The conversion of biomass to energy

The conversion of biomass to energy takes place by combustion or
biological process. The combustion may be partial or total. In the
total combustion, all biomass is consumed and it is converted to
heat, and in the partial combustion a part of biomass is converted to
gas. The stoichiometric ratio (ʎ) is linked to the theoretical amount
of biomass and air and the real amount in a chemical reaction
(Brady, 2009; Puig-Arnavat, 2010). The amount of air on total
combustion is overestimated (ʎ > 1), aiming the heat production, ensuring that all the fuel is consumed. The main goal on partial
combustion is the gas generation (gasification) and not the heat
production, so the air amount is reduced (ʎ < 1) (Nogueira, 2003;
Tinaut, 2006).
The gasifier and the diesel Motor Generator Group (MGG)
belong to the gasification laboratory at the West Parana State
University (UNIOESTE), Cascavel Campus. The biomass gasifiers
differ by the biomass type that is used, by the heat value of the
produced gas, by the gasification agent, by the work pressure and
by the biomass flow when compared to gasification agent. The
heating value of the produced gas is featured as low heating value
≤ 5 MJ Nm
-3
; average heating value between 5 and 10 MJ Nm
-3
;
and high heating value between 10 and 40 MJ Nm
-3
(Gómez-Barea,
2011). With respect to the gasification agent, it is featured as air,
oxygen or water vapor. With respect to the work pressure, it is
featured as low pressure or atmospheric pressure, and to 6 MPa of
high pressure. With respect to the flow of biomass, it is featured as
counter flow, direct flow, cross flow, fluidized bed or carried bed
(Àngel, 2009).
On two stages co-current gasifier (Figure 1), the fuel gas output
is on the bottom part, the flow is downwards on the same direction
as of the flow of the solid material. In reaction to this flow, the gas
components produced at the drying zone and at the pyrolysis are
forced through the glowing coke bed where the phases of reduction
with endothermic reaction occurs, as well as hydrogen, carbon
monoxide, methane and ethane formation.
In the first phase, the partial burn of the biomass occurs in
reaction to the gasifying agent (air), generating heat to the drying
zone (Figure 1A), with temperatures between 100 and 200°C and
evaporating the water of the solid biomass that is been used. On
the pyrolysis zone (Figure 1B), at temperatures around 280 to
450°C, the solid elements (hemicellulose, cellulose, lignin etc),
produced tar, light acids, non-condensed gases (CO, CO2, H
2, CH
4,

O2
), solids (ashes), and endothermic reactions of this phase.
In the second phase, the biomass oxidization occurs due to the
air in the partial combustion zone at temperatures around 600 and
800°C. In this phase, the gases generated at the pyrolysis react
with the oxidant agent in an exothermic reaction which is
responsible for the heat generated by the gasifier and responsible
for the reduction of tar on content lower than 75 mg Nm
-3
. The
reduction phase occurs in the gasification zone at temperatures
around 800 and 1000°C, where the hydrogen reacts with the
carbon monoxide generating methane and water (Ángel, 2009;
Brown, 2009; Puig-Arnavat, 2010; Martines, 2012).
The gasifier used for the study was a two stage co-current
gasifier, CD60, fabricated in 2005, developed by Termoquip. The
gasifying agent is air with a flow rate of 0.35 Nm
3
min
-1
, that is
pasteurizes under work pressure of 1.0 bar (Figure 2). The gas
produced has low quantity of tar < 75 mg Nm
-3
and a particulate
content from the bag filter of < 20 mg Nm
-3
(Termoquip). These are
necessary conditions to the internal combustion engine operation.
The biomass used for the experiment was the “Itaúbe”, Mezilaurus
Itauba sp, according to Quirino (2005), it has a higher calorific
power of 22 MJ kg
-1
. The residues were taken from the logging
industry of the region, cut into cubes of 2 to 4.0 cm according to the
fabricant’s specifications. The GMG diesel was a BD-6500CFE,
Branco, single-cylinder engine of 10 cv, with continuous power of
9 cv, compression ratio of 19:1, direct injection, consume of 2.15 L

