A szintézisgáz, más néven szintetikus gáz, szintetikus gáz vagy termelőgáz, számos különböző, szenet tartalmazó anyagból állítható elő. Ezek lehetnek biomassza (fagáz), műanyagok, szén, kommunális hulladék vagy hasonló anyagok. Történelmileg a 20. században Európában és más iparosodott országokban számos lakóhely gázellátását biztosították városi gázzal. A szingázt tüzelőanyagként használó gázmotorok a rendszer hatékonyságának maximalizálása érdekében kombinált hő- és villamosenergia-konfigurációban konfigurálhatók.
A szingázt szénalapú anyagok gázosításával vagy pirolízisével állítják elő. Az elgázosítás során ezeket az anyagokat magas hőmérsékletnek vetik alá oxigén ellenőrzött jelenlétében, csak korlátozott égés mellett, amely a reakció fenntartásához szükséges hőenergiát biztosítja. A gázosítás történhet mesterséges tartályokban, vagy alternatívaként helyben is, mint a föld alatti szénelgázosítás (UCG). Amennyiben az elgázosító üzemanyaga nemrégiben keletkezett biológiai eredetű, például fa vagy szerves hulladék, az elgázosító által termelt gáz megújuló üzemanyagnak minősül, és az elégetése által termelt energia is megújuló energia. Ha a gázosítóba kerülő tüzelőanyag egy hulladékáram, akkor a hulladék ilyen módon történő átalakítása energiává azzal a kombinált előnnyel jár, hogy a hulladékot hasznos termékekké alakítják át.
A szinogáz gázmotorokban történő hasznosításának előnyei
- megújuló energia előállítása
- problémás hulladékok hasznos tüzelőanyaggá alakítása
- gazdaságos helyszíni energia előállítása termelés és az átviteli veszteségek csökkentése
- A szén-dioxid-kibocsátás csökkentése
Szintézisgáz összetételével kapcsolatos kihívások
A szinogáz összetétele nagymértékben függ a gázosítóba bevitt anyagoktól. A szinogáz számos összetevője okoz kihívásokat, amelyekkel már a kezdet kezdetén foglalkozni kell, beleértve a kátrányokat, a hidrogénszintet és a nedvességet. A hidrogéngáz sokkal gyorsabban ég el, mint a metán, amely a gázmotorok szokásos energiaforrása. Normál körülmények között a gyorsabb égés a motorhengerekben előgyulladáshoz, kopogáshoz és a motor visszagyújtásához vezethet. E kihívás kiküszöbölése érdekében a motoron számos műszaki módosítást hajtanak végre, és a motor teljesítménye a jellemzően földgázzal működő motor teljesítményének 50-70%-ára csökken. (Vagyis egy földgázzal működő 1,063 kW-os motor összehasonlítható egy szintetikus gázzal működő, legfeljebb 730 kW-os motorral).
Szinogáz összetétele
A következő táblázat a szinogázok összetételének tipikus tartományát mutatja be. Ez a gázosítóba kerülő alapanyag konkrét kémiai összetételétől függ
|
Állékanyag |
összetétel (%) |
|
|
H2 |
||
|
CO |
||
|
CO2 |
||
|
CH4 |
||
|
N2 |
Széngáz és üzemanyaggáz minőségi követelmények
A hidrogéngázok széles skálája használható gázmotorokban. Azonban, mint minden motorüzemanyag esetében, a bemeneti üzemanyaggáz különböző összetevőire is vonatkoznak bizonyos határértékek. A szintetikus gázok felhasználásának egyik fő technikai kihívását a szinergázban lévő gázszennyeződések, különösen a kátrány és a nedvesség jelentik. További információkért kérjük, kérje a tüzelőgáz minőségére vonatkozó speciális gáztechnikai utasítást.
