Het hart van een kolencentrale is een ketel, waarin steenkool wordt verbrand door verbranding om water in stoom te veranderen. De volgende vergelijking laat zien hoe het verbranden van steenkool er chemisch uitziet:C + O ₂ --> CO ₂ . Steenkool is niet gemaakt van pure koolstof, maar van koolstof gebonden aan vele andere elementen. Nog altijd, het koolstofgehalte van steenkool is hoog, en het is de koolstof die zich bij de verbranding combineert met zuurstof om koolstofdioxide te produceren, de grote boosdoener van de opwarming van de aarde. Andere bijproducten van de verbranding van kolen zijn zwaveloxiden, stikstofoxiden, kwik en natuurlijk voorkomende radioactieve stoffen.

Het hart van een elektriciteitscentrale waarin vergassing is verwerkt, is geen ketel, maar een vergasser , een cilindrisch drukvat van ongeveer 12 meter hoog en 4 meter breed. Grondstoffen komen bovenaan de vergasser binnen, terwijl stoom en zuurstof van onderaf binnenkomen. Elk soort koolstofhoudend materiaal kan een grondstof zijn, maar kolenvergassing, natuurlijk, kolen nodig. Een typische vergassingsinstallatie zou 16, 000 ton (14, 515 ton) bruinkool, een bruinachtige steenkool, dagelijks.

Een vergasser werkt bij hogere temperaturen en drukken dan een kolenketel - ongeveer 2, 600 graden Fahrenheit (1, 427 graden Celsius) en 1, 000 pond per vierkante inch (6, 895 kilopascal), respectievelijk. Hierdoor ondergaat de steenkool verschillende chemische reacties. Eerst, gedeeltelijke oxidatie van de koolstof van de steenkool geeft warmte af die helpt bij het voeden van de vergassingsreacties. De eerste hiervan is pyrolyse , die optreedt wanneer de vluchtige stoffen van steenkool worden afgebroken tot verschillende gassen, achterlaten char , een houtskoolachtige substantie. Vervolgens, reductiereacties transformeren de resterende koolstof in de kool in een gasvormig mengsel dat bekend staat als syngas .

Koolmonoxide en waterstof zijn de twee belangrijkste componenten van syngas. Tijdens een proces dat bekend staat als gas opruimen , het ruwe syngas loopt door een koelkamer die kan worden gebruikt om de verschillende componenten te scheiden. Reiniging kan schadelijke onzuiverheden verwijderen, inclusief zwavel, kwik en niet-omgezette koolstof. Zelfs koolstofdioxide kan uit het gas worden gehaald en ondergronds worden opgeslagen of worden gebruikt bij de productie van ammoniak of methanol.

Dat laat pure waterstof en koolmonoxide over, die in gasturbines schoon kunnen worden verbrand om elektriciteit te produceren. Of, sommige energiecentrales zetten het syngas om in aardgas door het gereinigde gas over een nikkelkatalysator te leiden, waardoor koolmonoxide en kooldioxide reageren met vrije waterstof om methaan te vormen. Dit "vervangend aardgas" gedraagt ​​zich als gewoon aardgas en kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken of om woningen en bedrijven te verwarmen.

Maar als kolen niet beschikbaar zijn, vergassing is nog steeds mogelijk. Het enige wat je nodig hebt is wat hout.

Hoewel de elektriciteitsindustrie recentelijk geïnteresseerd is geraakt in vergassing, De chemische stof, raffinage- en kunstmestindustrieën gebruiken het proces al tientallen jaren. Dat komt omdat de belangrijkste componenten van syngas - waterstof en koolmonoxide - de basisbouwstenen zijn van verschillende andere producten. Enkele van de belangrijkste producten afgeleid van syngas zijn methanol, op stikstof gebaseerde meststoffen en waterstof voor olieraffinage en transportbrandstoffen. Ook al slakken , een glasachtig bijproduct van het vergassingsproces, kan worden gebruikt in dakbedekkingsmaterialen of als wegdekmateriaal.

