Технические условия на газификацию частного дома: Газификация частного дома: этапы подключения, требования, документация | Статьи

Итак, вы думаете провести газ в свой частный дом и решаете с чего начать, чтобы максимально быстро провести газификацию частного дома. Независимо от того проводится газификация частного дома или крупного промышленного объекта, Вам потребуется взять технические условия. Наша организация имеет возможность получить технические условия на проектируемый нами объект или объект, который мы выполняем «под ключ». Данная статья посвящена проблеме получения технических условий.

1ый вопрос на который мы ответим, что такое технические условия. Проще говоря, технические условия — это ваше документальное разрешение на подключение к ближайшей газовой трубе. Кроме разрешения как такового в технических условиях будет указано оборудование, которое Вам разрешается установить и мероприятия, которые придется выполнить для поставки газа на объект(например построить подводящий газопровод). При условии, если газификация вашего дома возможна, то вы получите технические условия, в которых будет указан владелец газовой трубы и место подключения. С недавних пор за выдачу технических условий взимается плата, согласно тарифам Газораспределительной организации (Горгаз).

Теперь, когда понятно что такое технические условия настало время их получить. Начать необходимо с того, чтобы выяснить в чей газопровод вы подключается и получить разрешение от владельца газопровода. Большинство газовых сетей в Саратовской области принадлежит ОАО «Саратовгаз». Получить разрешение на подключение вы сможете совместно с техническими условиями. Имея на руках разрешение на подключение к газовой сети, вы можете приступить к сбору прочих необходимых документов:

• Заявление на получение технических условий (В печатной форме)
• Ксерокопия паспорта заявителя
• Документы, устанавливающие право

1. Договор купли-продажи, дарения, мены и пр.(должен быть зарегистрирован в службе госрегистрации)
2. Свидетельство о госрегистрации права собственности
3. Техпаспорт из БТИ
4. Акт приемки в эксплуатацию
5. Если газифицируемый объект находится в аренде, то разрешение собственника и договор аренды.

Технические условия выдаются в случае достаточной пропускной способности действующих газовых сетей. Срок действия ТУ один год.

 Наша организация имеет возможность получить технические условия на проектируемый нами объект или объект, который мы выполняем «под ключ». Связаться с нами вы можете по телефону (8452) 68-24-11 или заполнить форму обратной связи ниже.

Информационная помощь клиентам

Не существует единых сроков газификации. На продолжительность работ влияют исходные условия: наличие инфраструктуры, разрешительных документов, проекта и пр. Чтобы дать точный ответ, мы должны выяснить все нюансы. Лучше всего обратиться лично со всеми документами, которые у вас есть, в абонентский отдел. Адресу: г. Омск, ул. Гусарова, 45. Телефон 21-10-70 добавочный номер 188.

Компания «ЮЗА» работает с материнским капиталом. Для получения точной информации или оформления необходимых документов вам необходимо обратиться в абонентский отдел, находящийся в офисном здании по адресу: ул. Гусарова, 45, каб. 41. Отдел работает по будням с 9:00 до 17:00. Телефон 21-10-70 добавочный номер 188.

Сначала придётся обратится с заявлением к главе муниципального образования (района) и получить ходатайство. Затем с документами обратиться в абонентский отдел. Офис находится по адресу: ул. Гусарова, 45, каб. 41. Отдел работает по будням с 9:00 до 17:00. Телефон 21-10-70 добавочный номер 188.

Если вы живёте в селе и находитесь в трудной жизненной ситуации, вам необходимо получить у главы района ходатайство о рассрочке платежа. Затем с документами обратиться в абонентский отдел компании «ЮЗА». Офис находится по адресу: ул. Гусарова, 45, каб. 41.Отдел работает по будням с 9:00 до 17:00. Телефон 21-10-70 добавочный номер 188.

Электронная почта компании: [email protected]

Оформим полный пакет документов, включая диагностическую карту н агаз. . Для этого нужно приехать к нам с ПТС, СРТС, паспортом нового владельца, копией паспорта предыдущего владельца или договором купли продажи,в котором будут указаны полные данные продавца автомобиля. Кроме того, при себе нужно иметь паспорт на баллон, в случае его отсутствия понадобится сделать акт опрессовки. Наш адрес Гусарова 55А, телефон 211-070 (доб. 108, либо 212).

Цена зависит от модели автомобиля, его мощности и объём ДВС. Мы рассчитаем вам стоимость работы, если вы позвоните по телефону 211-070 (доб. 108, либо 212).

Наша компания занимается опрессовкой только автомобильных газовых баллонов.

Производство водорода: газификация биомассы | Министерство энергетики

Газификация биомассы — это зрелый технологический путь, в котором используется контролируемый процесс с использованием тепла, пара и кислорода для преобразования биомассы в водород и другие продукты без сжигания. Поскольку при выращивании биомассы углекислый газ удаляется из атмосферы, чистые выбросы углерода при использовании этого метода могут быть низкими, особенно в сочетании с улавливанием, утилизацией и хранением углерода в долгосрочной перспективе. Установки газификации биотоплива строятся и эксплуатируются, и они могут предоставить передовой опыт и извлеченные уроки для производства водорода.Министерство энергетики США ожидает, что газификация биомассы может быть развернута в ближайшем будущем.

Что такое биомасса?

Биомасса, возобновляемый органический ресурс, включает остатки сельскохозяйственных культур (такие как кукурузная солома или пшеничная солома), лесные остатки, специальные культуры, выращиваемые специально для использования энергии (например, просо или ива), органические твердые бытовые отходы и отходы животноводства. Этот возобновляемый ресурс можно использовать для производства водорода, наряду с другими побочными продуктами, путем газификации.

Как работает газификация биомассы?

Газификация — это процесс, при котором органические или ископаемые углеродистые материалы при высоких температурах (> 700 ° C) без сжигания с контролируемым количеством кислорода и / или пара преобразуются в монооксид углерода, водород и диоксид углерода. Затем монооксид углерода вступает в реакцию с водой с образованием диоксида углерода и большего количества водорода в результате реакции конверсии водяного газа. Адсорберы или специальные мембраны могут отделять водород от этого газового потока.

Упрощенный пример реакции
C ₆ H ₁₂ O ₆ + O ₂ + H ₂ O → CO + CO ₂ + H ₂ + другие виды

Примечание. В приведенной выше реакции вместо целлюлозы используется глюкоза. Фактическая биомасса имеет очень изменчивый состав и сложность, причем целлюлоза является одним из основных компонентов.

Реакция конверсии водяного газа
CO + H ₂ O → CO ₂ + H ₂ (+ небольшое количество тепла)

Пиролиз — это газификация биомассы в отсутствие кислорода.В целом биомасса не газифицируется так же легко, как уголь, и она производит другие углеводородные соединения в газовой смеси, выходящей из газогенератора; это особенно верно, когда кислород не используется. В результате обычно требуется дополнительная стадия реформинга этих углеводородов с использованием катализатора для получения чистой смеси синтез-газа, состоящей из водорода, монооксида углерода и диоксида углерода. Затем, как и в процессе газификации для производства водорода, на стадии реакции сдвига (с паром) монооксид углерода преобразуется в диоксид углерода.Затем полученный водород отделяется и очищается.

Почему рассматривается этот путь?

Биомасса — это богатый внутренний ресурс.
В Соединенных Штатах доступно больше биомассы, чем требуется для производства продуктов питания и кормов для животных. В недавнем отчете прогнозируется, что с ожидаемыми улучшениями в методах ведения сельского хозяйства и селекции растений до 1 миллиарда сухих тонн биомассы может быть доступно для использования в год. Для получения дополнительной информации см. U.S. Обновление на миллиард тонн: поставка биомассы для индустрии биоэнергетики и биопродуктов.

Биомасса «перерабатывает» диоксид углерода.
Растения потребляют углекислый газ из атмосферы в процессе своего естественного роста, поскольку они производят биомассу, компенсируя углекислый газ, выделяемый при производстве водорода посредством газификации биомассы, что приводит к низким чистым выбросам парниковых газов.

Исследования направлены на преодоление трудностей

Ключевые проблемы производства водорода с помощью газификации биомассы включают снижение затрат, связанных с капитальным оборудованием и сырьем для биомассы.

Исследования по снижению капитальных затрат:

• Замена криогенного процесса, используемого в настоящее время для отделения кислорода от воздуха, когда кислород используется в газификаторе, на новую мембранную технологию.
• Разработка новых мембранных технологий для лучшего отделения и очистки водорода от производимого газового потока (аналогично газификации угля).
• Интенсификация процесса (объединение шагов в меньшее количество операций).

Исследования по снижению затрат на сырье биомассы:

• Улучшение агротехники и селекционной работы должно привести к низким и стабильным затратам на сырье.

Поскольку газификация биомассы является зрелой технологией, затраты на сырье и уроки, извлеченные из коммерческих демонстраций, определят ее потенциал как жизнеспособный путь для конкурентоспособного по стоимости производства водорода.

Газификация угля и биомассы как чистого углеродно-отрицательного источника энергии для экологически чистого производства электроэнергии в Китае

Значение

Развертывание систем газификации угля и биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода (CBECCS) дает Китаю многообещающие возможности для реализации его цели по сокращению выбросов углерода и загрязнению воздуха одновременно.Мы провели всестороннюю оценку технологии CBECCS для Китая, уделяя особое внимание конфигурации установок и топлива (например, соотношению биомассы) и экономике, а также CO ₂ и выбросам парниковых газов и сопутствующим преимуществам для качества воздуха. Мы находим значительные возможности для снижения выбросов углерода с помощью дополнительных преимуществ для качества воздуха от развертывания систем CBECCS в регионах, которые одновременно богаты пожнивными остатками и сталкиваются с неотложными потребностями в ограничении серьезного загрязнения воздуха. Таким образом, исследование предоставляет важную информацию для политиков, стремящихся использовать возможности использования энергии CBECCS с отрицательным выбросом углерода.

Abstract

Реализация цели Парижского соглашения по ограничению глобального потепления до 2 ° C к концу этого столетия, скорее всего, потребует внедрения углеродно-отрицательных технологий. Особенно важно, чтобы Китай, как крупнейший в мире эмиттер углерода, избегал привязки к углеродоемким технологиям производства электроэнергии с использованием угля и осуществлял плавный переход от производства электроэнергии с высоким содержанием углерода к производству электроэнергии с отрицательным выбросом углерода. Мы сосредоточены здесь на использовании комбинации угля и энергии биомассы для производства электроэнергии в Китае с использованием интегрированной системы цикла газификации в сочетании с улавливанием и хранением углерода (CBECCS).Такая система также снизит выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, что будет способствовать достижению ближайшей цели Китая по улучшению качества воздуха. Мы оцениваем цены на производство электроэнергии с помощью шинопровода для CBECCS с соотношением компонентов растительных остатков от 0 до 100%, а также сопутствующие затраты на снижение выбросов углерода и сопутствующие выгоды для качества воздуха. Мы обнаружили, что системы CBECCS, использующие долю растительных остатков 35%, могут производить электроэнергию с нулевыми чистыми выбросами парниковых газов в течение всего жизненного цикла при нормированной стоимости электроэнергии не более 9.2 цента США за киловатт-час. Цена на углерод около 52,0 долларов США за тонну сделает CBECCS конкурентоспособным по стоимости с электростанциями, работающими на пылевидном угле. Таким образом, наши результаты предоставляют критически важную информацию для разработки стратегии CBECCS в Китае, чтобы использовать краткосрочные побочные выгоды для качества воздуха, закладывая основу для достижения отрицательных выбросов углерода в долгосрочной перспективе.

Внедрение углеродно-отрицательных технологий, вероятно, сыграет важную роль в достижении долгосрочных целей по снижению выбросов углерода.В Парижском соглашении об изменении климата поставлены амбициозные цели: удержать повышение средней глобальной температуры до уровня ниже 2 ° C и продолжить усилия по ограничению повышения температуры до 1,5 ° C (1). Многие сценарии смягчения последствий были разработаны с использованием моделей комплексной оценки для изучения возможных путей достижения целей, поставленных в Париже. Общей чертой всех сценариев стабилизации климата, исследованных в отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата с температурой 1,5 ° C (2), является то, что широкомасштабное применение углеродно-отрицательных технологий, особенно биоэнергетики с улавливанием и хранением углерода (BECCS), будет быть необходимым во второй половине века (3).Хотя масштаб мощности BECCS варьируется, во всех этих сценариях требуется некоторое развертывание технологии BECCS для достижения значительного сокращения выбросов парниковых газов (ПГ) (4).

Хотя важность технологий с отрицательными выбросами широко признана, прогресс в продвижении внедрения BECCS был медленным. Учитывая, что первые в своем роде установки, скорее всего, будут слишком дорогими без существенных государственных субсидий, вскоре должны начаться выкуп и обучение на практике, чтобы BECCS была готова к несубсидируемому и повсеместному развертыванию к середине века.Кроме того, из-за сложности отмены существующих обязательств в отношении недорогих новых угольных электростанций во многих развивающихся странах, потребность в углеродно-отрицательных технологиях производства электроэнергии становится еще более острой для компенсации выбросов, ожидаемых от этих электростанций.

Существующие исследования BECCS часто сосредоточены на двух технологических путях преобразования биоэнергии в жидкое топливо: ( i ) посредством биохимических процессов, таких как производство биоэтанола с ферментацией (5), и ( ii ) посредством термохимических процессов, таких как газификация в сочетании с обработкой Фишера – Тропша (6, 7) или пиролиз с катализом и улучшением качества (8).Что касается биохимического пути, хотя существуют проверенные технологии преобразования сахаров и зерна в этанол, BECCS с использованием биохимических процессов сталкивается с такими проблемами, как ограничения землепользования и проблемы продовольственной безопасности (5). Напротив, термохимические процессы, в которых растительные остатки используются в качестве топлива, были предложены в ряде исследований как более многообещающий вариант снижения выбросов углерода (9, 10). Однако наиболее важным препятствием в этом случае, по крайней мере в ближайшей перспективе, является конкуренция со стороны стабильно низких цен на нефть (9, 11, 12).

Этот анализ фокусируется на альтернативном пути, который основан на термохимическом преобразовании угля и биомассы сельскохозяйственных культур для выработки электроэнергии. В частности, смеси угля и растительных остатков используются в качестве топлива для интегрированной системы комбинированного цикла газификации (IGCC) для производства электроэнергии. Благодаря этому процессу, выбросы CO ₂ концентрируются и готовы к использованию CCS (далее именуемой CBECCS для обозначения энергозатрат угля и биомассы). Этот путь имеет множество преимуществ.CBECCS производит большое количество электроэнергии для базовой нагрузки, которую можно легко интегрировать в существующие рынки электроэнергии. Он также обладает гибкостью в отношении соотношения угля и биомассы, интенсивности углерода и масштабов обработки. Обе функции удобны для немедленного развертывания и в долгосрочной перспективе способствуют коммерциализации.

Здесь мы используем Китай в качестве важного тестового примера по двум причинам. Во-первых, технология CBECCS дает Китаю возможность одновременно решать свои долгосрочные климатические проблемы и краткосрочные проблемы загрязнения воздуха (13).Как крупнейшая страна-эмитент CO ₂ , Китай в 2015 году внес 9,6 гигатонн (Гт) связанных с энергетикой выбросов CO ₂ (в основном из угля), что составляет 26,4% от общих мировых выбросов (14, 15). Китай также пообещал в Парижском соглашении достичь пика выбросов углерода к 2030 году или ранее, снизить углеродоемкость на 60-65% и к тому же времени увеличить потребление неископаемой энергии до 20% от общего потребления первичной энергии (16). Таким образом, системы CBECCS могут способствовать приверженности Китая декарбонизации своей энергетической системы.Кроме того, в отличие от традиционных угольных электростанций, системы CBECCS также удаляют почти все твердые частицы (включая твердые частицы с аэродинамическим диаметром менее 2,5 мкм, PM _2,5 ), оксиды азота (NO _x ). ) и диоксид серы (SO ₂ ) из синтез-газа перед инициированием процесса горения для выработки электроэнергии (6, 17, 18). В результате выбросы ТЧ _2,5 , NO _X и SO ₂ на киловатт-час на заводе CBECCS значительно ниже, чем на электростанциях, работающих на пылевидном угле (ПК).Кроме того, сжигание растительных остатков (на открытых полях и в сочетании с приготовлением пищи и обогревом в жилых помещениях) в настоящее время является важным источником загрязнения воздуха внутри и снаружи помещений в Китае (19, 20). Используя растительные остатки в качестве топлива, системы CBECCS могут избежать загрязнения воздуха и воздействия на здоровье, связанного с сжиганием биомассы, как показано ниже. Таким образом, внедрение CBECCS может принести локальные краткосрочные дополнительные выгоды для качества воздуха, одновременно облегчая плавный переход к углеродно-нейтральной и, в конечном итоге, углеродно-отрицательной электроэнергетической системе в будущем.

