تولید برق از زیست توده به روش گازی سازی هیدروترمال

گازی سازی هیدروترمال فرایند فرآوری زیست توده در آب داغ تحت فشار، معمولاً در دمای بالای ۳۵۰ درجه سانتیگراد و فشار بالای ۲۰ MPa، جهت استحصال گاز قابل احتراق می‌باشد.شکل زیر نمودار فاز آب را نشان می دهد، که در آن خط تعادل گاز مایع از نقطه سه گانه شروع می شود و در نقطه بحرانی خاتمه می یابد. حالت هیدروترمال در اطراف نقطه بحرانی واقع شده است. هنگامی که دما و فشار از دما و فشار بحرانی بالاتر باشد، این حالت، آب فوق بحرانی نامیده می شود و گازی سازی نیز گازی سازی فوق بحرانی نامیده می شود. این آب داغ تحت فشار واکنش بالایی دارد و هنگامی که زیست توده در آن قرار داده می شود، توسط واکنش‌های هیدرولیز و پیرولیز تبدیل به گاز می شود.

 

نمودار فاز آب

 

گازی سازی هیدروترمال برای فرآوری زیست توده مرطوب مناسب است. در مورد زیست توده مرطوب، به علت میزان رطوبت بالای آن از گازی سازی ترموشیمیایی متداول استفاده نمی شود. از طرف دیگر گازی سازی هیدروترمال از آب به عنوان ماده واسط واکنش استفاده می کند، در نتیجه زیست توده مرطوب می تواند بدون صرف هزینه و انرژی جهت خشک کردن، فرآوری شود. از آنجا که واکنش پذیری آب در این حالت بالا می باشد، فرایند تبدیل گاز می تواند سریع (ظرف چند دقیقه) و تقریباً کامل صورت گیرد. گاهی اوقات، افزودن کاتالیست مانند کاتالیست‌های قلیایی، فلزی یا کربنی، واکنش را افزایش می دهد. گاز تولید شده، پس از اینکه خروجی راکتور تا دمای اتاق سرد شد به طور خودکار تفکیک می شود. به دلیل زمان واکنش پایین، پایین بودن زغال تشکیل شده، پایین بودن قیمت آب، گازی سازی زیست توده با آب فوق بحرانی و زیربحرانی به عنوان یک راه مناسب و موثر برای تبدیل زیست توده در نظر گرفته می شود. ترکیب اصلی گاز حاصل، هیدروژن، دی اکسید کربن و متان است. به علت واکنش شیفت آب-گاز میزان مونوکسید کربن قابل صرفه نظر کردن است. ارزش حرارتی گاز تولیدی به شرایط واکنش بستگی دارد و معمولاً از MJ/m-3N ۱۲-۱۸ متغیر است.

 

*M-3 :ام به توان -۳