Syngas CHP motor koncepció
A változó összetétel, valamint a szintetikus gázfolyamatokból származó gázok fűtőértéke és égési viselkedése nagyobb követelményeket támaszt a motorok tervezésével szemben. A Clarke Energy olyan speciálisan módosított Jenbacher gázmotorokat kínál, amelyek hatékonyan használják fel ezeket a gázokat a hő és villamos energia kombinált előállítására. E motorok különleges jellemzői közé tartozhatnak a visszagyújtás megakadályozására szolgáló lángszűrők, a gázkeverés javítására szolgáló speciális gázkeverők és a szennyeződésekkel szembeni ellenálló képesség. Általánosságban elmondható, hogy a fagáz stabil összetétele miatt előnyös motorüzemanyagként. Egyes szinogázok magas hidrogéntartalma azonban azt jelenti, hogy az égési folyamat nagyon gyors, ami növeli az előgyulladás, a kopogás vagy a motor visszagyulladás veszélyét. Ennek a veszélynek az elkerülése érdekében a Jenbacher olyan motorvezérlő rendszert hozott létre, amely képes a Jenbacher-motort nagyon sovány keverékkel táplálni, ugyanakkor nagyon gyorsan reagál a motorterhelés változásaira. Egyes szintetikus gázoknak magas a szén-monoxid-tartalma, amely alacsony égési sebességgel rendelkezik és nagyon káros. A Jenbacher kifejlesztette azt a speciális gázmotor égési rendszert, amely lehetővé teszi a gáz hatékony és megbízható elégetését. Ezenkívül a Clarke Energy & Jenbacher olyan biztonságtechnikai csomagot kínál, amely lehetővé teszi a káros gázok, például a szén-monoxid határozott kezelését. A szingáz forró víz, gőz és villamos energia előállítására használható. A motorokból származó forró vizet és kipufogógázokat kazánokba vezetik. A keletkező gőz más helyi ipari folyamatokban is felhasználható. A Jenbacher gázmotorok által termelt villamos energia felhasználható a helyszínen, vagy eladható a közüzemi hálózatba. A Jenbacher gázmotorokkal 37%-os vagy annál nagyobb elektromos hatásfok érhető el
előnyök A gázmotorok szinogázzal való táplálása
- független energiaellátás
- csökkentett energiaköltségek, valamint nagyobb kiszámíthatóság és stabilitás
- hatékony és gazdaságos kombinált hő- és villamosenergia-ellátás
- magas elektromos hatásfok más energiatermelési technológiákhoz képest (pl. gőz- vagy gázturbinákhoz képest)
- A legmegfelelőbb a néhány száz kW-tól a 20 kW-ig terjedő elektromos teljesítménytartományban.30 MW-ig
- Kis gáznyomás szükséges
- A problémás gáz alternatív ártalmatlanítása és egyidejűleg energiaforrásként való hasznosítása
- A hagyományos tüzelőanyagok helyettesítése
- Környezetvédelmi előnyök az alábbiak révén üvegházhatású gázok csökkentése
Syngas kompetencia
A Clark Energy átfogó tapasztalattal rendelkezik a gázmotorok technológiája terén, és nagy tudástartalékkal rendelkezik az olyan trükkös gázok kezelésével kapcsolatban, mint a syngas. Jelenleg mintegy 30 Jenbacher gázmotor működik kokszgázzal vagy LD konvertergázzal. A Jenbacher műszaki szakértelmét alátámasztja, hogy ezek az egységek a közelmúltban együttesen több mint 1 millió üzemórát teljesítettek. Ezen túlmenően a Jenbacher technológiával felszerelt telephelyek a földgázzal történő energiatermeléshez képest “ingyenes” hulladékgázok felhasználásával az üzembe helyezés óta mintegy 2 millió tonna CO2-megtakarítást értek el. Ha többet szeretne megtudni arról, hogy a Clarke Energy hogyan tud segíteni Önnek a hulladéklerakó-gáz projekt fejlesztésében, kérjük, további részletekért forduljon helyi irodájához.