Во-вторых, в то время, когда глобальное развертывание CCS, похоже, замедляется, Китай выделяется как особенно многообещающая возможность улучшить улавливание CO ₂ за счет газификации, которая является ключевым компонентом CBECCS. Среди трех подходов к улавливанию CO ₂ — предварительное сжигание (например, посредством газификации), последующее сжигание и улавливание кислородного сжигания — продвигается только последующее сжигание, в частности, благодаря проекту модернизации системы CCS Petra Nova в Техасе, который был запущен в 2017 г. . Два других подхода на сегодняшний день не очень продвинулись.Однако, хотя многие запланированные или инициированные проекты IGCC-CCS в других местах были отменены, демонстрационный проект GreenGen IGCC в Китае является исключением; I фаза успешно эксплуатируется 7 лет, с 2012 г. (22). Фаза II планируется начать в 2020-х годах с целью окончательной интеграции ключевых технологий, включая IGCC и захват, использование и хранение CO ₂ (22). Таким образом, Китай и его проект GreenGen могут предложить многообещающую возможность в ближайшем будущем усовершенствовать технологию газификации угля и биомассы с помощью CCS.

В этом исследовании используется целостный подход к оценке экономической эффективности, потенциала снижения выбросов углерода и преимуществ для качества воздуха от развертывания систем CBECCS с использованием растительных остатков в Китае. На основе моделирования систем CBECCS с использованием Aspen Plus (11, 23) поток энергии и углеродный след оцениваются для всех процессов термохимического преобразования. Затем мы оцениваем их экономическую конкурентоспособность по сравнению с установками для сверхкритического ПК (SC-PC) при различных ценах на углерод. Кроме того, мы количественно оцениваем сопутствующие преимущества для качества воздуха от развертывания систем CBECCS мощностью 150 ГВт в континентальном Китае (на основе прогнозируемого масштаба будущих добавок угля), в которых используется около 24.3% имеющихся пожнивных остатков ( SI Приложение , Таблица S8).

Мы выделяем три вывода. Во-первых, при массовой доле растительных остатков в топливной смеси угля и биомассы более 35% системы CBECCS могут вырабатывать электроэнергию с нулевыми чистыми выбросами парниковых газов в течение жизненного цикла (в эквиваленте CO ₂ ). Во-вторых, когда цена на углерод достигает 52,0 долл. США за тонну CO ₂ , системы CBECCS с нулевыми выбросами парниковых газов становятся экономически конкурентоспособными по сравнению с традиционными электростанциями на базе ПК, при нормированной стоимости электроэнергии (LCOE) примерно 9.2 цента США за киловатт-час. На конкурентоспособность систем CBECCS также сильно влияет цена биомассы. Наконец, внедрение систем CBECCS может значительно снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу и улучшить качество воздуха. Например, в сильно загрязненном регионе Северного Китая потенциальное сокращение загрязняющих веществ в воздухе (SO ₂ , NO _X и первичные PM _2,5 ) в результате развертывания ∼24,3 ГВт систем CBECCS может привести к 6,8% снижение среднегодовой PM _2.5 в 2015 году. Одна только эта мера может способствовать более чем 27% целевого показателя сокращения загрязнения, который был объявлен для части Пекин-Тяньцзинь-Хэбэй (BTH) в регионе Северного Китая в Плане действий по предотвращению и контролю Загрязнение воздуха выпущено Государственным советом Китая. В то время как системы CBECCS в настоящее время связаны с относительно высокими затратами, проблемы загрязнения воздуха являются дополнительным стимулом для раннего развертывания и могут способствовать долгосрочному снижению затрат по мере продвижения обучения.

Результаты

От угля / биомассы к синтез-газу и электроэнергии.

Система CBECCS начинается с процесса газификации, в котором твердое сырье из угля и биомассы превращается в газообразное топливо, то есть синтез-газ, состоящий в основном из H ₂ , CO и CO ₂ (24) _. Мы рассматриваем газификатор с увлеченным потоком (EF), который обычно работает при высоких температурах (от 1300 до 1500 ° C), так что почти вся смесь угля и биомассы в сырье (более 99.5%) газифицируется (11, 23). Процесс высокотемпературной газификации эффективен для восстановления смол, что делает его более устойчивым, чем традиционные электростанции, к неоднородности сырья (25, 26). Кроме того, вариант газификации позволяет значительно снизить выбросы загрязняющих веществ в атмосферу по сравнению с прямым сжиганием этих видов топлива (27). Сырье твердого топлива частично окисляется в процессе, а не только обеспечивает энергией эндотермические реакции в газогенераторе, которые генерируют CO и H ₂ (рис.1), но и компенсируя потери энергии в системе (25, 28).

Производительность систем CBECCS при массовых соотношениях смешивания биомассы от 0 до 100%. ( A ) Процесс газификации: состав синтез-газа (CO, H ₂ и CO ₂ ) и связанные с ним эффективности преобразования энергии (отношение выходной энергии к входящей при более низкой теплотворной способности, LHV). ( B ) Процесс WGS: производство CO, H ₂ и CO ₂ и связанная с этим эффективность преобразования энергии.( C ) Общая эффективность производства электроэнергии: затраты энергии из угля и биомассы, а также чистая и валовая эффективность производства электроэнергии в системах CBECCS.

Рис. 1 A иллюстрирует результаты моделирования газификации EF с соотношением компонентов биомассы растительных остатков (CrB) в диапазоне от 0 до 100%. Сохраняя постоянным общее количество потребляемой энергии из угля и пожнивных остатков, мы обнаруживаем увеличение отношения CO ₂ в выходящих газах по мере увеличения доли биомассы.Между тем, эффективность преобразования снижается с ~ 81,8 до 75,2% с увеличением доли биомассы. Из-за относительно высокого содержания влаги и летучих веществ, содержащихся в биомассе ( SI Приложение , Таблица S6), и большего вклада кислородсодержащих химических связей (например, C – O, C = O и O – H) по сравнению с углем, более высокая доля биомассы требует дополнительной энергии в процессе газификации для разрыва этих связей. Кроме того, при более высоких соотношениях биомассы газификация сырья дает несколько более высокое содержание H ₂ и более низкое содержание CO в синтез-газе, что обусловлено более высоким содержанием влаги в биомассе (25).Полученный синтез-газ в конечном итоге используется в процессе сгорания для выработки электроэнергии.

В процессе конверсии воды и газа (WGS) (CO + h3O↔CO2 + h3, ΔH (298K) = — 41,2 кДж / моль) большая часть углерода, содержащегося в сырье, превращается в CO ₂ . Концентрации CO ₂ , произведенные в процессе WGS, увеличиваются с 4% (3,7 ~ 4,3%) до 26% (24,9 ~ 27,4%) ( SI Приложение , таблицы S3 и S4). Поскольку процесс WGS является экзотермическим, синтез-газ на выходе из газификатора EF предварительно охлаждается с примерно 1300 ° C до 200 ° C путем гашения воды для облегчения реакции в прямом направлении (23).Приблизительно 16,0% энергии в сырье рекуперируется в виде пара от газификации и процесса WGS, который может быть направлен в систему парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG) для повышения общей эффективности производства электроэнергии. Эффективность преобразования WGS демонстрирует тенденцию к небольшому увеличению в зависимости от увеличения доли поступлений биомассы (Рис. 1 B ). Это отражает тот факт, что дополнительные уровни биомассы приводят к более низкому содержанию CO в синтез-газе, полученном при газификации, снижая требования к нагрузке для реакции WGS.

Сдвинутый синтез-газ состоит в основном из H ₂ (от 35,6 до 40,1%), CO ₂ (от 24,9 до 27,4%) и H ₂ O (от 31,2 до 38,2%). CO ₂ и другие кислые газы, включая H ₂ S и COS, удаляются из смещенного синтез-газа с использованием метода Rectisol с использованием метанола в качестве рабочего тела (23). Во время процесса удаления кислого газа (AGR) требуется дополнительная энергия для термической регенерации растворителя и циклов абсорбции / десорбции CO ₂ .Примерно от 6,4 до 11,6% валовой выработки электроэнергии потребляется внутри блока разделения воздуха для отделения кислорода и для AGR для сжатия потока CO ₂ до 150 бар для использования (например, для увеличения нефтеотдачи или подготовки к окончательному использованию). секвестрация). SI Приложение , таблица S5 суммирует состав сырья и выбросы CO ₂ на киловатт-час при условии, что уровень улавливания CO ₂ составляет около 90%.

Как показано на рис.1 C , как валовая, так и чистая эффективность производства электроэнергии системой CBECCS несколько снижается с увеличением доли биомассы в сырье. Хотя добавление биомассы требует меньше энергии для подготовки сырья и улавливает больше тепла ПГРТ по сравнению с углем, высокое содержание влаги в биомассе требует большего количества кислорода при газификации и приводит к улавливанию большего количества CO ₂ по сравнению с углем. единственный случай, CBECCS-CrB0 (Рис. 1 B и SI Приложение , Таблицы S4 и S5).Благодаря высокому внутреннему потреблению энергии системы CBECCS могут производить электроэнергию с чистым КПД от 32,16 до 35,70%, что ниже, чем у современных электростанций с ПК без улавливания CO ₂ (∼42,7%) (22, 29).

Прямой углерод и следы выбросов парниковых газов в течение всего жизненного цикла.

Мы оцениваем прямые выбросы CO ₂ и выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла (измеренные в эквиваленте CO ₂ ) для систем CBECCS и сравниваем их с выбросами ПК и угольных электростанций IGCC в Китае.Прямые выбросы CO ₂ происходят только при сжигании угля на электростанциях (столбцы на рис. 2), в то время как выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла (квадраты на рис. 2) включают также выбросы парниковых газов от предварительной обработки. угля и биомассы перед поступлением в энергосистемы ( SI Приложение , раздел S3) (30, 31). Сжигание биомассы не влияет на выбросы CO ₂ , поскольку содержание углерода в биомассе поступает из атмосферы в результате фотосинтеза.

Прямые выбросы CO ₂ и выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла из систем CBECCS, угольных электростанций (PC) и станций IGCC без CCS. Столбики представляют собой прямые выбросы CO ₂ . Квадраты представляют выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла, выраженные в общем эквиваленте CO ₂ .

Мы рассматриваем диапазон соотношений биомассы для системы CBECCS, включая случай, связанный только с углем, обозначенный как CBECCS-CrB0 (т.е. 0% растительных остатков), и четыре случая с 20%, 35%, 70% и 100% биомассы. помечены как CBECCS-CrB1 — -CrB4, соответственно (дополнительная информация приведена в SI Приложение , Таблица S2).Оценка диапазона соотношений биомассы для CBECCS является оправданной, поскольку переход тепловой энергетической системы Китая с преобладанием угля на растущую зависимость от топлива из биомассы должен происходить постепенно из-за проблем с осуществимостью (–), учитывая время, необходимое как для создания эффективного система сбора пожнивных остатков в больших масштабах и внесение изменений в цепочки поставок угля (например, шахты и транспорт), а также ( ii ) институциональные и политические причины для смягчения сопротивления со стороны действующих групп угольных интересов.

По сравнению с установками ПК и традиционными IGCC без CCS (черные полосы), на рис. 2 приведены выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла (в эквиваленте CO ₂ ), связанных с производством 1 кВтч электроэнергии из систем CBECCS с коэффициентами биомассы. от 0 до 100%. Электроэнергия с нулевым выбросом в виде прямого CO ₂ и парниковых газов жизненного цикла достигается при доле растительных остатков 20% и 35% в топливной смеси (или CBECCS-CrB1 и -CrB2), соответственно. С долей биомассы выше 35% системы CBECCS становятся технологиями производства электроэнергии с отрицательными выбросами не только с точки зрения прямого CO ₂ , но и с точки зрения парниковых газов жизненного цикла.

CO ₂ , полученный в качестве побочного продукта из систем CBECCS, может использоваться и храниться в истощенных газовых бассейнах, использоваться для увеличения добычи нефти или метана угольных пластов или улавливаться в соответствующих геологических резервуарах (например, в глубоких соленых осадочных формациях. ) (11, 32⇓⇓ – 35). Для сценария развертывания CBECCS (например, всего 150 ГВт), который будет обсуждаться позже, годовой объем CO ₂ , потенциально необходимый для секвестрации, составляет 129 мегатонн (Mt), 164 Mt, 169 Mt, 169 Mt, 94 Mt и 77 Mt. соответственно, для шести регионов материкового Китая, а именно Северного Китая, Северо-Востока, Восточного Китая, Южно-Центрального Китая, Юго-Запада и Северо-Запада, что незначительно по сравнению с доступными наземными геологическими хранилищами в Китае (т.е., менее 0,036% от общего числа хранилищ) (34, 36⇓ – 38).

Нормированные и предельные затраты на электроэнергию с отрицательным выбросом углерода.

Мы оцениваем LCOE для пяти различных соотношений смешивания биомассы (т.е. от 0% в CBECCS-CrB0 до 100% в -CrB4) и сравниваем их с результатами для растений SC-PC и IGCC. Без цены на углерод LCOE увеличивается с 8,78 центов США за киловатт-час для CBECCS-CrB0 до 9,98 центов США за киловатт-час для CBECCS-CrB4. Электростанции SC-PC имеют самый низкий LCOE — 4.67 центов США за киловатт-час, что соответствует ценам на электричество с шинопроводами, которые в настоящее время доступны для сетевых компаний в Китае (39). Из-за низкого LCOE уголь был доминирующим топливом в электроэнергетической системе Китая, увеличившись с 1114 ТВтч в 2000 году до 4284 ТВтч в 2015 году (40). Результаты показывают, что при отсутствии налогов на выбросы углерода или регулирования, ограничивающего выбросы CO ₂ , развертывание установок CBECCS с экономической точки зрения в настоящее время не было бы привлекательным в Китае.

Рис. 3 A иллюстрирует влияние цен на углерод на LCOE систем CBECCS. CBECCS-CrB1 связан с нулевыми прямыми выбросами углерода, и поэтому его LCOE не зависит от цены на углерод. Для заводов с положительными выбросами углерода, в частности SC-PC, IGCC и CBECCS-CrB0, LCOE увеличивается с ростом цен на углерод. Напротив, для заводов с отрицательными прямыми выбросами (т.е. CBECSS-CrB2 to -CrB4) LCOE снижается с ростом цен на углерод.Более того, наклоны становятся более крутыми с более высокими отношениями смешивания биомассы (например, от CBECCS-CrB2 до -CrB4), предполагая, что более высокие цены на углерод могут эффективно стимулировать переход систем CBECCS к более высоким отношениям биомассы в качестве входящего топлива.

Экономический анализ выработки электроэнергии системами CBECCS. ( A ) LCOE для угольных электростанций, электростанций IGCC и систем CBECCS с ценой на углерод от 0 до 60 долларов за тонну CO ₂ . ( B ) Предельные затраты на производство электроэнергии как функция массовых соотношений цен биомассы и углерода.Предельная стоимость CBECCS-CrB4 становится отрицательной при цене углерода выше 100 долларов за тонну CO ₂ . ( C ) Безубыточная цена углерода, чтобы сделать системы CBECCS конкурентоспособными по стоимости с установками ПК, в зависимости от цен и массовых соотношений смешивания биомассы. Цветные линии — это изокванты с одинаковыми безубыточными ценами на углерод. Массовая доля биомассы в топливном запасе колеблется от 0 до 100%.

На основе LCOE мы находим безубыточную цену на углерод в 42 доллара.0 и 52,0 долл. США за тонну CO _2, , чтобы сделать CBECCS с нулевыми выбросами парниковых газов (то есть конфигурацию CBECCS-CrB2) конкурентоспособной по стоимости по сравнению с угольными установками IGCC и SC-PC, соответственно.