Houtvergassing

Steenkoolvergassing wordt soms "schone steenkool" genoemd omdat het kan worden gebruikt om elektriciteit op te wekken zonder gifstoffen en kooldioxide in de atmosfeer uit te stoten. Maar het is nog steeds gebaseerd op een niet-hernieuwbare fossiele brandstof. En het vereist nog steeds mijnbouwactiviteiten die littekens op de aarde veroorzaken en hun eigen giftige afvalstoffen achterlaten. Houtvergassing -- of biomassavergassing , om technisch correcter te zijn -- kan een levensvatbaar alternatief bieden. Biomassa wordt beschouwd als een hernieuwbare energiebron omdat het is gemaakt van organische materialen, zoals bomen, gewassen en zelfs afval.

Biomassavergassing werkt net als kolenvergassing:een grondstof komt in een vergasser, die het koolstofhoudende materiaal kookt in een zuurstofarme omgeving om syngas te produceren. Grondstoffen vallen over het algemeen in een van de vier categorieën:

• Landbouwresiduen blijven achter nadat boeren een basisgewas hebben geoogst. Ze omvatten tarwe, luzerne, bonen- of gerststro en maisstoof. Tarwestro en maïsresten vormen het grootste deel van deze biomassa.

• Energiegewassen worden uitsluitend verbouwd voor gebruik als grondstof. Ze omvatten hybride populieren en wilgen, evenals switchgrass, een inboorling, snelgroeiend prairiegras.

• Bosbouwresiduen omvatten alle biomassa die achterblijft na de houtoogst. Deadwood werkt goed, te, net als restjes van ontschorsings- en ledemaatverwijderingsoperaties.

• Stedelijk houtafval verwijst naar bouwafval en sloopafval dat anders op een stortplaats zou belanden. Pallets -- vlakke transportconstructies -- vallen ook in deze categorie.

De keuze van de grondstof bepaalt het ontwerp van de vergasser. Bij biomassavergassing komen drie ontwerpen veel voor:opwaartse luchtstroom, downdraft en crossdraft. in een updraft vergasser , hout komt van bovenaf in de vergassingskamer, valt op een rooster en vormt een brandstofhoop. Lucht komt van onder het rooster binnen en stroomt omhoog door de brandstofstapel. de syngas, ook gekend als producentengas in biomassakringen, verlaat de bovenkant van de kamer. In neerwaartse luchtstroom of crossdraft vergassers , de lucht en het syngas kunnen op verschillende locaties in- en uitgaan.

De keuze van het brandstof- en vergassingsontwerp beïnvloedt de relatieve verhoudingen van verbindingen in het syngas. Bijvoorbeeld, tarwestro geplaatst in een downdraft-vergasser produceert het volgende:

• 17 tot 19 procent waterstofgas
• 14 tot 17 procent koolmonoxide
• 11 tot 14 procent koolstofdioxide
• Vrijwel geen methaan

Maar houtskool geplaatst in een downdraft-vergasser produceert het volgende:

• 28 tot 31 procent koolmonoxide
• 5 tot 10 procent waterstofgas
• 1 tot 2 procent koolstofdioxide
• 1 tot 2 procent methaan

[bron:Rajvanshi].

Nu ben je klaar om je eigen houtvergasser te maken. Blijf klikken om te zien hoe.

Geloof het of niet, een van de belangrijkste toepassingen van houtvergassing is het aandrijven van verbrandingsmotoren. vóór 1940, vergassing aangedreven auto's werden af ​​en toe gezien, vooral in Europa. Vervolgens, tijdens de Tweede Wereldoorlog, Aardolietekorten dwongen mensen na te denken over alternatieven. De transportindustrieën van West-Europa vertrouwden op houtvergassing om voertuigen aan te drijven en ervoor te zorgen dat voedsel en andere belangrijke materialen de consument bereikten. Na de oorlog, toen gas en olie op grote schaal beschikbaar kwamen, vergassing werd grotendeels vergeten. Een toekomstig aardolietekort, echter, kan onze interesse in deze oude technologie nieuw leven inblazen. De automobilist van de toekomst kan vragen om "er te tanken" met een paar stokken hout in plaats van een paar liter benzine.

Zelfgemaakte vergassing