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

การแปลงของชีวมวลพลังงานเกิดจากการเผาไหม้ หรือ กระบวนการทางชีวภาพ การสันดาปอาจเป็นบางส่วน หรือทั้งหมด ใน ใช้เผาไหม้รวม ชีวมวลทั้งหมด และจะถูกแปลงเป็น ความร้อน และในการเผาไหม้บางส่วนเป็นส่วนหนึ่งของชีวมวลจะถูกแปลงเป็น ก๊าซ อัตราส่วน stoichiometric (ʎ) เชื่อมโยงกับทฤษฎีจำนวน ชีวมวล และอากาศ และจำนวนจริงในปฏิกิริยาเคมี (เบรดี้ 2009 Puig-Arnavat, 2010) จำนวนเครื่องบนทั้งหมด overestimated สันดาป (ʎ > 1), มุ่งผลิตความร้อน มั่นใจว่า มีใช้เชื้อเพลิงทั้งหมด เป้าหมายหลักในบางส่วน เผาไหม้เป็นรุ่นแก๊ส (การแปรสภาพเป็นแก๊ส) และไม่ร้อน การผลิต เพื่อยอดอากาศลดลง (ʎ < 1) (Nogueira, 2003 Tinaut, 2006) การ gasifier และดีเซลกลุ่มเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามอเตอร์ (MGG) เป็นห้องปฏิบัติการแปรสภาพเป็นแก๊สที่รัฐ Parana ตะวันตก มหาวิทยาลัย (UNIOESTE), Cascavel วิทยาเขต Gasifiers ชีวมวล แตกต่างกันตามชนิดของชีวมวลที่ใช้ ค่าความร้อนของการ ผลิตก๊าซ โดยแทนการแปรสภาพเป็นแก๊ส โดยความดันการทำงาน และ ตามกระแสชีวมวลเมื่อเปรียบเทียบกับการแปรสภาพเป็นแก๊สตัวแทน ที่ ความร้อนค่าแก๊สผลิตเป็นที่โดดเด่นเป็นค่าความร้อนต่ำ ≤ 5 MJ Nm-3; เฉลี่ยความร้อนค่าระหว่าง 5 และ 10 MJ Nm-3; และความร้อนสูงค่าระหว่าง 10 และ 40 Nm MJ-3 (Gómez-Barea 2011) . กับตัวแทนการแปรสภาพเป็นแก๊ส เป็นที่โดดเด่นเป็นอากาศ ออกซิเจนหรือไอน้ำ กับแรงกดดันการทำงาน เป็น ที่โดดเด่น เป็นความดันต่ำหรือความดันบรรยากาศ และแรง 6 ของ ความกดดันสูง เกี่ยวกับการไหลเวียนของชีวมวล เป็นที่โดดเด่นเป็น นับกระแส กระแสตรง กระแสไขว้ เบด fluidized หรือมีเตียง (Àngel, 2009) ในขั้นตอนที่สองปัจจุบันร่วม gasifier (รูปที่ 1), พุก๊าซเชื้อเพลิง อยู่ในส่วนล่าง การไหลจะลงมาในทิศทางเดียวกัน เป็นการไหลของวัสดุแข็ง เกิดการไหลนี้ ก๊าซ ส่วนประกอบที่ผลิต ในโซนแห้ง และ ในการไพโรไลซิ บังคับผ่านโค้กเร่าร้อนเตียงระยะของการลด ด้วยปฏิกิริยาดูดความร้อนเกิดขึ้น และไฮโดรเจน คาร์บอน มอนอกไซด์ มีเทน และ ethane ก่อ ในระยะแรก เผาไหม้บางส่วนของชีวมวลเกิดขึ้นใน ปฏิกิริยาการแทน gasifying (อากาศ), สร้างความร้อนเพื่อให้แห้ง โซน (รูปที่ 1A), มีอุณหภูมิระหว่าง 100 และ 200 ° C และ ระเหยน้ำของชีวมวลของแข็งที่ถูกใช้ บน โซนไพโรไลซิ (รูปที่ 1B), ที่อุณหภูมิประมาณ 280 การ 450° C องค์ประกอบของแข็ง (hemicellulose เซลลูโลส lignin ฯลฯ), ผลิตทาร์ ไฟกรด ก๊าซไม่บีบ (CO, CO2, H2, CH4 O2), ของแข็ง (ขี้เถ้า), และดูดความร้อนปฏิกิริยาของขั้นตอนนี้ ในระยะที่สอง oxidization ชีวมวลเกิดขึ้นเนื่องใน อากาศในโซนเผาไหม้บางส่วนที่อุณหภูมิประมาณ 600 และ 800 องศาเซลเซียส ในระยะนี้ ก๊าซที่สร้างขึ้นในการไพโรไลซิตอบสนอง มีตัวแทนของอนุมูลอิสระในปฏิกิริยาการ exothermic ซึ่งเป็น responsible for the heat generated by the gasifier and responsible for the reduction of tar on content lower than 75 mg Nm-3. The reduction phase occurs in the gasification zone at temperatures around 800 and 1000°C, where the hydrogen reacts with the carbon monoxide generating methane and water (Ángel, 2009; Brown, 2009; Puig-Arnavat, 2010; Martines, 2012). The gasifier used for the study was a two stage co-current gasifier, CD60, fabricated in 2005, developed by Termoquip. The gasifying agent is air with a flow rate of 0.35 Nm3 min-1, that is pasteurizes under work pressure of 1.0 bar (Figure 2). The gas produced has low quantity of tar < 75 mg Nm-3 and a particulate content from the bag filter of < 20 mg Nm-3 (Termoquip). These are necessary conditions to the internal combustion engine operation. The biomass used for the experiment was the “Itaúbe”, Mezilaurus Itauba sp, according to Quirino (2005), it has a higher calorific power of 22 MJ kg-1. The residues were taken from the logging industry of the region, cut into cubes of 2 to 4.0 cm according to the fabricant’s specifications. The GMG diesel was a BD-6500CFE, Branco, single-cylinder engine of 10 cv, with continuous power of 9 cv, compression ratio of 19:1, direct injection, consume of 2.15 L