Предельная стоимость систем CBECCS зависит от затрат на топливо, эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание (O&M), а также цены на углерод. При цене на углерод в 100 долларов за тонну система CBECCS-CrB4 со 100% биомассой будет производить электроэнергию с отрицательным выбросом углерода с отрицательными предельными затратами. (Рис.3 B ).Примечательно, что при такой высокой цене на углерод и высоком относительном соотношении биомассы краткосрочные предельные затраты CBECCS могут быть ниже даже, чем затраты на возобновляемую электроэнергию (т. Е. Практически нулевые). Это означает, что при подходе к диспетчеризации с учетом требований, основанном на предельных затратах, CBECCS, как управляемый источник генерации, потенциально может иметь наивысший приоритет и отправляться первым среди всех источников генерации. Это может гарантировать высокий коэффициент мощности для блоков CBECCS, компенсируя соответствующие капитальные затраты и затраты на топливо.Однако в настоящее время решения об отправке в Китае не следуют процедурам экономического обоснования. Вместо этого правительство устанавливает фиксированные часы работы для каждого класса электростанций (41). В ближайшем будущем, поскольку CBECCS также использует уголь, вполне возможно, что электростанции CBECCS смогут следовать существующим правилам и практикам для угольных электростанций с гарантированными часами работы. В долгосрочной перспективе, по мере того, как Китай продолжает текущую рыночную реформу электроэнергетического сектора (41, 42), переход к диспетчеризации по критериям качества может лучше отражать экономику и отдавать приоритет электроэнергии с отрицательной стоимостью, вырабатываемой из CBECCS с высокой ценой на углерод и соотношение биомассы.

Однако цена биомассы может зависеть от множества факторов, включая радиус сбора и затраты на транспортировку и хранение (более подробное обсуждение в SI Приложение , раздел S2.2). Здесь мы исследуем, при различных соотношениях биомассы, как цены на биомассу повлияют на безубыточную цену углерода, то есть уровень, на котором CBECCS-CrB2 становится рентабельным по сравнению с установками SC-PC (рис. 3 C ). При отсутствии топлива из биомассы (т.е. CBECCS-CrB0) безубыточная цена углерода составляет около 63 долларов за тонну CO ₂ , независимо от цены биомассы.Как показано на рис. 3 C , при цене биомассы ниже 80 долларов за тонну безубыточная цена на углерод снижается в зависимости от соотношений смешивания биомассы. Это указывает на то, что добавление биомассы к сырью приводит к снижению затрат на сокращение выбросов CO ₂ . Например, при текущей цене растительных остатков 50 долларов за тонну безубыточная цена на углерод снижается с 63 долларов за тонну для CBECCS-CrB0, который использует только уголь, до 52 долларов за тонну для CBECCS-CrB2 с коэффициентом смешивания биомассы 35. %.Однако, если цена биомассы превысит 80 долларов за тонну, безубыточная цена углерода увеличится с увеличением доли биомассы.

Снижение выбросов углерода и повышение качества воздуха.

По сравнению с установками ПК или прямым сжиганием биомассы, производство электроэнергии с помощью систем CBECCS имеет более низкие выбросы углерода и загрязняющих веществ в атмосферу. Чтобы пролить свет на потенциальные выгоды для углерода и качества воздуха от развертывания CBECCS, мы разработали контрфактический сценарий на 2015 год, в котором CBECCS развертываются для вытеснения недавно построенных в Китае заводов по производству ПК, которые в основном являются сверхкритическими и сверхсверхкритическими установками.В мире с ограниченными выбросами углерода этим молодым угольным станциям, возможно, потребуется досрочно выйти из эксплуатации к середине века — вероятному временному горизонту, когда CBECCS может начать играть более важную роль. В частности, мы разрабатываем сценарий, в котором развернуты в общей сложности 150 ГВт установок CBECCS с нулевыми выбросами ПГ (CBECCS-CrB2), исходя из масштаба прогнозируемых добавок угля Международным энергетическим агентством (43). В частности, мы предполагаем, что около 24,3% пожнивных остатков, имеющихся в материковом Китае, используются в качестве входящего топлива, что, таким образом, может поддерживать развертывание и эксплуатацию 366 установок CBECCS с нулевыми выбросами парниковых газов (т.е., CBECCS-CrB2) мощностью 410 МВт каждая (44). При коэффициенте мощности 80% для CBECCS этот сценарий может заменить 1051 ТВтч электроэнергии, вырабатываемой угольными электростанциями, что эквивалентно 18,1% от общего объема электроэнергии, произведенной в Китае в 2015 году (40). Замещение этого количества угольной электроэнергии, производимой сверх- или сверхкритическими установками, могло бы снизить годовые выбросы CO ₂ на целых 0,88 Гт, что эквивалентно 9,3% от общих выбросов углерода в Китае (9,6 Гт) в 2015 году (рис.4).

Сокращение общих годовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, достигаемое сценарием развертывания CBECCS-CrB2 при массовом соотношении биомассы 35%: ( A ) SO ₂ , ( B ) NO _X , ( C ) PM _2,5 и ( D ) BC. Мы представляем результаты для шести регионов материкового Китая: Северного Китая (NC), Северо-Востока (NE), Восточного Китая (EC), Южно-Центрального Китая (SCC), Юго-Запада (SW) и Северо-Запада (NW). Столбики представляют собой сокращения выбросов от замены угольных электростанций (ПК) системами CBECCS и от отказа от OBB и DBB.

Помимо потенциального вклада в борьбу с выбросами углерода, развертывание систем CBECCS для вытеснения производства угля может также привести к сокращению традиционных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, что, таким образом, будет способствовать достижению ближайших целей Китая по контролю за загрязнением воздуха (13). Развертывание CBECCS снижает загрязнение воздуха двумя способами: ( i ) вытесняют выработку электроэнергии на угле и связанное с этим загрязнение воздуха и ( ii ) избегают биомассы, которая в противном случае могла бы потребляться более загрязняющими способами, такими как открытое сжигание биомассы (OBB) и сжигание биомассы в домашних условиях (DBB).Традиционно для китайских фермеров 17-25,6% пожнивных остатков сжигаются на поле (10, 27, 28). Таким образом, OBB является основным источником загрязнения воздуха, особенно прямых выбросов твердых частиц, включая черный углерод (BC). Наши результаты показывают, что предусмотренный здесь сценарий развертывания может способствовать значительному сокращению первичных загрязнителей воздуха, включая NO _X , SO ₂ , PM _2,5 и BC, во всех регионах, особенно в Северном и Восточном Китае, где смог. эпизоды с высоким уровнем загрязнения воздуха случаются часто ( SI Приложение , рис.S5).

Например, развертывание систем CBECCS-CrB2 мощностью 24,3 ГВт в Северном Китае может снизить выбросы SO ₂ на 169,3 килотонн (кт), NO _X на 132,4 кт, первичных PM _2,5 на 225,2 кт и BC на 8,8 кт, что эквивалентно соответственно 5,2%, 3,6%, 12,2% и 3,8% общих региональных выбросов в 2015 году. На основе моделирования качества воздуха с использованием метеорологического исследования и прогнозирования — многомасштабного уровня качества воздуха сообщества (45) шкала снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, достигаемого с помощью сценария развертывания CEBCCS-CrB2, может снизить среднегодовую концентрацию PM _2.5 на 6,8% в регионе Северного Китая (19). Чтобы поместить это в контекст, Китай поставил цель снизить среднегодовую концентрацию PM _2,5 на 25% в регионе BTH на севере Китая с 2012 по 2017 год, как объявлено в опубликованном Плане действий по предотвращению и контролю загрязнения воздуха. Государственным советом Китая. Наш сценарий CEBCCS-CrB2 может достичь более 27,2% от этого целевого показателя сокращения PM _2,5 . Учитывая, что стоимость ВВП для реализации плана действий для региона BTH в 2017 году была оценена примерно в 61 миллиард долларов, потенциальная экономия, которую может дать развертывание CBECCS на затратах на борьбу с загрязнением воздуха, может быть значительной (46, 47).Ожидается, что процентное снижение концентраций PM _2,5 будет еще больше зимой, когда сжигание биомассы в жилых помещениях вносит значительный вклад в эпизоды серьезного загрязнения воздуха в Китае (48). Кроме того, поскольку выбросы СУ вносят свой вклад как в загрязнение воздуха, так и в локальное воздействие на климат (в виде нагревающего аэрозоля), сокращение выбросов СУ за счет развертывания CBECCS приведет к уменьшению загрязнения, а также к снижению потепления.

Обсуждение

Пути развертывания CBECCS в Китае.

Развертывание систем CBECCS, использующих растительные остатки в качестве сырья для биомассы, представляет собой беспроигрышную стратегию по сокращению загрязнения воздуха и выбросов углерода в Китае (49, 50). Внедрение CBECCS в Китае может иметь четыре основных преимущества: ( i ) CBECCS может в конечном итоге достичь отрицательных выбросов парниковых газов при увеличении соотношения биомассы; ( ii ) OBB / DBB и связанного с ним загрязнения воздуха можно было бы избежать, используя биомассу в качестве топлива для системы CBECCS; ( iii ) фермеры могут получить дополнительную компенсацию от продажи биомассы из остатков сельскохозяйственных культур, что может принести пользу экономическому развитию сельских районов; и ( iv ) по сравнению с другими странами или регионами, такими как Соединенные Штаты и Европейский Союз, капитальные и эксплуатационные расходы на систему CBECCS, вероятно, будут намного ниже в Китае, обеспечивая более низкую возможность развертывания (22 , 51).Хотя наш анализ сосредоточен на Китае, многие страны развивающегося мира, такие как Бразилия и Индия, также сталкиваются с проблемой изменения климата, а также серьезного загрязнения воздуха в результате сжигания биомассы. Дорожная карта CBECCS в Китае, следовательно, также имеет эталонное значение для развивающегося мира, чтобы использовать сопутствующие преимущества уменьшения как загрязнения воздуха, так и выбросов CO ₂ .

Чтобы добиться большей роли CBECCS в долгосрочной стратегии декарбонизации Китая, краткосрочное развертывание может быть сосредоточено на нескольких провинциях, которые имеют большие запасы биомассы и возможности для связывания CO ₂ , с одной стороны, а также с другой стороны, под давлением необходимости ограничить местное использование угля и уменьшить загрязнение воздуха.Как показано в приложении SI , рис. S4 и таблице S8, производство пожнивных остатков в Китае сконцентрировано, в частности, в двух зернопроизводящих районах, а именно в регионе Хуан-Хуай-Хай и на Северо-восточной равнине. Пять районов Китая с наибольшей плотностью посевов расположены в 10 провинциях, которые также имеют большой местный спрос на электроэнергию и страдают от серьезного местного загрязнения воздуха ( SI Приложение , Таблица S17) (40). Кроме того, бассейны Хуабэй и Ювань, охватывающие провинции Хэбэй, Хена, Шаньдун и Аньхой, обладают значительными способностями по улавливанию CO ₂ , оцениваемыми в 264 Гт и 186 Гт, соответственно ( SI Приложение , Таблица S18).Исходя из этих критериев, мы предполагаем, что четыре провинции — Шаньдун, Хэнань, Хэбэй и Аньхой — могут быть кандидатами на раннюю демонстрацию и первоначальное развертывание CBECCS. Эти провинции обладают достаточным запасом пожнивных остатков, обильными мощностями по улавливанию CO ₂ , большим существующим парком тепловых генераторов и значительными локальными выбросами углерода и загрязнителей воздуха (Рис. 4 и SI Приложение , Рис. S5 и Таблица S8. ). Развертывание систем CBECCS в этих провинциях могло бы использовать местные растительные остатки и ограничить загрязнение воздуха и в то же время увеличить производство зеленой электроэнергии.

Для широкомасштабного внедрения технологии CBECCS в Китае потребуется преодоление ряда препятствий, включая управление рисками и неопределенностями, связанными с соответствующими технологиями, сбором биомассы и углеродной политикой. Во-первых, системы CBECCS зависят от сложной комбинации передовых технологий, включая газификацию EF, конверсию WGS, CCS и сжигание водорода в газовых турбинах. Хотя IGCC, ключевой компонент CBECCS, является зрелой технологией в США и Европе, ее применение в Китае все еще находится на стадии демонстрации.В Китае необходимы программы исследований и разработок и демонстрационные проекты, чтобы овладеть основными технологиями и получить опыт, чтобы избежать технических рисков (50).

Во-вторых, для обеспечения надежного снабжения биоэнергией в больших масштабах необходимо создать двухточечную сеть сбора биомассы в сельскохозяйственных и / или лесных районах для повышения эффективности сбора (6). Централизованно механизированный сбор урожая может не только снизить затраты на сбор пожнивных остатков, но и способствовать повышению продуктивности сельского хозяйства (52).Поскольку поставки биомассы колеблются в зависимости от сезона, также потребуются хранилища, чтобы гарантировать стабильную и надежную поставку топливного сырья для систем CBECCS. Некоторые меры предварительной обработки, такие как гранулирование и торрефикация, могут быть применены для уменьшения места для хранения и уменьшения рисков (53). Кроме того, переход с пожнивных остатков на более крупномасштабные и более надежные заменители, такие как лесная биомасса, может способствовать более стабильному предложению (54).

В-третьих, несмотря на значительно меньшие выбросы CO ₂ и загрязняющих веществ, капитальные и постоянные затраты на эксплуатацию и обслуживание систем CBECCS составляют 102.На 17% и 117,94% выше, чем у электростанций СК-ПК соответственно (22). Без цены на выбросы, особенно CO ₂ , CBECCS в настоящее время невыгодно конкурировать с традиционными угольными электростанциями и получать связанные с этим углеродные и экологические выгоды. В Китае в декабре 2017 года было объявлено о создании национального углеродного рынка, начиная с электроэнергетического сектора, и в настоящее время планируется, что он будет полностью запущен в 2020 году. Он будет вводить цену на выбросы углерода, которая должна отдавать предпочтение низкоуглеродным технологиям, таким как CBECCS (6 ).Дополнительные стимулы потребуются для достижения критической точки безубыточности (около 52,0 долл. США за тонну CO ₂ ), чтобы эффективно способствовать крупномасштабному применению CBECCS.

Роль CBECCS как части широкой дорожной карты CCS для Китая.

В широком контексте разработки китайской стратегии УХУ, помимо технологии улавливания до сжигания CO ₂ на основе газификации, которая находится в центре внимания данного исследования, улавливание после сжигания также рассматривается как многообещающий выбор технологии, особенно в качестве варианта модернизации существующего угля. обожженные растения (43).Успешные демонстрации в промышленных масштабах уже были реализованы в Китае и других странах (22). Однако модернизация существующих угольных электростанций влечет за собой логистические проблемы, такие как наличие поблизости хранилища CO ₂ и наличие на площадке достаточного пространства для добавления объектов дожигания. Для сравнения, поскольку темпы добавления новых угольных электростанций в Китае, по прогнозам, замедлятся в ближайшие десятилетия, рынок CBECCS посредством газификации, вероятно, будет включать замену угольных электростанций, которые будут выведены из эксплуатации к середине века или позже (55).Для согласованности с таким временным горизонтом в этом исследовании сравниваются экономические и экологические последствия CBECCS с наиболее передовыми угольными установками в настоящее время, то есть сверхкритическими и сверхсверхкритическими угольными установками.

Для информирования о долгосрочной дорожной карте Китая по CCS и о том, как следует разделить рынок CBECCS между подходами к газификации и дожиганию, директивным органам и инвесторам необходимо сравнить вариант строительства новых заводов CBECCS с использованием технологии улавливания до сжигания со стратегией модернизации или строительство угольных электростанций с использованием технологии совместного сжигания биомассы и улавливания после сжигания.Ответ на эти вопросы требует будущих исследований по оценке существующих угольных электростанций на уровне электростанций с точки зрения их площади и доступности воды для добавления и эксплуатации улавливающих установок после сжигания, а также связанных с этим изменений в затратах и ​​эффективности (43, 56, 57). Тогда вариант модернизации существующих заводов можно сравнить с вариантом строительства новых заводов, использующих подходы газификации или дожигания.

