Podle vědců z Vídeňské technické univerzity by kůra ze stromů a čistírenské kaly mohly být slibnou složkou při výrobě zeleného bioplynu.
Mezi biogenní odpady můžeme zahrnout rostlinné odpady z průmyslu a odpady shromážděné z obcí. Jejich příkladem jsou čistírenské kaly, lignin a kůra ze stromů. Pokud se pevný odpad, jako je kůra, nechá jednoduše rozložit na volném prostranství, pak se jeho energetický potenciál ztrácí. Spalování tohoto pevného odpadu za účelem výroby elektřiny a tepla je sice možné, ale nejde v žádném případě o ideální řešení. Je to proto, že energii lze v rámci spalovacího procesu použít, ale nikoliv skladovat.
Dalším možností je vyrábět z biogenních odpadů hořlavý plynný produkt (plynné palivo). Vodní pára, vzduch, kyslík nebo oxid uhličitý jsou použity jako zplyňovací činidla. Stávající technologie, jako je proces zplyňování vzduchem s pevným ložem, který je běžně používaný v elektrárnách zplyňujících dřevo, však mají jednu zásadní nevýhodu: výsledný plynný produkt má vysoký obsah dusíku. Při výrobě elektřiny a tepla to není překážkou. Pokud však chcete převést plynný produkt na zelený plyn (syntetický zemní plyn), musíte z něj nejprve pomocí komplikovaného postupu odstranit dusík.
Dalším problémem zplyňovacích procesů s pevným ložem je, že vyžadují homogenní palivovou směs. Což však není případ rostlinného odpadu z průmyslu a komunálního odpadu. Chemické složení i obsah popela a vody se v nich obvykle liší.
V Ústavu chemického, environmentálního a biologického inženýrství, který je součástí Vídeňské technické univerzity, již několik desetiletí probíhá výzkum uhlíkově neutrální technologie přeměňující biogenní odpady na alternativní zdroj energie. Výzkum vyústil v proces duálního fluidního lože, který se již používá na průmyslové úrovni k výrobě plynu ze štěpky a lesního odpadu. Takové elektrárny jsou v provozu v Rakousku, Německu a Švédsku i v Asii.
Problém s dusíkem byl vyřešen
Na probíhajícím projektu s názvem ReGas4Industry provádí vídeňský institut společný výzkum se společností SMS Group, která je globálním partnerem kovového průmyslu. Tým vyvinul experimentální zařízení vhodné pro širší škálu biogenních odpadních materiálů (paliv). Řada procesních řetězců umožňuje nejen výrobu syntetického plynu, lze vyrábět i ultračistý vodík a kapalná paliva s vlastnostmi podobnými naftě. Výroba vodíku však v projektu nebyla zohledněna.
V experimentálním zařízení byl problém s dusíkem vyřešen. Výsledný plynný produkt neobsahuje téměř žádný dusík, který by jinak proces syntézy ztížil. V závodě jsou zkoumány palivové vlastnosti různých druhů biogenního odpadu. Zaměřují se především na čistírenský kal, digestát z bioplynové stanice, odpad z celulózového a papírenského průmyslu a kůru a lignin.
Zplyňování biogenního odpadu
Proces probíhá ve dvou reaktorech: jeden slouží pro výrobu plynu a druhý pro spalování. Základem pro jednotlivé syntézy je plyn, který vzniká v reaktoru generujícím plyn. Zde je biogenní odpad vystaven vysokým teplotám a vodní páře. Části biogenního odpadu, které nejsou přeměněny na plyn, jsou přivedeny do spalovacího reaktoru. V něm jsou spáleny, aby poskytly energii potřebnou pro výrobu plynu. Teplo se přenáší horkým pískem, který cirkuluje mezi reaktory.
V dalším kroku je vyprodukovaný plyn převeden do připojené sekce čištění plynu a syntézní jednotky, kde se nejprve vyčistí a poté zpracuje na syntetický plyn (methanace). V plynu obsažený oxid uhelnatý nebo oxid uhličitý se v tomto kroku převádí vodíkem na syntetický zemní plyn.
Výsledkem tohoto procesu je metan a hythan, což je směs vodíku a metanu. Během syntézy vědci studují základní reakce a mechanismy různých biogenních odpadů. Modelují experimenty pomocí simulací procesů za účelem shromažďování údajů o technologii, ekonomické efektivitě a šetrnosti k životnímu prostředí. Záměrem je zdůraznit potenciál průmyslových aplikací.
Oxid uhličitý versus pára
Tento obsah je uzamčen
Pro zobrazení se přihlaste do účtu s aktivním předplatným.
Komentáře