Gaz de sinteză / syngas

Gazul de sinteză, cunoscut și sub numele de gaz de sinteză, gaz sintetic sau gaz de producție, poate fi produs dintr-o varietate de materiale diferite care conțin carbon. Acestea pot include biomasa (gaz de lemn), materiale plastice, cărbune, deșeuri municipale sau materiale similare. Din punct de vedere istoric, gazul orășenesc a fost utilizat pentru a asigura alimentarea cu gaz a multor locuințe din Europa și din alte țări industrializate în secolul XX. Motoarele pe gaz care utilizează gazul de sinteză ca și combustibil pot fi configurate într-o configurație de cogenerare pentru a maximiza eficiența sistemului.

Gazul de sinteză este creat prin gazificarea sau piroliza materialelor carbonate. Gazeificarea presupune supunerea acestor materiale la temperaturi ridicate, în prezența controlată a oxigenului, cu o ardere limitată doar pentru a furniza energie termică pentru a susține reacția. Gazeificarea poate avea loc în recipiente construite de om sau, alternativ, poate fi realizată in situ, cum ar fi în cazul gazeificării subterane a cărbunelui (UCG). În cazul în care combustibilul pentru gazeificator este de origine biologică recentă, cum ar fi lemnul sau deșeurile organice, gazul produs de gazeificator este considerat a fi un combustibil regenerabil, iar energia produsă prin arderea sa este regenerabilă. În cazul în care combustibilul pentru gazeificator este un flux de deșeuri, transformarea sa în energie în acest mod are avantajul combinat al transformării acestor deșeuri în produse utile.

Beneficii ale utilizării gazului de sinteză în motoarele cu gaz

• Generarea de energie regenerabilă
• Conversia deșeurilor problematice în combustibili utili
• Energie economică la fața locului și reducerea pierderilor de transport
• Reducerea emisiilor de carbon

Provocări privind compoziția gazului de sinteză

Compoziția gazului de sinteză depinde în mare măsură de intrările în gazeificator. O serie de componente ale gazului de sinteză cauzează provocări care trebuie abordate de la început, inclusiv gudroanele, nivelurile de hidrogen și umiditatea. Hidrogenul gazos este mult mai rapid de ars decât metanul, care este sursa normală de energie pentru motoarele cu gaz. În condiții normale, o combustie mai rapidă în cilindrii motorului ar duce la un potențial de preaprindere, ciocnire și reaprindere a motorului. Pentru a contracara această provocare, motorul are o serie de modificări tehnice, iar puterea motorului este redusă la 50-70% din puterea sa obișnuită de gaz natural. (De exemplu, un motor de 1 063 kW care funcționează cu gaz natural este comparabil cu un motor de maximum 730 kW care funcționează cu gaz sintetic).

Compoziția gazului de sinteză

Următorul tabel oferă o gamă tipică pentru compoziția gazelor de sinteză. Aceasta va depinde de compoziția chimică specifică a materiei prime pentru gazeificator

.

.

.

Cerințe privind calitatea gazelor de sintizare și a gazelor combustibile

O gamă largă de gaze de hidrogen poate fi utilizată în motoarele cu gaz. Cu toate acestea, ca în cazul tuturor combustibililor pentru motoare, există limite specifice pentru diferite componente ale gazului combustibil de intrare. Contaminanții gazului din gazul de sinteză, în special gudronul și umiditatea, reprezintă o provocare tehnică esențială pentru utilizarea gazelor sintetice. Pentru mai multe informații, vă rugăm să solicitați instrucțiunea tehnică specială privind calitatea gazelor combustibile.

Conceptul motorului de cogenerare cu gaz de sinteză

Compozițiile variabile, precum și valorile calorice și comportamentul de combustie al gazelor provenite din procesele cu gaze de sinteză, impun cerințe mai mari în ceea ce privește proiectarea motoarelor. Clarke Energy oferă motoare pe gaz Jenbacher special modificate, care utilizează eficient aceste gaze pentru generarea combinată de căldură și electricitate. Caracteristicile speciale ale acestor motoare pot include opritori de flacără pentru prevenirea reaprinderii, mixere de gaz speciale pentru a îmbunătăți amestecarea gazelor și pentru a fi mai rezistente la murdărie. În general, compoziția stabilă a gazului de lemn îl face avantajos ca și combustibil pentru motoare. Cu toate acestea, conținutul ridicat de hidrogen al unor gaze de sinteză înseamnă că procesul de combustie este foarte rapid, ceea ce sporește pericolul de preaprindere a motorului, de ciocnire sau de reaprindere a motorului. Pentru a evita acest risc, Jenbacher a creat un sistem de control al motorului care este capabil să alimenteze motorul Jenbacher cu un amestec foarte sărac și, în același timp, să reacționeze foarte rapid la variațiile în sarcina motorului. Unele gaze sintetice au un conținut ridicat de monoxid de carbon, care are o viteză de combustie redusă și este foarte dăunător. Jenbacher a dezvoltat sistemul de combustie specific motoarelor pe gaz care permite arderea gazului în mod eficient și fiabil. În plus, Clarke Energy & Jenbacher oferă un pachet tehnologic de siguranță care permite manipularea fermă a gazelor nocive, cum ar fi monoxidul de carbon. Gazul sintetic poate fi utilizat pentru a crea apă caldă, abur și electricitate. Apa caldă și gazele de eșapament de la motoare sunt alimentate în cazane. Aburul rezultat poate fi utilizat în cadrul altor procese industriale localizate. Energia electrică generată de motoarele pe gaz Jenbacher poate fi utilizată la fața locului sau vândută la rețeaua publică. Cu motoarele pe gaz Jenbacher se pot obține randamente electrice de peste 37% cu gaz de sinteză

Avantaje Alimentarea motoarelor pe gaz cu gaz de sinteză

• Furnizare independentă de energie electrică
• Costuri energetice reduse, precum și o mai mare predictibilitate și stabilitate
• Furnizare combinată eficientă și economică de energie termică și electrică
• Eficiență electrică ridicată în comparație cu alte tehnologii de generare a energiei (de ex. turbine cu abur sau cu gaz)
• Cel mai potrivit pentru o gamă de puteri electrice de la câteva sute de kW până la 20-30MW
• Este necesară o presiune scăzută a gazului
• Eliminare alternativă a unui gaz problematic, în același timp cu valorificarea acestuia ca sursă de energie
• Substitut la combustibilii convenționali
• Beneficii pentru mediu prin reducerea gazelor cu efect de seră

Competența în domeniul gazelor de sinteză

Clarke Energy are o experiență cuprinzătoare în domeniul tehnologiei motoarelor cu gaz și dispune de un rezervor mare de cunoștințe în ceea ce privește manipularea gazelor dificile, cum ar fi gazele de sinteză. Aproximativ 30 de motoare pe gaz Jenbacher funcționează în prezent fie cu gaz de cocserie, fie cu gaz de conversie LD. Subliniind expertiza tehnică a Jenbacher, aceste unități au atins recent un total combinat de peste 1 milion de ore de funcționare. În plus, prin utilizarea acestor gaze reziduale „gratuite” în comparație cu utilizarea gazului natural pentru producerea de energie electrică, amplasamentele echipate cu tehnologia Jenbacher au realizat economii de CO2 de aproximativ 2 milioane de tone de la punerea în funcțiune. Dacă doriți să aflați mai multe despre modul în care Clarke Energy vă poate ajuta să vă dezvoltați proiectul privind gazele de depozit, vă rugăm să contactați biroul dvs. local pentru mai multe detalii.