Хотя количественное сравнение выходит за рамки настоящего исследования, качественно CBECCS с газификацией имеет ряд преимуществ перед технологией дожигания.Что наиболее важно, хотя модернизация традиционных угольных блоков с помощью CCS после сжигания, безусловно, может снизить выбросы углерода, оно ограничено техническим пределом для коэффициента совместного сжигания биомассы, который, следовательно, ограничивает потенциал снижения выбросов углерода. В настоящее время доля биомассы в установках совместного сжигания биомассы / угля обычно ниже 5% и редко превышает 10% на постоянной основе, хотя совместное сжигание 20% технически возможно (58). Напротив, технология CBECCS может работать не только при высоких соотношениях биомассы, но и обеспечивать нулевые выбросы CO ₂ в течение жизненного цикла при соотношении биомассы всего 35%.Таким образом, учитывая конечную потребность в отрицательных выбросах углерода для решения климатических проблем, CBECCS посредством газификации предоставляет более многообещающую возможность для постепенного увеличения доли биомассы, тем самым закладывая основу для полного отказа от ископаемой энергии и производства электроэнергии с отрицательным углеродом в долгий пробег.

Методы

Система CBECCS была смоделирована с использованием программного обеспечения Apsen Plus с допущениями для доступных в настоящее время современных процессов. Было смоделировано 20 соотношений смешивания растительных остатков с уравновешиванием потоков массы и энергии на каждом этапе и подтверждено существующей литературой (11, 23).Блок-схема системы CBECCS для производства электроэнергии проиллюстрирована на рис. 5, с подробной информацией о параметрах модели, входами и выходами материалов и энергии, обобщенной в SI Приложение , таблицы S1 – S6.

Блок-схема системы CBECCS для производства электроэнергии с использованием технологии IGCC с CCS.

Выбросы парниковых газов от угля и биомассы в течение жизненного цикла в системах CBECCS оцениваются с использованием стандартной модели ISO (Международной организации по стандартизации) с учетом как эксплуатационных выбросов, так и выбросов выше по течению, связанных с производством, переработкой и транспортировкой угля и биомассы. .Подробные данные приведены в SI Приложение , раздел S3 (30, 59). Побочные эффекты от снижения загрязнения воздуха оценивались для основных загрязнителей воздуха, включая SO ₂ , NO _X , PM _2,5 и BC. Коэффициенты выбросов этих видов для систем CBECCS, угольных электростанций, OBB и DBB были взяты из кадастра выбросов для загрязнения воздуха в Китае, разработанного Университетом Цинхуа и задокументированного в существующей литературе ( SI Приложение , таблицы S15 и S16). (10, 51, 60–62).

LCOE для CBECCS, угольного IGCC и традиционных электростанций были оценены с использованием финансовой модели движения денежных средств, разработанной для этого анализа. Экономические параметры для Nth of a kind CBECCS-CrB0 были взяты из тематического исследования проекта GreenGen (IGCC) в Тяньцзине, Китай, представленного Азиатским банком развития (22). Поскольку доля биомассы увеличивается с 0% в CBECCS-CrB0 до 100% в -CrB4, мы предполагаем, что капитальные вложения за ночь увеличатся на 10%, а фиксированные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание — на 30% (10, 63).Экономические параметры для различных энергоблоков и моделей движения денежных средств описаны в SI Приложение , Таблица S14. Цены на уголь в Китае были взяты равными 80 долларов за тонну на основе средней цены энергетического угля на Бохайском крае в период с 2017 по 2018 год (64), а цены на биомассу были оценены как функция расстояния транспортировки и плотности биомассы с параметрами, откалиброванными с использованием существующей литературы. ( SI Приложение , раздел S2.2) (65). Анализ чувствительности LCOE с точки зрения капитальных затрат, ставки дисконтирования и цен на топливо проиллюстрирован в приложении SI , рис.S3.

Настоящий анализ также количественно оценил влияние на LCOE различных технологий производства электроэнергии налогов на выбросы углерода в диапазоне от 0 до 60 долларов за тонну CO ₂ . Затраты на сокращение выбросов CO ₂ (CCO2) с использованием систем CBECCS по сравнению с электростанциями SC-PC были количественно определены с использованием следующего уравнения: CCO2 = PkWhCBECCS − PkWhPCECO2CBECCS − ECO2PC,

, где реализованные PkWhCBECCS и PkWHEPC соответственно относятся к , системой CBECCS и установкой SC-PC, а ECO2CBECCS и ECO2PC указывают на выбросы CO ₂ , связанные с производством 1 кВтч электроэнергии с использованием электростанций CBECCS и SC-PC, соответственно.

Благодарности

Мы благодарим рецензентов за ценные и конструктивные предложения. Мы особенно благодарны одному из рецензентов за ее кропотливые усилия по критике нескольких версий рукописи и за поднятые вопросы, которые способствовали важному улучшению окончательной презентации. XL, LC, JX, SW и SC были поддержаны Национальной программой ключевых исследований и разработок 2016YFC0208901, Национальным фондом естественных наук Китая, проектами 71722003 и 716, Государственной лабораторией по охране окружающей среды, ключевой лабораторией источников и контроля загрязнения воздуха, Совместным инновационным центром для регионов. Качество окружающей среды, Государственная ключевая объединенная лаборатория моделирования окружающей среды и контроля загрязнения, и Volvo Group в исследовательском проекте Исследовательского центра зеленой экономики и устойчивого развития Университета Цинхуа; и H.W., Q.Y., C.P.N. и M.B.M. были поддержаны грантом Гарвардского глобального института Гарвардско-китайскому проекту «Китай 2030/2050: энергетические и экологические вызовы будущего».

Сноски

• Вклад авторов: X.L. и M.B.M. спланированное исследование; X.L. и L.C. проведенное исследование; X.L., L.C., J.X., S.W., S.C. и Q.Y. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; X.L., L.C., H.W., W.P., Q.Y., C.P.N. и M.B.M. проанализированные данные; и X.L., L.C., H.W., W.P., J.X., S.W., B.S., C.P.N. и M.B.M. написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1812239116/-/DCSupplemental.

• Copyright © 2019 Автор (ы). Опубликовано PNAS.

Влияние торрефикации на эффективность преобразования процесса газификации жмыха сахарного тростника

Реферат

Жмых сахарного тростника подвергался торрефикации для улучшения его качества с точки зрения свойств перед газификацией.Торрефикация проводилась при 300 ° C в инертной атмосфере N ₂ при скорости нагрева 10 ° C · мин ^-1 . Время выдержки 5 мин позволило быстро отреагировать на материал во время торрефикации. Торрефицированный и ненасыщенный жом были охарактеризованы для сравнения их пригодности в качестве сырья для газификации. Результаты показали, что торрефицированный жмых имел более низкие атомные отношения O – C и H – C, составляющие примерно 0,5 и 0,84, по сравнению с таковым в ненасыщенном жмыхе с 0,82 и 1,55, соответственно.Теплотворная способность около 20,29 МДж · кг ^-1 была также измерена для торрефицированного жмыха, что примерно на 13% выше, чем у ненасыщенного жмыха со значением ок. 17,9 МДж · кг ^-1 . Это подтверждает, что первое является гораздо более подходящим сырьем для газификации, чем второе, поскольку эффективность газификации является функцией теплотворной способности сырья. Результаты СЭМ также выявили волокнистую структуру и сердцевину на микрофотографиях как торрефицированного, так и неморрефицированного жома, что указывает на углеродистую природу обоих материалов, при этом торрефицированный жмых демонстрирует более проницаемую структуру с большей площадью поверхности, что является одним из признаков, способствующих газификации.Процесс газификации торрефицированного жома основан на компьютерном моделировании, чтобы установить влияние торрефикации на эффективность газификации. Оптимальная эффективность была достигнута с помощью торрефицированного жмыха из-за его незначительно измененных свойств. Эффективность преобразования процесса газификации торрефицированного жмыха увеличилась с 50% до приблизительно 60% после компьютерного моделирования, тогда как эффективность превращения неаррефицированного жома оставалась постоянной на уровне 50%, даже когда время газификации увеличилось………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ».

Ключевые слова: жмых сахарного тростника, торрефикация, газификация, эффективность, компьютерное моделирование

1.Введение

Ожидается, что рост мирового населения и экономическое развитие, ожидаемые в развивающихся странах, таких как Южная Африка, будут в значительной степени способствовать накоплению парниковых газов (ПГ) в атмосфере и его последствиям с прямым влиянием на соперничество в энергетике. Уголь является основным источником энергии в Южной Африке, так как примерно (примерно) 93% потребностей страны в энергии напрямую обеспечивается за счет угля, в то время как около 92% потребляется на африканском континенте, причем производство в основном происходит из Южной Африки [1, 2].Утилизация угля заслуживает особого внимания, учитывая тот факт, что только на его сжигание приходится около 30-40% выбросов парниковых газов в атмосферу [3]. Интерес к разработке или модификации альтернативных источников энергии, которые зависят от материалов биомассы, таких как жмых сахарного тростника, в качестве исходного сырья, подогревается необходимостью смягчить негативное воздействие на окружающую среду, связанное с использованием угля. Однако существуют различные пути преобразования биомассы в полезную энергию и другие химические продукты, при этом первостепенное значение придается эффективности преобразования каждого из различных процессов [4,5,6,7].Тем не менее, при использовании биомассы в качестве энергетического ресурса возникает ряд проблем. Эти проблемы возникают в основном из-за неоднородности биомассы по отношению к их физическим характеристикам и химическому составу, на которые также влияет происхождение биомассы. Следовательно, для повышения эффективности использования и эффективности процессов преобразования биомассы и выхода выбранных продуктов предварительная обработка перед преобразованием необходима, но применяемый метод предварительной обработки зависит от маршрута преобразования биомассы [8,9, 10,11,12].Для термохимического преобразования биомассы торрефикация считается эффективным методом предварительной обработки, поскольку он основан на термической обработке биомассы при относительно умеренных температурах (200–300 ° C) в инертной атмосфере для увеличения объемной плотности энергии, измельчаемости и гидрофобные свойства биомассы, которые могут повысить эффективность преобразования биомассы [13,14,15,16,17].

По сравнению с углем, природная биомасса имеет более низкий уровень элементарного углерода и связанного углерода (FC), а также более низкую высокую теплотворную способность (HHV).Биомасса имеет HHV ок. 15,20 МДж · кг ⁻¹ , в то время как у угля около 23,35 МДж · кг ⁻¹ [18,19]. При повышении качества путем торрефикации биомасса становится твердым топливом более высокого качества, пригодным для преобразования в энергию посредством газификации, поскольку основные компоненты (целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин) термически разлагаются. Последнее приводит к получению материала с лучшим качеством топлива, поскольку приводит к снижению содержания летучих веществ (ЛВС) от ок. От 75,50 мас.% До прибл. 34,85 мас.% Или менее, в зависимости от концентрации органических веществ в биомассе; в то время как FC увеличивается с прибл.От 10,74 мас.% До прибл. 13,45 мас.% [20,21,22,23,24]. Концентрация основных элементарных компонентов (углерода и кислорода) биомассы также изменяется с примерно 41,52 мас.% До более 45,68 мас.% И от примерно 44,63 мас.% До примерно 11,45 мас.% Для углерода и кислорода соответственно [23,25, 26,27]. Весовой% торрефицированной биомассы обычно находится в диапазоне 24–95 вес.%; с HHV от 16 до 29 МДж · кг ⁻¹ [18]. В результате выход энергии составит около 29,98% в зависимости от температуры и времени торрефикации [18,28,29,30,31].Процесс газификации ненасыщенной формы биомассы имеет более низкую эффективность, чем процесс газификации ее торрефицированной формы, но могут возникнуть дополнительные расходы из-за тепла и N ₂ , необходимых для торрефикации [32]. Следовательно, для успешной коммерциализации торрефикации жизненно важно снижение эксплуатационных расходов.

Сахарный тростник выращивают во многих странах мира, включая Южную Африку, и побочные продукты, получаемые при переработке сахарного тростника, могут увеличить добавленную стоимость.В частности, сахарная промышленность Южной Африки производит избыточное количество жома сахарного тростника (SCB) (около 3,3 миллиона тонн в год), при этом большая часть его неэффективно сжигается в низкоэффективных котлах, чтобы избавиться от излишков. генерируется жом [33]. Были проведены многочисленные исследования торрефикации биомассы для различных целей, но ни одно из них не было направлено на торрефикацию SCB с целью газификации с использованием нисходящей системы. Chang et al. [34] исследовали СКБ, подвергнутые торрефикации в шнековом реакторе при температурах 260, 280 и 300 ° C соответственно.Они сообщили, что торрефикация приводит к удалению влаги и некоторых легких органических соединений из жома, указывая на то, что температура торрефикации и химический состав SCB оказали значительное влияние на распределение продукта. Влияние температуры торрефикации и времени пребывания на свойства различных сельскохозяйственных остатков, в том числе SCB, также исследовали Pimchuai et al. [35], которые обнаружили, что температура оказывает более сильное влияние, чем время пребывания, на повышение плотности энергии торрефицированного SCB.Аналогичный вывод был сделан Бриджманом и соавт. [21], которые исследовали поведение при горении различных материалов биомассы. Влияние термической обработки сосновой древесины при 260 ° C в инертной атмосфере при различном времени пребывания также исследовали Бургуа и Гийонне [36], которые пришли к выводу, что газы, образующиеся в процессе торрефикации, были неконденсируемыми газами, содержащими CO, CO ₂ , O ₂ и N ₂ в качестве основных компонентов по результатам хроматографических анализов.Вес торрефицированного материала также исследовали вместе с предварительным и окончательным анализами, и результаты показали, что масса H и O уменьшалась при изменении времени пребывания от 15 минут до 4 часов. Они также сообщили, что концентрация элементарного C в торрефицированном материале увеличивается с увеличением времени пребывания. Pentananunt et al. [37] также оценили характеристики торрефицированной биомассы с точки зрения ближайшего и окончательного анализов, включая плотность материала. В их экспериментах температура и время пребывания варьировались от 250–270 ° C и 2–3 ч соответственно.Они обнаружили результаты, аналогичные результатам, полученным в исследовании Bourgois and Guyonnet, 1988 [36], с точки зрения снижения содержания H и O, а также с точки зрения увеличения содержания C при увеличении температуры процесса торрефикации и времени пребывания. Они провели испытание на горение торрефицированных материалов и обнаружили, что торрефицированная биомасса показала более подходящее поведение, потому что она производила менее плотный дым, меньше сажи и более высокие скорости во время горения по сравнению с сырой биомассой.

Однако, по сравнению со сжиганием, широко признано, что технология газификации более эффективна и экологически безопасна с точки зрения эксплуатации и считается важным путем преобразования SCB в энергию.Газификация топлива более низкого качества приводит к плохому качеству газа и высокой концентрации смолы [38]. Предварительная обработка биомассы с использованием торрефикации необходима для решения проблемы низкого качества биомассы для эффективного преобразования энергии. Торрефицированная биомасса может быть успешно измельчена в порошок, чтобы обеспечить физическое преобразование в подходящие условия для газификации или даже совместной газификации с углем, если возникнет необходимость [16,39]. Исследование Prins et al. [40] сообщили, что обожженная древесина может быть более эффективно газифицирована, чем необработанная древесина, в системе газификации с унесенным потоком с продувкой кислородом.Выход газа и кинетику реакции исследовали Couhert et al. [41] во время газификации торрефицированной древесины бука с использованием пара в качестве газифицирующего агента в системе газификации с увлеченным потоком. Они сообщили, что торрефицированная древесина дает больше H ₂ и CO, чем сырье. Таким образом, данная исследовательская работа направлена ​​на изучение влияния торрефикации не только на характеристики SCB, но также и на эффективность преобразования процесса его газификации в стандартных условиях газификации с целью сравнения и определения исходного сырья (торрефицированного или ненасыщенного SCB), которое может быть более подходящим для газификации по эффективности.Процесс газификации как торрефицированного, так и неподтвержденного SCB основывался на компьютерном моделировании, в котором использовалась программа, специально разработанная для систем газификации с нисходящим потоком.

