเคมีและการผลิตความร้อน
หากคุณกำลังพิจารณาที่จะซื้อก๊าซท่อแผลสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณหรือหากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบของก๊าซหรือการใช้งานของก๊าซเหล่านี้ฉันขอแนะนำให้คุณติดต่อเราเพื่อขอการอภิปรายโดยละเอียด เราอยู่ที่นี่เพื่อให้คุณได้รับโซลูชั่นที่ดีที่สุดและสนับสนุนความต้องการการทำให้เป็นแก๊สของคุณ
การอ้างอิง
- Reed, TB, & Das, A. (1988) คู่มือของระบบเครื่องยนต์เครื่องยนต์แก๊สไดเร็กตัวชีวมวล downdraft NREL
- Bridgwater, AV (2003) เชื้อเพลิงและสารเคมีทดแทนโดยการประมวลผลความร้อนของชีวมวล บทวิจารณ์ของสมาคมเคมี, 32 (4), 243 - 252
- Basu, P. (2010) การแปรสภาพเป็นแก๊สชีวมวลและไพโรไลซิ: การออกแบบและทฤษฎีที่ใช้งานได้จริง Elsevier
