ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБОГАЩЕНИЕ
Большое число различных схем обогащения биомассы с получением полезного топлива затрудняет подбор типичных расчетов. Все же мы выбрали два примера расчетов — один, приводящий к получению высококалорийного газа, а другой — к получению жидкого топлива (метанола) . Хотя в приводимом источнике [И] даются расчеты, основанные как на кредитах с низким ссудным процентом, получаемых от местных органов управления и т. д., так и на частном финансировании, мы приняли второй источник финансирования с целью показать жизнеспособность предложенных проектов. Для обоих процессов была взята дешевая древесина стоимостью 1 долл/ГДж.
Газификация. В процессе газификации используется стружка свеже — срубленной древесины, которая высушивается и тонко измельчается. Затем высушенная биомасса подается через загрузочный бункер в газификатор с кипящим слоем, работающий при давлении 35,15 кг/см2. Смесь, содержащая 98 % кислорода (из криогенного сепаратора), нагревается до 321 °С и подается с паром в газификатор. Степень превращения сырья принимается равной 98 % при времени нахождения смеси в реакторе 30 мин. Газ, выходящий из газификатора, очищается от примесей в циклонном сепараторе и возвращается в псевдосжиженный слой. Диоксид углерода и соединения серы удаляются путем пропускания их через соответствующие адсорбенты, а газ направляется в трубчатый реактор, где происходит реакция перемещения связей и образование метана из оксида углерода и водорода.
Перемещение связей: Н20 + СО -+Н2 + С02.
Образование метана: ЗН2 + СО -+СН4 + Н20.
После дальнейшего фракционирования синтетический натуральный газ (СНГ) высушивается и сжимается. Упрощенные экономические расчеты, приведенные в таблице 42, показывают, что капитальные вложения — наиболее важный компонент издержек. Стоимость производства СНГ из древесины в 2 раза выше, чем из угля, вследствие более высоких капитальных затрат, а также различий в размерах предприятий, работающих на древесном сырье и на угле. Предприятия, работающие на древесном сырье, в 7—40 раз крупнее, чем эквивалентные предприятия, работающие на угле.
Таблица 42. Стоимость производства синтетического натурального газа из древесного сырья (1979)
|
Таблица 43. Стоимость метанола, полученного из древесного сырья (1979 г.)
|
Метанол из древесины. Производство метанола [14] было разработано фирмой ’’Кемикл Системз Инкорпорейтед”. Древесина сначала газифицируется, как указывалось выше, а газы после частичного удаления влаги реагируют в высокотемпературном преобразователе с получением более благоприятного соотношения Н2/СО для последующего синтеза метанола. Газ, очищенный от серы, охлаждается, высушивается и при охлаждении сепарируется с получением обогащенных потоков СО и Н2 в соотношении 2:1. Синтез проводится в реакторе со слоем псевдоожиженного материала, где происходит конденсация метанола. Упрощенные расчеты процесса даны в таблице 43. Стоимость метанола при использовании этого метода была выше (273 долл/т, 1979 г.), чем цена на метанол в США в 1983 г. (примерно 240 долл/т).