2. Материалы и методы

2.1. Приготовление образца

Жмых сахарного тростника (SCB), использованный для этого исследования, был получен с местного завода по производству сахарного тростника в провинции Квазулу-Натал, Южная Африка, с содержанием ок. Содержание влаги 40 мас.% В исходном состоянии. SCB сушили на воздухе на открытом воздухе при температуре окружающей среды около 32 ° C в течение семи дней для снижения содержания влаги.Высушенный SCB измельчали ​​с помощью криогенного измельчителя до небольшого диапазона размеров частиц 1–2 мм, а затем просеивали для получения среднего размера от 20 до 100 мкм для поддержания однородности, необходимой для инструментов, используемых для анализа. Кроме того, нерегулярный размер биомассы приводит к неравномерному торрефикации, что может вызвать задержки тепломассопереноса [42,43]. Образец помещали в герметичный флакон и хранили в эксикаторе для дальнейших анализов. Согласно Остермейеру [44], количества торрефицированной биомассы, которые используются на демонстрационном и лабораторном уровне, недостаточны для тестирования продуктов торрефикации в промышленных масштабах.

Важно отметить, что жом сахарного тростника (SCB) и жом сахарного тростника использовались взаимозаменяемо в этой статье. Очевидно, они означают одно и то же.

2.2. Процесс торрефикации

Торрефикация SCB проводилась в муфельной печи периодического действия в лабораторном масштабе, соединенной с системой, которая подает газ N ₂ . За один раз с помощью этой печи можно обжигать не более 0,5 кг образца. Печь ок. 42 см в диаметре, около 66 см в высоту и 49 см в длину.Его камера сгорания имеет диаметр около 26 см, высоту и длину 20 см. Экспериментальная установка состояла из сосуда трубчатого типа из нержавеющей стали, предназначенного для установки внутри печи, держателя образца, который также помещается внутри трубчатого сосуда, а также конденсатора для сбора выпущенных газов. Максимальная рабочая температура печи около 3000 ° C. С образцом внутри печи эксперимент проводили при 300 ° C в течение 1 ч. Упрощенное схематическое изображение печи, используемой для торрефикации, представлено на рис.

Схематическое изображение оборудования, используемого для торрефикации жмыха. Воспроизведено с разрешения из [45].

Около 15 г SCB взвешивали и помещали на держатель образца и устанавливали на внутренний цилиндр сосуда трубчатого типа. Установлено соединение сосуда с входом в систему газоснабжения N ₂ , а также конденсатор. Газ N ₂ продували через сосуд трубчатого типа со скоростью потока 5 л · мин ^-1 , чтобы очистить систему от любого кислорода в системе и исключить присутствие летучих веществ в трубке.Затем расход газа N ₂ был снижен до примерно 0,5 л · мин ^-1 , чтобы предотвратить полное улетучивание летучих веществ и газов в атмосферу, поскольку некоторые из них были собраны для анализа после эксперимента; однако основная функция N ₂ , подаваемого на процесс торрефикации, поскольку он конденсируется и замерзает при определенной температуре, заключалась в предотвращении перегрева печи. Перед тем, как трубчатый реактор, содержащий образец, был помещен в печь для проведения процесса торрефикации, был проведен предварительный нагрев печи до заданной температуры.По мере проведения эксперимента по торрефикации в печи скорость нагрева образца в печи была предварительно установлена ​​на 10 ° C · мин ^-1 , что характерно для скорости нагрева процесса газификации, связанной с газификаторами с неподвижным слоем. Эксперимент проводился при максимальной температуре 300 ° C в течение часа, отсчитываемого от момента начала эксперимента при комнатной температуре до момента, когда температура образца внутри печи достигала 300 ° C. Время пребывания образца в сосуде составляло 5 мин, чтобы обеспечить быструю реакцию и охлаждение образца, пока он еще находится в печи, что исключает возможность частичного возгорания образца во время его охлаждения в атмосфере воздуха.Это время пребывания было относительно коротким, чтобы предотвратить серьезное разложение образца, когда он еще находится в сосуде. После эксперимента по обжигу и по истечении времени пребывания весь сосуд вынимали из печи и давали ему остыть на окружающем воздухе. Твердый продукт (образец), называемый торрефицированным материалом, также удаляли из камеры сосуда, охлаждали и взвешивали для определения выхода твердого вещества. Твердый образец помещали в герметичные флаконы и хранили в эксикаторе для дальнейших анализов.Летучие вещества, образующиеся в процессе, собирались и охлаждались в конденсаторе, в то время как неконденсирующиеся газы собирались с 15-минутными интервалами в небольших мешках для отбора проб газа для анализа. а, б показывают поджаренный и неподкарженный жом.

Изображения жома сахарного тростника: ( a ) Торрефицированный при 300 ° C с временем пребывания 5 мин; ( b ) без исправлений.

Также были определены масса и выход энергии торрефицированного жома. Они были рассчитаны на сухой и беззольной основе (daf) в соответствии с уравнениями (1) и (2) [46]:

Массовый выход (мас.%) = (MtorrefiedMuntorrefied) × 100%

(1)

Энергетический выход (мас.%) = Массовый выход × (CVtorrefiedCVuntorrefied) × 100%

(2)

где M — масса, а CV — теплотворная способность торрефицированного и ненасыщенного жмыха соответственно.

2.3. Характеристика продукта

Все тесты, проведенные в этом исследовании, были повторены не менее трех раз, и представленные результаты представлены средним значением этих тестов, и, где это применимо, также представлено стандартное отклонение измеренных свойств.

2.3.1. Анализ газообразных продуктов

Исследование газообразных продуктов от торрефикации жмыха было предпринято с целью определения состава и выхода продуктов при температуре реакции торрефикации 300 ° C.Это необходимо для сравнения состава газообразных продуктов, образующихся при торрефикации СКБ, с продуктами, образующимися при его газификации.

Неконденсирующиеся газы, образующиеся при торрефикации жома, анализировали с помощью прибора для газовой хроматографии (ГХ) Perkin Elmer Autosystem XL (Perkin Elmer, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США). В качестве газа-носителя использовали аргон при скорости потока 35 мл · мин ^-1 , при этом анализ состава газа проводился с использованием смешанного стандартного газа в качестве внешнего стандарта.

2.3.2. Анализ твердых продуктов

Выход твердых веществ после торрефикации биомассы является мерой устойчивости биомассы к термическому разложению, которая определяется согласно уравнению (1) [47]. Торрефицированный образец взвешивали и получали массу 12,3 г.

Выход твердого продукта получали с использованием уравнения (1). Затем образец был проанализирован с точки зрения непосредственного и окончательного анализов, а также с точки зрения теплотворной способности для количественного определения количества энергии, доступной для преобразования.Результаты этих анализов были использованы для компьютерного моделирования процесса газификации торрефицированного SCB и результатов процесса газификации по сравнению с таковыми для неторрефицированного SCB.

2.3.3. Предварительный и окончательный анализ

Свойства сырья биомассы, относящиеся к газификации, обычно описываются с точки зрения приблизительного анализа, который разделяет биомассу на четыре категории (влага, летучие вещества, связанный углерод и зола), которые важны для термического преобразования материалов биомассы; и окончательный анализ, который обеспечивает относительное обильное количество отдельных элементов, таких как C, H, O, N и S, содержащихся в материале [48].

Параметры приблизительного анализа были определены из графиков термогравиметрического анализа в соответствии с модифицированным методом стандартного метода испытаний ASTM D 5142-04 [49,50]. Содержание влаги определяли по потере массы при температурах ниже 100 ° C, в то время как содержание летучих веществ представляло собой массу, выделившуюся между температурами 100–1000 ° C. После окислительного нагрева образца примерно до 1000 ° C во время анализа ТГ оставшаяся масса считалась золой. Сумма ФК была получена по разнице.

Концентрацию C, H, N и S в образцах измеряли с помощью элементного анализатора ThermoQuest CHNS (ThermoQuest, Manasquan, NJ, USA). Около 10 мг торрефицированного жома смешивали с окислителем в оловянной капсуле, которую затем сжигали в реакторе при температуре около 1000 ° C. Бурная реакция во временно обогащенной O ₂ среде способствовала плавлению образца и контейнера. Триоксид вольфрама (WO ₃ ) и медь (Cu) использовали в качестве катализаторов после камеры сгорания для обеспечения полного окисления.Окислитель катализатора (WO ₃ ) и восстановитель (Cu) поддерживали при температуре 1000 ° C. Продукты сгорания, такие как CO ₂ , SO ₂ и NO ₂ , были произведены в процессе и транспортировались постоянным потоком газа-носителя, богатого гелием. При заданной температуре NO ₂ каталитически восстанавливается до N ₂ , в то время как другие компоненты (C, H и S) остаются в их окисленных формах, которые представляют собой CO ₂ , H ₂ O и SO. ₂ соответственно.Затем эти газы были разделены с помощью газовой хроматографии и измерены детектором теплопроводности.

2.3.4. Определение теплотворной способности

Теплотворная способность, также известная как более высокая теплотворная способность, является свойством сырья, которое влияет на эффективность систем термохимического преобразования и остается основным показателем качества биомассы как топлива для производства энергии; это энергия, доступная в биомассе, как оценка тепла, выделяющегося при полном сгорании биомассы до CO ₂ и H ₂ O [48].

CV торрефицированного и неоррефицированного жома рассчитывалась с использованием уравнения, разработанного Sheng и Azevedo, 2005 [51]. Это представлено уравнением (3):

C V ( M J · k г ⁻¹ ) = −1,3675 + 0,3137 × C + 0,7009 × H + 0,0318 × O

(3)

где CV — теплотворная способность биомассы в МДж · кг ^-1 ; C представляет собой массовый процент (мас.%) Углерода в биомассе, определенный с помощью окончательного анализа; H показывает массовый процент водорода в биомассе, определенный также конечным анализом; O — это массовый процент кислорода, определяемый разницей с окончательным анализом на сухой и беззольной основе, т.е.е., O = 100 — ( C + H + N ). Из-за отсутствия специализированных аналитических приборов для определения кислорода его массовый процент обычно определяется разницей в весовых долях других элементарных компонентов.

2.3.5. Термогравиметрический анализ

Температуру, при которой начинаются реакции, приводящие к разложению образцов, можно контролировать с помощью термогравиметрического анализатора (ТГ). Потеря массы (TG) и график ее производной (DTG) образцов были измерены как функция температуры.Этот анализ был предпринят не только для установления термической стабильности и температуры газификации SCB, но также для определения основных параметров, которые влияют на термическое преобразование SCB.

Perkin Elmer TGA 7 (Perkin Elmer, Norwalk, CA, USA) был использован для изучения термического разложения торрефицированного SCB. 3,288 мг образца равномерно диспергировали в тигле с плоским дном толщиной ок. Толщиной 8 мм и глубиной 3 мм. Образец нагревали в широком диапазоне температур 20–1000 ° C в присутствии неокисляющей атмосферы N ₂ при скорости нагрева 10 ° C · мин ^-1 .Несущественное количество образца и низкая скорость нагрева использовались, чтобы избежать ограничений теплопередачи и минимизировать влияние массопереноса. Другой причиной используемой низкой скорости нагрева было то, что она характерна для систем газификации с неподвижным слоем.

Обязательно отметить, что термические условия, используемые в ТГ, отличаются от тех, которые используются во время торрефикации, потому что первый использовался для изучения термического поведения образца в широком диапазоне температур, поскольку целью анализа ТГ было использование образец в процессе газификации, который также является процессом высокотемпературного преобразования энергии; Последний процесс (торрефикация) использовался для улучшения характеристик образца в мягких температурных условиях.Максимальная температура для этого процесса (торрефикация) составляла 300 ° C. Однако начало реакции как для торрефикации, так и для ТГ происходило при комнатной температуре (20 ° C).

2.3.6. Сканирующий электронный микроскопический анализ

Морфологические характеристики образцов были предприняты для определения влияния торрефикации на микро- и макроструктурные преобразования SCB. Они были исследованы с использованием SEM-модели JEOL (JSM-6390LV) (JEOL, Токио, Япония). Перед анализом образцы были покрыты золотом с использованием устройства для нанесения покрытия распылением (Eiko IB3 Ion coater, Eiko Engineerin Co.Ltd., Токио, Япония) и поместили на держатель образца, называемый заглушкой, с помощью двухсторонней углеродной ленты и закрепили в камере для образцов прибора для морфологического наблюдения. Инструмент SEM требует, чтобы образцы были покрыты ультратонким покрытием из электропроводящих материалов, обычно золота (Au), чтобы обеспечить хороший выход вторичных электронов, что, в свою очередь, приведет к получению изображения хорошего качества. Другой причиной нанесения покрытия Au является минимизация накопления поверхностных зарядов, которые могут снизить разрешение.Чтобы уменьшить ошибки и подтвердить результаты, каждый анализ повторяли в трех экземплярах при одинаковых условиях. В каждое из микрографических изображений торрефицированного и неподдержанного жома включены конкретные условия исследования для анализа.

2.3.7. Моделирование газификации

Экспериментальные процедуры, включающие фактическую газификацию SCB, довольно дороги и требуют много времени, следовательно, используются быстрые и быстрые методы моделирования для процесса газификации жмыха, который намного дешевле.

Программа моделирования газификации биомассы использовалась для компьютерной репликации процессов газификации торрефицированных и ненасыщенных SCB. Компьютерная программа была основана на модели, специально разработанной для систем с нисходящим потоком, чтобы оценить влияние рабочих и проектных переменных на работу газогенератора. Программное обеспечение было разработано Chen et al. [52] и изменено Jayah et al. [53]. Он состоит из двух подмоделей в виде подмоделей зоны пламенного пиролиза и газификации.Подмодель зоны пламенного пиролиза часто используется для определения концентрации продукта и температуры газа, покидающего зону пламенного пиролиза, в то время как подмодель зоны газификации используется для прогнозирования выхода газообразного продукта и длины зоны газификации в любой момент времени. [53]. Подробное описание программы моделирования газификации было представлено в предыдущей статье [38]. Профили газа, полученные после моделирования, были использованы для вычисления теплотворной способности синтез-газа на основе процентного состава горючих газов, содержащихся в синтез-газе, как показано в уравнении (4) [54]:

CVgas = [(COvol × CVCO) + (h3vol × CVh3) + (Ch5vol × CVCh5) 100]

(4)

где CV _газ — теплотворная способность газа в МДж · Нм ⁻³ , CO _об. — объемная концентрация (в%) газообразного монооксида углерода, CVCO — теплотворная способность газообразного монооксида углерода ( обычно 12.64 МДж · Нм ⁻³ по стандарту) [55], H _2vol — объемная концентрация (в%) газообразного водорода, CVH ₂ — теплотворная способность газообразного водорода (10,1 МДж · Нм ⁻³ по стандарту) [56], тогда как CH _4vol — объемная концентрация (в%) газообразного метана, CVCH ₄ — теплотворная способность метанового газа (обычно 38 МДж · Нм ⁻³ по стандарту) [55]. Теплотворная способность горючих газов была получена из стандартной газовой таблицы.

Эффективность преобразования газификатора была определена после компьютерного моделирования процесса газификации по уравнению (5) [54]:

η = [(CVгаз × 2CVfuel) × 100%]

(5)

где η — КПД (в%) газификатора, CV _газ — теплотворная способность газа, а CV _{топливо} — теплотворная способность SCB. Коэффициент «2» в уравнении (6) представляет собой расход газа из газогенератора и измеряется в Нм ³ · ч ^-1 [53].Параметры, используемые при моделировании газификации торрефицированного и неноррефицированного SCB, представлены в.

Таблица 1

Параметры, использованные при компьютерном моделировании процессов газификации торрефицированного и ненасыщенного жома сахарного тростника.

Также стоит отметить, что диаметр частиц как для торрефицированного, так и для неморрефицированного SCB был принят одинаковым, поскольку сырье необходимо брикетировать перед газификацией.Такую форму брикета практически невозможно получить в процессах газификации, основанных на компьютерном моделировании, поэтому необходимо исходить из диаметра / размера частиц. С другой стороны, также практически невозможно газифицировать исходное сырье с мелкими частицами, поскольку это может создать множество технических проблем, включая отсутствие гравитационной подачи в газификатор, сжигание вместо газификации и так далее [54].

3. Результаты

Результаты этого исследования представлены в следующих подразделах.Информация, относящаяся к профилям температуры, была представлена ​​в предыдущей публикации, в которой исследовалось влияние температуры на различные параметры во время торрефикации SCB [57].

