Gazeificarea este mai eficientă decât arderea directă a biomasei în focare, deoarece în primul rând pierderile de exergie (lucru mecanic disponibil) datorită schimbului de energie termică internă sunt mai reduse; de la 14-16% în cazul arderii, la 5-7% în cazul gazeificării, în timp ce reacţiile chimice sunt relativ eficente pentru ambele procedee, iar în al doilea rând datorită emisiilor mici de SO2 şi NOx în mediu. Proiectul îşi propune îmbunătăţirea eficienţei reactorului de gazeificare în principal prin aplicarea sistemelor de generare pulse jet pentru alimentarea reactorului cu biomasă şi pentru transportul pneumatic al agentului termic (calcit sortat/dolomită sortată/nisip sortat). Aceste sisteme pulse jet adaptate pentru transportul pneumatic al biomasei în reactor şi pentru transportul pneumatic al agentului termic aduc elemente de noutate şi îmbunătăţiri reactorului de gazeificare.

Dispozitivele pulse jet sunt realizate şi au fost expuse la TIB 2008 odată cu o prezentare amplă a proiectului care a stârnit interesul specialiştilor şi utilizatorilor posibili.

Aceste dispozitive fac posibilă realizarea, folosind un acelaşi reactor, de instalaţii de gazeificare a biomasei sau a amestecurilor de deşeuri organice, (1) cu încălzire directă a biomasei, realizând un combustibil sintetic gazos (singaz) cu puterea calorică Hi 5-6 [MJ/Nm3] şi fără aport exterior de căldură sau, (2) cu încălzire indirectă, cu aport de căldură din exteriorul reactorului, realizând, prin eliminarea utilizării aerului în reactor, un singaz cu Hi 12-14 [MJ/Nm3].

De asemenea, (3) datorită cantităţii mici de aer comprimat necesar injecţiei biomasei şi al dozării

 

precise a aerului cu sistemul pulse jet, se poate obţine un singaz cu puterea calorică de cca 8-9 [MJ/Nm3]cu un oarecare aport de căldură din exteriorul reactorului.

Singazul cu putere calorică mică este utilizat în general drept combustibil pentru a produce prin cogenerare energie electrică şi termică. Singazul cu putere calorică mai ridicată este potrivit să fie utilizat ca materie primă în producerea metanolului şi a altor combustibili sintetici de tipul benzinei şi motorinei, de asemenea arderea sa în cazanele de abur şi în motoarele cu pistom este mai stabilă şi necesită ansambluri de mai mică mărime.

Utilizarea sistemului pulse jet permite în plus: (1) automatizarea completă a sistemului şi (2) injecţia combustibilului în reactoare aflate sub presiune rezolvând de esenţă această deficienţă a sistemelor de alimentare ale reactoarelor de gazeificare, (3) eliminarea simplă din reactor a cenuşei formate în proces şi a resturilor de cărbune rămase netransformate care, în final, sunt separate de aer, în filtrul cu saci şi utilizate ca îngrăşământ (valoros) (4) cracarea gudronului (tar) format în procesul de gazeificare prin trecerea gazelor prin stratul fierbinte de agent termic, (5) curăţarea singazului de praf, la un nivel de peste 99[%], prin traversarea stratului superior de agent termic, făcând posibilă arderea directă a singazului fierbinte în arzătoarele cazanelor, fără a mai fi necesară răcirea acestuia şi eliminând astfel formarea gudroanelor şi sistemul de curăţire a acestora

Rezultatul proiectului va fi un reactor prototip, pentru prelucrarea unei game de 50 - 350 [kg/h] biomasă.

 

Prototipul instalaţiei va fi completat mai întâi cu un cazan de abur şi apoi cu un motor termic de 200 [kW] şi va fi exploatat de membrii consorţiului. Profitul anual realizat de este de 90.000 [€], în primul an şi 120.000 [€] în anii următori, iar pe 5 ani 570.000 [€] adică cca 2.280.000 [lei], recuperându-se astfel valoarea integrală a cofinanţării şi finanţării. Valoarea unei instalaţii de 325 [kg biomasă/oră] este de cca 150.000 [€] din care profitul producătorului este de cca 10.000 [€/instalaţie]. Se estimează că în următorii 5 [ani] se vor produce cca 40 instalaţii de gazeificare cu un profit total de cca 400.000 [€] adică cca 1.600.000 [lei]. Fiecare instalaţie creează între 3 şi 6 noi locuri de muncă pentru exploatarea sa precum şi oportunităţi în cultivarea biomasei de mare productivitate (ex. sorbul zaharat). În Irlanda de Nord la Armagh s-a finalizat un proiect pentru realizarea unei instalaţii de gazeificarea lemnului produs prin cultivarea solului pentru obţinerea a 200 [kWe] şi 400 [kWt] pentru încălzire, valori similare cu cele propuse prin proiectul Bio-Jet. Costul instalaţiei a fost de 280.000 [€] finanţat cu un împrumut bancar şi cu un grant de 190.000 [€] de la programul CE INTERREG.

MINISTERUL EDUCAŢIEI, CERCETĂRII, TINERETULUI ŞI SPORTULUI

 

AUTORITATEA NAŢIONALĂ PENTRU CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ

 

Agenţia Managerială de Cercetare Ştiinţifică,

Inovare şi Transfer Tehnologic – POLITEHNICA

 

PROGRAM:  INOVARE DIN PLANUL NAŢIONAL II 2007-2013

Contract: 105/2007

 

Produs: Sisteme de generare pulse jet. Aplicarea acestora în reactoarele de gazeificare  a biomasei pentru producerea energiei electrice

Acronim: BIO-JET

 

              Pentru informaţii suplimentare citeşte mai mult...   

 

Soluţia instalaţiei de gazeificare este în curs de brevetare. Pentru partea de filtrare a prafului în interiorul reactorului, s-a aplicat brevetul de invenţii 113.002/25.11.1996 „Sistem de separare a fazei solide din aerodispersii” titular S.C. AIM S.R.L.

 

 

Caracteristicile şi performanţele prezentate mai sus sunt în totalitate la nivelul european şi mondial cunoscute în acest moment în domeniul instalaţiilor de gazeificare. De asemenea soluţia aduce contribuţiile proprii indicate mai sus la dezvoltarea reactoarelor de gazeificare.

Proiectul se adresează colectivităţilor de la sate, fermelor de mărime medie şi mare, producătorilor de mobilă consiliilor primăriilor satelor şi oraşelor pentru prelucrarea deşeurilor organice şi nămolurilor apelor reziduale etc. El este interconectat cu alte preocupări (ex. INCDA Fundulea) privind cultivarea plantelor tehnice, obţinerea alcoolilor a altor combustibili etc.