Syntézní plyn / syngas

Syntézní plyn, známý také jako syntézní plyn, syntetický plyn nebo výrobní plyn, lze vyrábět z různých materiálů obsahujících uhlík. Mezi ně může patřit biomasa (dřevoplyn), plasty, uhlí, komunální odpad nebo podobné materiály. Historicky se městský plyn ve 20. století používal k zásobování mnoha obytných domů v Evropě a dalších průmyslových zemích. Plynové motory využívající jako palivo synplyn mohou být konfigurovány v konfiguraci kombinované výroby tepla a elektřiny, aby se maximalizovala účinnost systému.

Synplyn vzniká zplyňováním nebo pyrolýzou uhlíkatých materiálů. Zplyňování zahrnuje vystavení těchto materiálů vysokým teplotám za kontrolované přítomnosti kyslíku s pouze omezeným spalováním, které poskytuje tepelnou energii pro udržení reakce. Zplyňování může probíhat v nádobách vyrobených člověkem, nebo může být prováděno in-situ jako při podzemním zplyňování uhlí (UCG). Pokud je palivo pro zplyňovací zařízení nedávného biologického původu, například dřevo nebo organický odpad, je plyn produkovaný zplyňovacím zařízením považován za obnovitelné palivo a energie vyrobená jeho spalováním je obnovitelná. Pokud je palivem do zplyňovače odpad, má jeho přeměna na energii tímto způsobem kombinovaný přínos v podobě přeměny tohoto odpadu na užitečné produkty.

Přínosy využití synplynu v plynových motorech

• Výroba obnovitelné energie
• Přeměna problematických odpadů na užitečná paliva
• Hospodárná výroba energie na místě. výroba a snížení přenosových ztrát
• Snížení emisí uhlíku

Problémy se složením syntézního plynu

Složení syntézního plynu je velmi závislé na vstupech do zplyňovacího zařízení. Řada složek synplynu způsobuje problémy, které je třeba řešit hned na začátku, včetně dehtů, obsahu vodíku a vlhkosti. Plynný vodík se spaluje mnohem rychleji než metan, který je běžným zdrojem energie pro plynové motory. Za normálních okolností by rychlejší spalování ve válcích motoru vedlo k možnosti předzážehu, klepání a zpětného zážehu motoru. Aby bylo možné tomuto problému čelit, má motor řadu technických úprav a výkon motoru je snížen na 50-70 % jeho obvyklého výkonu na zemní plyn. (Tj. 1 063kW motor na zemní plyn je srovnatelný s maximálně 730kW motorem na syntetický plyn).

Složení syngasu

Následující tabulka uvádí typický rozsah složení syngasu. To bude záviset na konkrétním chemickém složení vstupní suroviny do zplyňovacího zařízení

.

Požadavky na kvalitu plynů a paliv

V plynových motorech lze použít širokou škálu vodíkových plynů. Stejně jako u všech motorových paliv však existují specifické limity pro různé složky vstupního palivového plynu. Klíčovým technickým problémem při využívání syntetických plynů jsou plynné nečistoty v syntézním plynu, především dehet a vlhkost. Pro více informací si vyžádejte speciální technický návod pro kvalitu palivových plynů.

Koncepce kogeneračního motoru na syntetické plyny

Různé složení, stejně jako výhřevnost a chování plynů z procesů výroby syntetických plynů při spalování, kladou zvýšené nároky na konstrukci motoru. Společnost Clarke Energy nabízí speciálně upravené plynové motory Jenbacher, které tyto plyny efektivně využívají pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny. Speciální prvky těchto motorů mohou zahrnovat pojistky plamene pro prevenci zpětného zážehu, speciální směšovače plynů pro lepší míchání plynů a větší odolnost proti znečištění. Obecně je dřevoplyn díky svému stabilnímu složení výhodný jako motorové palivo. Vysoký obsah vodíku v některých syngasech však znamená, že proces spalování je velmi rychlý, což zvyšuje nebezpečí předzážehu, klepání nebo zpětného zážehu motoru. Aby se tomuto riziku předešlo, vytvořil Jenbacher řídicí systém motoru, který je schopen tankovat do motoru Jenbacher velmi chudou směs a zároveň velmi rychle reagovat na změny zatížení motoru. Některé syntetické plyny mají vysoký obsah oxidu uhelnatého, který má nízkou rychlost hoření a je velmi škodlivý. Společnost Jenbacher vyvinula specifický systém spalování plynového motoru, který umožňuje efektivní a spolehlivé spalování plynu. Společnost Clarke Energy & Jenbacher navíc nabízí balíček bezpečnostních technologií, který umožňuje pevné zacházení se škodlivými plyny, jako je oxid uhelnatý. Syntézní plyn lze využít k výrobě horké vody, páry a elektřiny. Horká voda a spaliny z motorů se přivádějí do kotlů. Vzniklou páru lze využít v rámci dalších lokálních průmyslových procesů. Elektřinu vyrobenou plynovými motory Jenbacher lze využít buď přímo na místě, nebo ji prodat do veřejné sítě. U plynových motorů Jenbacher lze dosáhnout elektrické účinnosti 37 % a více

Výhody pohonu plynových motorů synplynem

• Nezávislé dodávky elektřiny
• Snížení nákladů na energii a větší předvídatelnost a stabilita
• Efektivní a hospodárné kombinované dodávky tepla a elektřiny
• Vysoká elektrická účinnost ve srovnání s jinými technologiemi výroby elektřiny (tj. např. výroba tepla, tepla a elektřiny). parní nebo plynové turbíny)
• Nejvhodnější pro rozsah elektrických výkonů od několika set kW do 20-ti kW.30MW
• Nízký potřebný tlak plynu
• Alternativní likvidace problémového plynu při jeho současném využití jako zdroje energie
• Náhrada konvenčních paliv
• Přínos pro životní prostředí tím, že snížení emisí skleníkových plynů

Kompetence v oblasti synplynu

Clarke Energy má rozsáhlé zkušenosti s technologií plynových motorů a disponuje velkým rezervoárem znalostí s ohledem na nakládání s problematickými plyny, jako je synplyn. Přibližně 30 plynových motorů Jenbacher nyní pracuje buď na koksárenský plyn, nebo na plyn z konvertoru LD. Podtržením technických znalostí společnosti Jenbacher je skutečnost, že tyto jednotky nedávno dosáhly celkového počtu více než 1 milionu provozních hodin. Využitím těchto „bezplatných“ odpadních plynů v porovnání s využitím zemního plynu k výrobě energie navíc dosáhly závody vybavené technologií Jenbacher od uvedení do provozu úspory CO2 ve výši přibližně 2 milionů tun. Pokud se chcete dozvědět více o tom, jak vám společnost Clarke Energy může pomoci s rozvojem projektu skládkového plynu, kontaktujte prosím svou místní pobočku, kde získáte další podrobnosti.