3.1. Распределение продуктов при торрефикации жмыха

Во время торрефикации биомассы обычно образуется довольно много продуктов реакции, и их выход сильно зависит от условий торрефикации, включая температуру, время и скорость нагрева, а также характеристики биомассы [58].Продукты от торрефикации SCB были идентифицированы как состоящие из твердого продукта (торрефицированный жмых), конденсируемых жидких и газообразных продуктов. Анализ был выбран таким образом, чтобы он в достаточной мере описывал условия, существующие в процессе газификации. На а и б показано влияние торрефикации на выход продуктов, а также на состав и мольные доли газообразных продуктов, образующихся в результате торрефикации жмыха сахарного тростника (SCB).

Продукты, полученные при обжиге жмыха: ( a ) Выход продукта с SP, LP и GP, представляющими твердые, жидкие и газообразные продукты, соответственно; ( b ) состав газообразных продуктов, образованных в результате обжига жома сахарного тростника при 300 ° C и при 5-минутном времени пребывания.

Торрефикация биомассы при температуре выше 300 ° C приводит к обширному удалению летучих веществ и инициирует пиролиз [59]. По этой причине, как упоминалось ранее, для данного исследования была выбрана температура торрефикации, не превышающая 300 ° C. Влияние температуры на различные параметры торрефикации и их значение для газификации исследовалось в предыдущей публикации [60]. Однако, как видно из а, почти 80% торрефицированного SCB осталось в виде твердого продукта по сравнению с более низкими выходами конденсируемых жидких и газообразных продуктов с процентным выходом 7.3% и 15,7%, соответственно, что согласуется с наблюдением, что около 70–80% биомассы обычно сохраняется после торрефикации, как сообщает Луо [45]. Масса торрефицированного SCB, оставшегося в виде твердого продукта, была связана с тем, что торрефикация проводилась в неокислительной среде; эта масса означает снижение веса примерно на 20% и была приписана изменениям, происходящим в структуре гемицеллюлозы во время торрефикации образца. Потеря веса биомассы во время торрефикации в значительной степени зависит от температуры вследствие разложения целлюлозы и содержания гемицеллюлозы в биомассе; а температура термического разложения этих компонентов находится в диапазоне 150–500 ° C [15,61,62].Этот температурный диапазон также соответствует температуре, используемой для процесса торрефикации SCB (300 ° C). Рассматривая газификацию как высокотемпературный процесс, такого рода тепловое поведение SCB во время торрефикации также ожидается во время его газификации, однако степень выхода продуктов будет в значительной степени зависеть от условий газификации, а также от источника SCB, что в конечном итоге повлияет на его состав и характеристики [53,63].

Влияние торрефикации также очевидно на состав газообразных продуктов, образующихся в результате торрефикации SCB.Это очевидно из b, поскольку газообразные продукты в основном содержат CO ₂ , CO и следы H ₂ и CH ₄ в различных пропорциях, главным образом из-за термического разложения гемицеллюлозы вместе с некоторыми короткоцепочечными компонентами лигнина, которые являются среди основных химических составляющих материалов биомассы [58]. Торрефикация становится полностью экзотермической при температурах выше 280 ° C, что приводит к образованию различных пропорций газов, таких как CO, H ₂ , CO ₂ и CH ₄ [59].Это согласуется с различными долями газов, полученными в результате этого исследования во время торрефикации SCB. При температуре реакции торрефикации около 300 ° C образование CO ₂ происходило в основном из-за реакций декарбоксилирования в результате нестабильных карбонильных групп в структуре гемицеллюлозы торрефицированного материала, в то время как вторичные реакции CO ₂ и пара с проницаемыми Уголь вместе с низкомолекулярными карбонильными соединениями, образующимися в результате декарбонилирования в результате торрефикации, объясняет образование CO [64,65,66].Однако CO образовывался более агрессивно из-за вышеупомянутых вторичных реакций. Низкий состав H ₂ объясняется низким содержанием влаги в торрефицированном SCB. Производство H ₂ увеличивалось с увеличением содержания влаги в материале и температуры (поскольку процесс торрефикации контролировался от комнатной температуры до 300 ° C) как следствие усиления эндотермических реакций во время торрефикации [67,68,69]. Производство CH ₄ также происходило в основном в результате образования и потребления CH ₄ , которые оба происходили при высоких температурах из-за уменьшения состава и образования CH ₄ при повышении температуры; CO, H ₂ , CH ₄ и CO ₂ являются основными составляющими синтез-газа, получаемого во время газификации биомассы, и их состав и выход зависят от нескольких факторов процесса, наиболее важным из которых является температура [70].

3.2. Масса и выход энергии

Рассматривая торрефикацию как один из методов улучшения свойств биомассы для целей производства энергии, входные и выходные параметры должны быть тщательно сбалансированы. Эти входные и выходные параметры часто измеряются с точки зрения массы и выхода энергии, которые являются основными параметрами, используемыми для оценки процессов торрефикации, поскольку они служат средой, используемой для описания перехода от массы и химической энергии от биомассы к твердому продукту [58] . Интенсивность торрефикации СКБ оценивали по массе и выходу энергии.Эти параметры также имеют первостепенное значение для проектирования и окончательного анализа оптимизации газификационных установок, включая цепочку создания стоимости между сырой и торрефицированной биомассой [71]. показывает влияние торрефикации на выход массы и энергии от процесса торрефикации SCB. Эти выходы массы и энергии были получены из уравнений (1) и (2) соответственно.

Масса и выход энергии из SCB, торрефицированного при 300 ° C при времени пребывания 5 мин.

In, можно наблюдать высокий выход массы и энергии в твердом продукте, что было связано с высвобождением летучих веществ и временем пребывания, допустимым для процесса торрефикации (5 мин), а также проведением эксперимента торрефикации в нерабочем состоянии. -окислительная среда.Неокислительная торрефикация всегда дает более высокий выход массы и энергии, чем окислительная торрефикация, независимо от типа торрефицированной биомассы [47]. Эти параметры (масса и выход энергии) являются следствием разрушения волокнистой структуры SCB, которое было приписано реакциям разложения, что делает образец высушенным и энергоемким. Торрефикация приводит к увеличению выхода массы с улучшенными энергетическими свойствами биомассы; в расчете на сухую и беззольную основу выход может достигать 80% для массового выхода и прибл.90% для выхода энергии [72,73,74]. Полученные высокие массовые и энергетические выходы означают, что торрефицированный SCB будет способствовать высокотемпературной газификации, которая приведет к оптимальной эффективности газификации, поскольку преобразование сырья в желаемые продукты описывается выходом массы и энергии в процессе газификации [75].

3.3. Анализ физической, химической и теплотворной способности

Как упоминалось ранее, параметры приблизительного анализа являются важными показателями твердого топлива, предназначенного для целей производства энергии.Ключевые свойства, относящиеся к эффективному термическому преобразованию торрефицированного и неморрефицированного SCB, представлены в. Также представлены значения стандартного отклонения для измеренных свойств, которые были определены из среднего значения измеренных свойств и извлечения положительного квадратного корня из их дисперсии.

Таблица 2

Измеренные ключевые характеристики торрефицированных и неподдерживаемых SCB.

Из этого видно, что два материала (торрефицированный и неутвержденный жмых) проявляют разные свойства, особенно с точки зрения содержания летучих веществ и связанного углерода, а также содержания углерода и кислорода, включая теплотворная способность. Относительные пропорции содержания летучих веществ и связанного углерода связаны с выходами и составом твердых, жидких и газообразных продуктов, образующихся во время газификации [76]. Содержание летучих веществ снизилось с 71.От 73% в неаррефицированном SCB до 30,07% в торрефицированном SCB, что согласуется с тем фактом, что торрефикация снижает содержание летучих веществ в биомассе, как сообщает Sarkar et al. и Ли и др. [77,78,79]. Фиксированный углерод также увеличился в торрефицированном SCB по сравнению с неморрефицированным SCB. Содержание золы также увеличилось на 92% (с 1,32% до 16,61%) в торрефицированном материале, а наблюдаемое увеличение содержания золы и связанного углерода в основном связано с эффектом концентрации из-за потери массы, что привело к увеличению содержания минерального вещества. содержание торрефицированных SCB, которые вносят основной вклад в состав золы [48].Во время торрефикации биомассы щелочные и щелочноземельные металлы, которые в основном являются золообразующими элементами, обычно остаются в торрефицированном материале, в основном, в результате относительно низкой температуры удаления летучих веществ в процессе [80,81]. Содержание влаги в обоих образцах относительно низкое и связано с сушкой перед анализом, что еще больше снизило уровень влажности в образцах. Чтобы сделать материалы биомассы пригодными для процессов преобразования, необходимо отрегулировать влажность, поскольку неконтролируемые изменения могут привести к снижению эффективности процесса и увеличению затрат [82].

Образцы также различаются по элементному составу, поскольку результаты показывают, что ненасыщенный жмых характеризуется высоким содержанием O и относительно низким содержанием C и H ₂ . Значительные количества O и других элементов делают сырую биомассу термически нестабильной, в то же время производя значительные количества смолы, которая может создать проблемы, которые могут привести к снижению скорости тепломассопереноса во время газификации [83,84]. Исходя из этих весовых долей, неочищенный SCB может быть классифицирован как материал биомассы с низкой теплотворной способностью.Снижение содержания O и H в торрефицированном SCB является причиной увеличения содержания в нем C. Это делает торрефицированный материал более подходящим в качестве топлива для производства энергии [85,86]. Это также очевидно из того, что торрефицированный SCB имеет немного более низкое отношение O – C (0,50) по сравнению с неуторенированным жмыхом (0,82). Это небольшое различие может быть связано с содержанием в материалах целлюлозы и лигнина. Более высокое соотношение лигнин – целлюлоза в биомассе отражает пониженное соотношение H – C, а также более низкое соотношение O – C; Для повышения качества продуктов газификации требуется определенная стехиометрия H – C [87,88].Однако изменение химического состава торрефицированного SCB привело к небольшому снижению его отношения O – C. Более низкие отношения O – C приводят к улучшенным характеристикам газификации торрефицированной биомассы [40]. Отношение H – C в торрефицированном SCB также значительно ниже, со значением 0,84, чем у ненасыщенного SCB, у которого соотношение H – C составляет около 100%. 1.6. Что касается газификации, это означает, что полное преобразование торрефицированного материала потребует добавления дополнительных материалов, таких как H ₂ в форме пара или удаления C в форме CO ₂ [89, 90].

Также представлены результаты теплотворной способности, демонстрирующие влияние элементного состава на теплотворную способность торрефицированного SCB. Теплотворная способность торрефицированного SCB увеличилась примерно на 12% по сравнению с теплотворной способностью неподготовленного SCB. Это объясняется пониженными соотношениями O – C и H – C, а также высоким содержанием C. Низкие соотношения O – C и H – C повышают теплотворную способность материалов биомассы после торрефикации и делают ее близкой к углю [ 91]. У необеспеченного SCB намного ниже, вероятно, из-за высокого содержания кислорода.Кислород мало или совсем не выделяет энергии во время термохимического преобразования биомассы и разлагается после термической обработки; Оптимальная эффективность конверсии процесса газификации достигается при использовании сырья с высокой теплотворной способностью [51,38,92].

3.4. Термические характеристики

Термическая стабильность и поведение при горении торрефицированного и неподдерживаемого SCB были исследованы с помощью ТГА и его производной (DTG). Потеря веса и скорость, с которой она происходит, представлены как функция температуры.Оба они представлены на a, b.

ТГА и ДТГ-графики SCB, полученные при 10 ° C · мин. ^-1 скорость нагрева: ( a ) торрефицированный SCB; ( b ) необоснованный SCB.

Три основных компонента биомассы — это целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Из-за структурных различий этих компонентов их обычно различают и идентифицируют с помощью ТГА, а температурные диапазоны разложения этих компонентов были измерены в предыдущих исследованиях другими исследователями [93,94].Разложение гемицеллюлозы происходит при 220–315 ° C, целлюлозы — при 315–400 ° C, а лигнин разлагается в широком диапазоне температур, начиная с 160–900 ° C [95].

Кривая ТГА и ДТГ торрефицированного образца SCB демонстрирует сложный процесс термической деградации, включающий несколько этапов (1–4), которые начинаются при температуре окружающей среды и заканчиваются при температуре, близкой к 1000 ° C, в то время как кривая незакрепленного SCB показывает два различных веса стадии потерь (пронумерованные 1 и 2), как показано пиком DTG. Однако показатели потери веса (R _W ), описанные DTG как для торрефицированного, так и для незаправленного SCB, показывают, что R _W составляет 0 в a (для торрефицированного SCB) и 0 в b (для неподдерживаемого SCB). .Причина этой разницы в R _W , вероятно, связана с природой образцов, так как характеристики торрефицированного SCB были изменены из-за торрефикации по сравнению с характеристиками неморрефицированного SCB, что могло повлиять на процесс термического разложения торрефицированного SCB. .

Первый этап похудания начался ок. 25 ° C и 98 ° C для торрефицированного и неморрефицированного SCB соответственно. Разница в исходной потере веса при указанных температурах была связана с предварительной термической обработкой SCB перед анализом ТГА в результате расхождений в химическом составе обоих образцов.Эта начальная стадия потери веса может быть связана с испарением влаги из образцов [38,96]. Вторая, третья и четвертая стадии потери веса торрефицированного SCB являются отражением термического разложения других компонентов, а также карбонизации [97]. Оставшийся конечный продукт, который термически стабилен примерно при (примерно) 1000 ° C, рассматривался как зола. Как указывалось ранее, из b можно ясно увидеть, что процесс термической деградации неподдержанного SCB сильно отличается от процесса термического разложения торрефицированного SCB.Первая потеря веса, соответствующая этой кривой, была объяснена ранее; однако второй пик указывает на начало выделения летучих около 260 ° C. По данным DTG торрефицированного SCB (а) максимальная потеря веса произошла примерно при 20 мин. 550 ° C, как показано широким пиком (стадия 4 потери веса). Это произошло в результате термического разложения, связанного с выделением летучих веществ и разложением углеводородов и FC, а также с газификацией полукокса, поскольку исследования материалов биомассы с участием TGA часто считаются такими же, как исследования газификации полукокса [98].Для неочищенного SCB максимальная потеря веса произошла при 360 ° C, в основном из-за потери летучих веществ, которая также была связана с разложением основных химических компонентов образца, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин [34].

Процесс термического разложения торрефицированного SCB объяснялся главным образом разложением связанного углерода, тогда как в случае неоррефицированного SCB в процессе его термического разложения преобладали разложение и выброс летучих веществ, очевидно, из-за более высокого содержания летучих веществ.Чем выше содержание летучих веществ биомассы, тем легче ее воспламенение и разложение [99]. Что касается газификации, однако, анализ успешно установил тепловые параметры, которые будут влиять на газификацию как торрефицированного, так и неуторенированного SCB. Это температура, время и скорость нагрева. Согласно графикам a и b, максимальная температура разложения торрефицированного SCB составляет ок. 860 ° C, в то время как для неподдерживаемого SCB максимальная температура разложения составляет около 1000 ° C, при этом торрефицированный SCB показывает несколько стадий потери веса по сравнению с неподдерживаемым SCB, что объясняется изменением характеристик в результате торрефикации.Это означает, что во время газификации при вышеупомянутых температурах оба материала полностью разложились бы, оставив определенное количество побочных продуктов (таких как зола, смола и сажа), на состав и выход которых будет влиять состав обоих образцов, а также условия газификации.

3.5. Морфологическая характеристика

Микроструктура и макроструктура образцов были исследованы с целью более глубокого понимания влияния торрефикации на структурное преобразование торрефицированного материала и сравнения этого преобразования с неоррефицированным материалом.СЭМ-изображения торрефицированных и неподтвержденных образцов SCB были получены в одних и тех же условиях анализа (увеличение было × 850 при 15 кВ) для получения наилучших результатов сравнения. Изображения представлены в формате.

SEM-изображения SCB, полученные при тех же условиях анализа с: ( a ) торрефицированными; и ( b ) без поправок.

Из этого видно, что микроскопические структуры двух образцов различаются. С точки зрения морфологии поверхности торрефицированный SCB выглядит более темным по цвету с шероховатой поверхностью по сравнению с неочищенным SCB с более светлой и гладкой поверхностью.Однако никаких морфологических изменений на поверхности структуры незакрепленного СКБ (б) не наблюдается из-за отсутствия предварительной обработки перед анализом, тогда как для торрефицированного СКБ (а) наблюдается обратное, поскольку морфологические изменения на поверхности достаточно очевидны. поверхность его структуры. Очевидно, это можно отнести к термической обработке. Тем не менее, две основные морфологические особенности ясно показаны на изображениях обоих образцов и обозначены стрелками. Это волокнистая структура и сердцевина, которые четко обозначены буквами «F» и «P» в a, b соответственно.Заметная сердцевина на рис. B несколько разорвана после термической обработки, как показано стрелкой на рис. Параллельные полосы, частично покрытые остаточным материалом, образуют основную часть поверхности волокна в a. Изображение торрефицированного SCB также показывает сильно разупорядоченную углеродную структуру, которая может способствовать высокой реакционной способности во время газификации [100]. Волокнистая структура (F) в b четко видна на a; это происходило главным образом из-за потребления гемицеллюлозы и лигнина во время торрефикации. Различия в макро- и микроструктуре объясняют, почему измельчаемость торрефицированной биомассы превосходит измельчаемую биомассу [15].Более проницаемая структура с большей площадью поверхности также может быть замечена на изображении торрефицированного SCB по сравнению с незаправленным SCB. Эти благоприятные свойства приводят к высокой эффективности конверсии во время газификации и подтверждают, что торрефицированный SCB представляет собой сырье на основе углерода, которое больше подходит для газификации в системе с нисходящим потоком, разработанной надлежащим образом для сохранения характеристик сырья.

3,6. Процесс моделирования газификации

Эффективность преобразования процесса газификации является важным фактором, который определяет фактическую техническую операцию, а также экономическую целесообразность использования системы газификации; он определяется как выражение содержания энергии газообразных продуктов, образующихся во время газификации, к содержанию энергии биомассы, используемой в качестве сырья [54].Программное обеспечение, описанное в разделе 2.3.7, использовалось для компьютерного моделирования процессов газификации как торрефицированного, так и недействующего SCB в стандартных условиях работы газификатора. Параметры, используемые при моделировании газификации, представлены в. Программа моделирования использовалась для определения процентного состава синтез-газа, полученного в результате процессов газификации как торрефицированного, так и неморрефицированного SCB. a, b показывает процентный состав синтез-газа, полученного при газификации торрефицированного и не подкрепленного SCB, полученный после компьютерного моделирования.

Состав синтез-газа, полученный после компьютерного моделирования процессов газификации ( a ) торрефицированного СКБ; и ( b ) неподтвержденный SCB.

Из a совершенно очевидно, что газы, образующиеся во время газификации торрефицированного SCB, по составу сопоставимы с газами, полученными во время его торрефикации (представлены в b). Такие же газы производились даже для газификации недействующего СКБ (б). Эти газы вместе представляют состав синтез-газа; подразумевая, что предварительная обработка сырья не меняет конечный продукт процесса газификации.Синтез-газ остается конечным продуктом газификации независимо от типа метода предварительной обработки, применяемого до газификации, но его концентрация и качество могут соответственно меняться [25]. Из а, б также ясно, что не так много различий в процентном составе составляющих синтез-газа, полученного после газификации торрефицированного и неморрефицированного SCB; однако состав газов оставался постоянным даже при увеличении времени газификации. Состав N ₂ , приблизительно 60%, представляет собой газ с наивысшим составом из-за разбавления синтез-газа, с воздухом, содержащим N ₂ , который используется в качестве газифицирующего агента во время компьютерного моделирования процессов газификации как торрефицированного, так и ненасыщенного SCB.Состав синтез-газа, полученного во время газификации биомассы, зависит от типа газификатора, и используемый газифицирующий агент, поскольку синтез-газ, полученный с использованием пара в качестве газифицирующего агента, будет иметь более низкий процент N ₂ (около 3%) по сравнению с тем, который образуется при В качестве газифицирующего агента используется воздух, который обычно имеет состав N ₂ выше 41–50% [101]. Снижение улетучивания топлива вокруг зоны пиролиза из-за количества тепла, передаваемого из зоны окисления, что, как следствие, привело к непрерывному улетучиванию, которое также является предвестником образования компонентов синтез-газа (CO, H ₂ , CO ₂ , CH ₄ , N ₂ ).В результате доступа окислителя в зону пиролиза происходило сгорание продуктовых газов, что дополнительно приводило к уменьшению количества интегральных компонентов (CO и H ₂ ) синтез-газа. Состав синтез-газа, полученного в результате газификации, фактически зависит от природы и состава используемого сырья, поскольку сырье биомассы различается по составу [62].

Эффективность преобразования процессов газификации как торрефицированного, так и неподтвержденного SCB, полученная после компьютерного моделирования, представлена ​​в.

Эффективность преобразования, полученная при компьютерном моделировании процессов газификации торрефицированного и неподдерживаемого SCB.

Эффективность конверсии процесса газификации обоих образцов показала, что более высокая эффективность была достигнута с торрефицированным SCB по сравнению с эффективностью, достигаемой при использовании ненасыщенного SCB в качестве сырья. Это очевидно из того факта, что эффективность процесса газификации торрефицированной биомассы всегда выше, чем у неиспользованной биомассы, как сообщает Дорде [32].Эта разница в эффективности значительна, потому что эффективность торрефицированного SCB увеличивалась со временем примерно с 50% до максимального процента примерно в 10%. 60%, в то время как у незаправленного SCB КПД начинался примерно с 50% и оставался постоянным даже при увеличении времени газификации. Это процентное увеличение эффективности между обоими образцами составляет примерно 14%, что является статистически значимым и может быть связано в основном с изменениями свойств SCB после торрефикации, особенно с изменением химического состава, которое привело к снижению отношения O – C, а также повышенное содержание C и теплотворная способность, как четко указано в.При пониженном соотношении O – C характеристики газификации торрефицированных материалов биомассы улучшаются по сравнению с неочищенными материалами, а эффективность преобразования процесса газификации зависит от характеристик исходного сырья; низкая эффективность преобразования и низкое качество газа, включая высокую концентрацию смолы, являются следствием газификации биомассы низкого качества [40,62]. Различие в эффективности процессов газификации торрефицированного и неаррефицированного SCB также можно отнести к каталитическому эффекту золы из-за разницы в содержании каталитических элементов в торрефицированном SCB, хотя для установления этого факта может потребоваться анализ неорганических элементных компонентов.Высокое содержание неорганических веществ из-за повышенного содержания золы в торрефицированной биомассе может повысить эффективность газификации, поскольку скорость газификации также зависит от каталитически активных компонентов биомассы [62,102].

4. Обсуждение

Твердый продукт, полученный при обжиге жмыха, показал улучшенные характеристики по сравнению с данными, полученными для характеристик ненасыщенного жома, особенно в отношении содержания углерода и теплотворной способности, которые были повышены после обжига.Изменение цвета от светло-коричневого до относительно темного после обжига, как показано на a, b, предполагает полную карбонизацию торрефицированного SCB, что соответствует изменениям физических и химических свойств, которые дополнительно указывают на улучшенные характеристики. После этого образовывался ряд продуктов реакции, состав и выход которых сильно зависели от определенных условий торрефикации, при этом температура, время и скорость нагрева были определены как наиболее важные факторы. Среди продуктов, полученных в процессе обжига жома сахарного тростника (SCB), были твердые, жидкие и газообразные продукты в различных пропорциях.Твердый продукт, идентифицированный как торрефицированный материал, имел больший выход жидкости и газа. Повышенный выход торрефицированного SCB также повлиял на процентный состав синтез-газа, полученного во время газификации материала. Согласно Xue et al. [62], повышенный выход торрефицированной биомассы с точки зрения массового процента, полученного после торрефикации, истолковывается как означающий более высокий выход синтез-газа, что отражает повышенную эффективность преобразования во время газификации. Газообразные продукты процесса торрефикации (b) включали CO, CO ₂ , H ₂ и CH ₄ в различных пропорциях и были аналогичны составу синтез-газа, полученного во время газификации.Состав и выход этих газов также зависели от нескольких технологических факторов, таких как температура. Кроме того, массовые и энергетические выходы процесса торрефикации жома сахарного тростника показали повышенный выход, что также отражало улучшенные свойства материала из-за разрушения волокнистой структуры торрефицированного SCB, что также положительно сказалось на эффективности, достигнутой во время его обработки. газификация. Разрушение волокнистой структуры SCB во время торрефикации способствовало повышению температуры и повышению реакционной способности во время газификации, что привело к повышению эффективности газификации торрефицированного SCB.Это согласуется с исследованиями, проведенными Xue et al., Посвященными влиянию торрефикации на свойства Miscanthus giganteus , относящиеся к газификации. [62], которые пришли к выводу, что после торрефикации волокнистая природа биомассы разрушается, так что, когда биомасса используется в качестве сырья в процессе газификации, повышение температуры и реакционной способности биомассы напрямую влияет на эффективность газификации. Таким образом, улучшенные характеристики торрефицированного SCB сыграли роль в его газификации, поскольку разница в эффективности около 10% была достигнута во время компьютерного моделирования процессов газификации обоих образцов.

Для дальнейших исследований рекомендуются анализы жидких продуктов из торрефицированного SCB и их влияние на газификацию, эффективность торрефикации SCB при различных температурах и влияние изменения температуры на выход массы и энергии, относящийся к газификации. Анализ содержания минеральных веществ в торрефицированных СКБ и их влияния на состав золы и на эффективность преобразования процесса газификации, проводимого в различных условиях работы газификатора, также являются другими областями исследований, заслуживающих дальнейшего изучения, поскольку полная конверсия углерода в сырье зависит от полукокса. остаточная реактивность, а также от условий работы газификатора [54].Сообщалось о высокозольном составе торрефицированного жмыха, что объяснялось рядом факторов, в том числе поглощением питательных веществ во время роста растения сахарного тростника. Сердцевина — это ткань стебля растений, отвечающая за хранение и транспортировку питательных веществ через растения. В отличие от этого, характеристики газификации очищенного SCB также заслуживают изучения, чтобы установить его влияние на состав золы, а также определить, является ли очищенный SCB сырьем, подходящим для операций газификации, особенно с использованием системы газификации с нисходящим потоком.

Несмотря на глобальные усилия, направленные на разработку технологий торрефикации, необходимо решить ряд технических и экономических проблем, прежде чем эта технология будет полностью коммерциализирована [103]. Стоимость торрефикации биомассы может быть компенсирована более высокой эффективностью газификации торрефицированной биомассы; тем не менее, было проведено не так много исследований технико-экономического аспекта процессов торрефикации, и даже несмотря на то, что газификация торрефицированной биомассы приводит к улучшенным свойствам текучести биомассы и повышенным уровням H ₂ и CO в полученном синтез-газе и увеличивает отсутствует общая эффективность процесса, всесторонние знания и опыт в отношении возможностей и ограничений использования торрефицированной биомассы в процессах газификации.Это область, в которой системные исследования и разработки были бы чрезвычайно полезны [104].

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Подключение газа к частному дому.

В предыдущей статье мы рассказали о преимуществах газификации вашего дома. Сегодня мы продолжаем развивать эту тему, мы поговорим о подключении газа к частному дому.

Надо сказать, что с 1 марта 2014 года было принято новых правил работ по подключению газа к частным домам . Теперь этим стала заниматься гос. Газовая служба. В соответствии с Федеральным законом «О газоснабжении» определены основные группы потребителей газа.Владельцы индивидуальных частных домов часто попадают в первую группу потребителей, для которых существуют ограничения по потреблению газа, расход не должен превышать 5 м3 в час. Однако этого объема достаточно для обеспечения отопления в частном доме площадью до 250 м2.

Также были внесены изменения и в цены. Теперь вставка в основную трубу будет намного дешевле — 52000 рублей. Но уложиться в эту сумму удастся только в том случае, если расстояние от вашего участка до необходимой магистральной трубы будет не более 200 метров.

Для начала подключения к газовой магистрали необходимо для начала обратиться в газораспределительную компанию, приложить к этому заявлению копию свидетельства о праве собственности и заявление на энергопотребляющее оборудование. После сбора всех необходимых документов и, если это технически возможно, заключается договор с газовщиком.

Как подключить газ в частном доме?

Все этапы газоснабжения частного дома вы наглядно видите на этой инфографике от Мособлгаза:

1.Подготовка проекта газификации дома.

Для удержания газа в частном доме необходимо получить технические условия (ТУ) на газификацию, после чего необходимо обратиться в специализированную организацию, имеющую лицензию на выполнение работ по проектированию систем газоснабжения. в вашем районе.
Следует отметить, что трасса подключения газа к вашему дому является наиболее затратной с финансовой точки зрения частью всего процесса. Для проекта газификации можно воспользоваться услугами городских газовых властей или частных организаций, имеющих разрешения на осуществление данной деятельности.На практике многие выбирают последний вариант из-за экономии времени, потому что государственные структуры часто откладывают реализацию проекта по бюрократическим причинам, в некоторых случаях до 7-8 месяцев и более.

Каким должен быть проект газоснабжения частного дома?

Он должен включать следующие предметы:

Список подключаемых устройств по расходу газа в вашем доме, их характеристики.
Организация отвода дымовых газов (дымоход) и меры безопасности.
Расположение приборов в доме с учетом действующих правил соответствия помещения.
Далее, как уже было сказано выше, выбран подрядчик для выполнения работ по подключению газопровода, подключенного к земельному участку и непосредственно к вашему дому.

2. Этап строительно-монтажных работ.

Чаще всего первые два пункта находятся в ведении одной и той же организации. Поэтому при выборе подрядчика стоит ли обращаться к универсальной компании. Кроме того, многие из них при комплексном заказе дают скидку.

3. Газовое подключение к дому.

Подрядчик на данном этапе выполняет собственно подключение поставленных газовых труб к распределительной системе дома. При этом вводе это вентили, которые не открываются самостоятельно, без представителей газовых служб вашего города. После этого следует провести обучение технике безопасности и внедрить систему управления подачей газа.

После всех этапов вы подписываете акт сдачи-приемки работ и заключаете договор на сервисное обслуживание газового оборудования и газоснабжение.
Время подключения (все фазы) обычно длится от полугода до года. Но оно того стоит, ведь отопительный газ в три раза дешевле, чем отопление электричеством, окупится за 6-7 лет! Да и газификация сейчас быстрее, чем раньше, и в итоге намного дешевле.
Напоминаю, что у вас есть последняя возможность записаться к нам на обучение на выставке РОС-ГАЗ-ЭКСПО 2016

свяжитесь с нами по электронной почте:: [email protected] или по телефону +7 (921) 773-000-9 или заполните форму ниже:

Технология газификации | Shell Catalysts & Technologies

Название: Видео о процессе газификации Shell

Продолжительность: 03:02

Описание:

Анимация SGP или процесса газификации Shell показывает эту упущенную технологию и то, как она может помочь в решении проблем, с которыми сталкиваются нефтепереработчики .

[Играет фоновая музыка]

Техы, современная музыка.

[Анимированная последовательность]

Логотип «SHELL КАТАЛИЗАТОРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ВМЕСТЕ, ПРЕОБРАЗУЮЩИЕ ЭНЕРГИЮ» на белом экране.

[Мужской голос за кадром]

Нефтепереработчики сталкиваются с серьезными проблемами, пытаясь оставаться прибыльными на все более конкурентном рынке.

[Анимированная последовательность]

Камера приближается, чтобы открыть белую 3D-модель нефтехимического завода на зеленом текстурированном фоне.Камера перемещается и центрируется на одной конкретной белой 3D-модели четырех танков. Желтый текст и стрелка «ПРИБЫЛЬНОСТЬ» анимируются вверх над нефтехимическими резервуарами, а текст «КОНКУРЕНТНЫЙ РЫНОК» — под ними.

[Мужской голос за кадром]

Модернизация малоценных, низкоуровневых молекул, создание нефтехимического сырья и повышение гибкости сырой нефти — вот лишь несколько примеров.

[Анимированная последовательность]

Сдвиньте переход к оранжевому текстурированному фону с текстом «ОБНОВЛЕНИЕ НИЗКИХ МОЛЕКУЛ» рядом с белой 3D-моделью молекул низкой ценности и желтой стрелкой позади них, указывающей вверх.Сдвиньте переход к тому же оранжевому текстурированному фону с текстом «СОЗДАНИЕ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ» рядом с белой 3D-моделью нефтехимической установки. Сдвиньте переход к тому же оранжевому текстурированному фону с текстом «ПОВЫШЕНИЕ ГИБКОСТИ ГИБКОСТИ» над белой 3D-моделью трех бочек с сырой нефтью. Верхняя часть передней бочки с сырой нефтью изогнута справа налево, что символизирует «гибкость».

[Мужской голос за кадром]

В то же время многие нефтепереработчики ищут способы уменьшить свой углеродный след и создать собственный недорогой источник водорода .

[Анимированная последовательность]

Переход к синему текстурированному фону с текстом «УМЕНЬШИТЬ УГЛЕРОДНЫЕ СЛЕДЫ» над пятью следами, которые анимируются «пошаговым» движением. Сдвиньте переход к тому же синему текстурированному фону с текстом «СОЗДАТЬ НИЗКИЙ ИСТОЧНИК ВОДОРОДА» под значком «H ₂ ». Трехмерные молекулы водорода вылетают из значка «H ₂ ».

[Мужской голос за кадром]

Shell может помочь преодолеть все эти проблемы с помощью процесса газификации Shell, или SGP.

[Анимированная последовательность]

Переход на красный текстурированный фон. Части 3D-модели процесса газификации Shell вращаются и объединяются в единое целое. Белые пунктирные пунктирные линии появляются на красном фоне, а текст «ПРОЦЕСС ГАЗИФИКАЦИИ ОБОЛОЧКИ» прокручивается под устройством. Текст «SGP» анимируется рядом с блоком SGP.

[Мужской голос за кадром]

Используя наш опыт в качестве собственника-оператора и имея лицензию на более 100 газификационных установок, мы постоянно совершенствовали эту технологию, делая ее очень надежной и эффективной.

[Анимированная последовательность]

Камера движется вверх, показывая карту мира на том же красном текстурированном фоне с белыми точками по всей поверхности. Мы видим текст «PERNIS» и «RHINELAND», выделяющий эти два места на карте. Текст «ОПЫТНЫЙ ВЛАДЕЛЬЦА-ОПЕРАТОР» анимируется в центре кадра над картой. Ряд из нескольких белых 3D-моделей агрегата SGP скользит влево, входит и выходит за пределы кадра, увеличивая и уменьшая размер, вместе с текстом «БОЛЕЕ 100 ЕДИНИЦ ГАЗИФИКАЦИИ». Трехмерная модель полноразмерного блока SGP последнего поколения скользит в рамку и открывается, показывая белые стрелки, проходящие по всему блоку.Текст «ВЫСОКО НАДЕЖНЫЙ И ЭФФЕКТИВНЫЙ» отображается рядом с устройством.

[Мужской голос за кадром]

Вот как это работает: SGP частично окисляет широкий спектр малоценных молекул в присутствии кислорода и пара с образованием «синтез-газа», который в основном состоит из водорода и окиси углерода.

[Анимированная последовательность]

Камера приближается к объекту, чтобы увидеть светло-голубой текстурированный фон с белой 3D-моделью молекул с низкой стоимостью в центре кадра. Стрелка указывает на молекулы слева с текстом «O ₂ » над ним, а другая стрелка указывает на молекулы справа с текстом «STEAM» над ним.Переход на тот же светло-голубой текстурированный фон с несколькими трехмерными молекулами водорода и окиси углерода, плавающими над текстом «SYNGAS». Тексты «ВОДОРОД» и «УГЛЕРОДА» исчезают за молекулами.

[Мужской голос за кадром]

Синтез-газ затем можно использовать для выработки энергии, подачи водорода и производства различных нефтехимических продуктов, высококачественного синтетического топлива или смазочных материалов.

[Анимированная последовательность]

Камера уменьшает масштаб, в то время как текст «SYNGAS» остается в центре кадра, а за ним летят пузырьки газа.Четыре стрелки анимируются от «SYNGAS» к каждому углу кадра, указывая на трехмерную силовую вышку, трехмерный значок водорода, трехмерные три бочки с сырой нефтью и трехмерный двигатель в указанном порядке. Двигатель 3D работает.

[Мужской голос за кадром]

Между тем, CO ₂ высокой чистоты улавливается без необходимости в дополнительных технологических установках.

[Анимированная последовательность]

Переход к зеленому текстурированному фону с множеством плавающих 3D молекул CO ₂ . Пунктирный квадратный штрих дает анимацию для захвата этих молекул, в то время как текст «CO ₂ » _{и «CAPTURE» отображается внутри.}

[Мужской голос за кадром]

Он может поставляться в теплицы для ускорения развития сельскохозяйственных культур или закачиваться под землю для хранения CO ₂ или повышения нефтеотдачи.

[Анимированная последовательность]

Камера уменьшает масштаб и перемещается вправо, в то время как захваченные молекулы CO ₂ остаются в левой части кадра с текстом «CO ₂ » _{под ними. Мы видим трехмерную модель теплицы рядом с захваченными молекулами CO 2 со стрелкой вправо между ними.Урожай в теплице растет, а под ним отображается текст «FAST-TRACK CROP DEVELOPMENT». Сдвиньте переход к синему текстурированному фону с белой 3D-моделью нефтехимического нефтеперерабатывающего завода в верхнем левом углу и белой 3D-моделью насосной станции в верхнем правом углу. Мы видим желтые стрелки, идущие вниз от нефтехимического завода к захваченным молекулам CO 2 , которые движутся под землей слева направо, а за ними следует текст «CO 2 STORAGE». Мы видим другие желтые стрелки, идущие вверх от захваченных молекул CO 2 к насосной станции, в то время как текст «УЛУЧШЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ МАСЛА» отображается рядом с ними.}

[Мужской голос за кадром]

SGP чрезвычайно гибок, когда речь идет о типе загрузки, переработке тяжелых остатков, таких как асфальт из установок деасфальтизации растворителем, остатков кипящего слоя или пека гидрокрекинга суспензии.

[Анимированная последовательность]

Переход к оранжевому текстурированному фону с белой 3D-моделью блока SGP в центре кадра. Текст «ЧРЕЗВЫЧАЙНО» сдвигается влево, а текст «ГИБКИЙ» — справа от модели. Модель SGP перемещается вправо от кадра, в то время как текст «HEAVY RESIDUES» анимируется слева от него с скобкой и стрелкой, указывающими на единицу между ними.Текст исчезает, в то время как текст «АСФАЛЬТ», «ОСТАТКА ЭБУЛИРОВАННОЙ КРОВАТИ» и «ШЛАМ ГИДРОКРЕКИНГА» анимируются слева от скобки с трехмерными значками рядом с ними.

[Мужской голос за кадром]

Его широкие возможности отлично подходят для будущего, поскольку нефтеперерабатывающие заводы модернизируют и изменяют свою конфигурацию в соответствии с требованиями рынка.

[Анимированная последовательность]

Камера приближается, улетая от блока ЗВП, в то время как трехмерная модель нефтехимического нефтеперерабатывающего завода исчезает, а блок ЗВП остается на месте.Текст «ОБНОВИТЬ» будет анимирован в верхнем левом углу кадра. Текст «ПОВТОРНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ» будет анимирован в правом нижнем углу кадра.

[Мужской голос за кадром]

Природный газ также можно газифицировать в синтез-газ путем частичного окисления, что дает возможность превратить многожильный газ в ценные продукты на основе синтез-газа.

[Анимированная последовательность]

Переход к пурпурному текстурированному фону с текстом «ПРИРОДНЫЙ ГАЗ» в центре кадра и облаком газа позади него.Текст «ПРИРОДНЫЙ ГАЗ» перемещается в левую часть кадра, в то время как текст «СИНГАЗ» анимируется в правой части кадра с пузырьками газа позади него. Силуэт блока газификатора исчезает между обоими текстовыми изображениями, в то время как текст «ЧАСТИЧНОЕ ОКИСЛЕНИЕ» и стрелки, направленные вправо, анимируются над блоком газификатора. Стрелки указывают от «ПРИРОДНОГО ГАЗА» НА «СИНГАЗ», обводя газификатор.

[Мужской голос за кадром]

Биомасса или биогаз можно газифицировать одним и тем же методом, помогая нефтепереработчикам в переработке все большего количества возобновляемых источников энергии.

[Анимированная последовательность]

Переход слайда на зеленый текстурированный фон с белыми 3D-моделями кукурузы и бревен деревьев рядом с текстом «БИОМАССА» и белой 3D-моделью газового облака под ними, рядом с текстом «БИОГАЗ». Все они перемещаются в левую часть кадра, в то время как 3D-модель SGP перемещается в кадр справа с текстом «SGP» рядом с ней. Желтая скобка со стрелкой вправо анимирует элементы «БИОМАССА», «БИОГАЗ» и блок SGP.

[Мужской голос за кадром]

SGP также обеспечивает универсальность в последующих применениях синтез-газа.

[Анимированная последовательность]

Все элементы сдвигаются влево, за пределы кадра, в то время как 3D-модель SGP остается в центре кадра. Текст «ВКЛЮЧАЕТ» сдвигается влево, а текст «УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ» — справа от модели.

[Мужской голос за кадром]

Исторически сложилось так, что синтез-газ давал пар, электроэнергию и водород по невысокой цене.

[Анимированная последовательность]

Переход к светло-синему текстурированному фону с текстом «SYNGAS» в центре кадра, с плавающими за ним пузырьками газа.Под «SYNGAS» отображается иерархическая диаграмма, отображающая текст «STEAM», «POWER» и «HYDROGEN» и связанные с ним трехмерные значки. 3D-иконки — это паровое облако, энергетическая башня и молекула водорода.

[Мужской голос за кадром]

Но по мере изменения рыночной динамики нефтепереработчики продолжают оценивать использование синтез-газа в качестве строительного материала для аммиака, оксоспиртов, метанола и других нефтехимических продуктов.

[Анимированная последовательность]

Камера уменьшает масштаб, в то время как фон текстуры разделяется пополам и вращается, в результате получается половина светло-голубого (верхняя сторона кадра), половина темно-синего (нижняя сторона кадра) фона.Текст «SYNGAS» и диаграмма иерархии с «STEAM», «POWER» и «HYDROGEN» остаются в рамке. Другая диаграмма иерархии анимируется над «SYNGAS», чтобы показать текст «AMMONIA», «OXO-ALCOHOLS» и «METHANOL» и связанные с ним трехмерные значки. 3D-иконки — это бутылка с моющим средством, бутылка для мыла, обычная бутылка с алкоголем и три бочки с сырой нефтью.

[Мужской голос за кадром]

Процесс газификации Shell — это мощная технология, которую следует учитывать в любом современном перерабатывающем комплексе для переработки более тяжелой нефти, особенно если вы этого хотите…

[Анимированная последовательность]

Переход к красному текстурированному фону, когда камера приближается, показывая 3D-модель SGP, приземляющуюся в центре нефтехимического завода, с текстом «SGP» над единицей. Мы можем видеть часть желтого текстурированного фона под землей. Нефтехимический нефтеперерабатывающий завод и установка ЗВП сдвигаются вверх, показывая остальную часть желтого текстурированного фона.

[Мужской голос за кадром]

… превратить молекулы из нижней части ствола в нефтехимическое сырье …

[Анимированная последовательность]

Белая 3D-модель молекул с низкой стоимостью с «МОЛЕКУЛАМИ НИЗКОЙ ЦЕННОСТИ» текст под ним анимируется в левой части кадра.Вертикальная пунктирная линия и стрелка, направленная вправо, разделяют рамку по центру. Белая 3D-модель трех бочек с сырой нефтью и текст «НЕФТЕХИМИЧЕСКИЕ СЫРЬЯ» анимируются в правой части кадра.

[Мужской голос за кадром]

… генерировать водород при высоких ценах на природный газ …

[Анимированная последовательность]

Сдвиньте вверх, чтобы увидеть значок водорода с плавающими вокруг него трехмерными молекулами водорода и надписью «GENERATE HYDROGEN текст под ним, расположенный в левой части фрейма.Пунктирная пунктирная линия остается в рамке. В правой части кадра появляются трехмерное пламя и знак доллара с текстом «ВЫСОКАЯ ЦЕНА ПРИРОДНОГО ГАЗА» под ним.

[Мужской голос за кадром]

… или захватить и использовать CO ₂ вместо выброса его в атмосферу.

[Анимированная последовательность]

Сдвиньте вверх, чтобы увидеть плавающие трехмерные молекулы углекислого газа, записанные в пунктирном квадрате, и текст «CAPTURE CO ₂ » под ним, все они расположены в левой части кадра.Пунктирная пунктирная линия остается в рамке. Стек трехмерных бликов с красным символом «нет» над ним, анимируйте в правой части кадра с текстом «ВЫБРОСЫ» под ним.

[Мужской голос за кадром]

Наши эксперты и мастера по планированию могут посоветовать вам, как включить процесс газификации Shell, чтобы максимизировать рентабельность и снизить выбросы углекислого газа.

[Анимированная последовательность]

Камера приближается, чтобы увидеть 3D-модель SGP, закрывающуюся в центре кадра, на красном текстурированном фоне.Мы видим пунктирный круг с двухмерными значками разных людей, текстом «ЭКСПЕРТЫ» и «МАСТЕРПЛАНЕРЫ» вокруг подразделения SGP. Текст «ПРОЦЕСС ГАЗИФИКАЦИИ ОБОЛОЧКИ» появляется и приземляется в центре кадра над блоком SGP. Пунктирный круг с иконками людей и текстом исчезает, показывая текст «МАКСИМАЛЬНАЯ ПРИБЫЛЬНОСТЬ» в верхнем левом углу кадра и «УМЕНЬШИТЬ УГЛЕРОДНЫЕ СЛЕДЫ» в нижнем правом углу кадра. Блок SGP и текст «ПРОЦЕСС ГАЗИФИКАЦИИ ОБОЛОЧКИ» остаются в рамке.

[Анимированная последовательность]

Камера приближается к 3D-модели SGP для перехода к белому экрану с выступом Shell в центре кадра.Текст «www.shell.com/ct» исчезает под знаком Shell.

[играет фоновая музыка]

Мнемоника оболочки.

Пластиковые трубы, фитинги и другие изделия

Последние новости

ОБЪЕКТЫ ГАЗО / ВОДОСНАБЖЕНИЯ

2020-12-24

Обеспечение объектов газоснабжения / водоснабжения и канализации — процедура непростая, технически сложная и дорогостоящая. Чтобы облегчить эти процедуры, вы можете связаться с нашей компанией Polymer Limited.На нашем сайте представлен широкий ассортимент продукции. У нас есть необходимые лицензии и сертификаты, будьте уверены в гарантии и качестве. У нас есть высококвалифицированный персонал, который всегда готов помочь вам в выборе оборудования. Кроме того, мы являемся одним из лучших поставщиков Республики Татарстан и гордимся этим! Наша задача — быстрая и грамотная помощь, выгодные цены и довольный покупатель! Свяжитесь с нами и убедитесь в этом сами!

ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ О ГАЗИФИКАЦИИ ЧАСТНОГО ДОМА.

2020-12-24

Что нужно знать о газификации частного дома. Подключение частного дома к газификации требует определенных шагов. Например, подготовка пакета документов, необходимых для получения соответствующего разрешения. Но это лишь малая часть того, что придется сделать, если зимой вы не хотите, чтобы ваш лачуган не превратился в лед, как в сказках. Прежде чем подключить газ к вашему дому через газовую магистраль, вы должны обратиться в местную городскую газовую техническую инспекцию для получения разрешения и документации.Таким образом, вы получите ТУ (технические условия) — разрешение на выезд на трассу. Далее составляется проект газификации частного дома — обязательное условие проведения кладочных работ. Проект позволит правильно и тщательно спланировать работу и подобрать подходящее оборудование. В Polymer Limited мы будем рады помочь вам найти то, что вам нужно! Здесь вы найдете широкий ассортимент продукции, предназначенный для комплексного обеспечения объектов газоснабжения, а также водоснабжения и канализации.После того, как необходимые документы готовы, составляется договор с организацией на монтажные работы. При заключении договора убедитесь, что организация имеет лицензию и уполномочена выполнять такие работы. Вы уже газифицировали дом? С какими проблемами вы столкнулись? Нам очень интересно ваше мнение!