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แปลงของชีวมวลเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้หรือกระบวนการทางชีวภาพ การเผาไหม้อาจจะเป็นบางส่วนหรือทั้งหมด ในการเผาไหม้รวมชีวมวลทั้งหมดมีการบริโภคและมันจะถูกแปลงเป็นความร้อนและในการเผาไหม้บางส่วนเป็นส่วนหนึ่งของชีวมวลจะถูกแปลงเป็นก๊าซ อัตราส่วนทางทฤษฎี (ʎ) จะเชื่อมโยงกับจำนวนเงินที่ทางทฤษฎีชีวมวลและอากาศและจำนวนเงินที่แท้จริงในการเกิดปฏิกิริยาเคมี(เบรดี้ 2009; Puig-Arnavat 2010) ปริมาณของอากาศในการรวมการเผาไหม้ที่มีการประเมิน (ʎ> 1) เป้าหมายการผลิตความร้อนเพื่อให้มั่นใจว่าทุกน้ำมันเชื้อเพลิงมีการบริโภค เป้าหมายหลักในบางส่วนเผาไหม้เป็นรุ่นก๊าซ (ก๊าซ) และไม่ใช่ความร้อนในการผลิตดังนั้นปริมาณอากาศจะลดลง(ʎ <1) (Nogueira 2003; Tinaut 2006). gasifier และดีเซลมอเตอร์กำเนิดไฟฟ้ากรุ๊ป (MGG ) อยู่ในห้องปฏิบัติการเป็นก๊าซที่ Parana West State University (UNIOESTE) แคสคาเววิทยาเขต เครื่องผลิตก๊าซชีวมวลแตกต่างกันไปตามประเภทของชีวมวลที่ใช้โดยค่าความร้อนของก๊าซที่ผลิตโดยตัวแทนก๊าซโดยความดันการทำงานและโดยการไหลชีวมวลเมื่อเทียบกับตัวแทนก๊าซ ค่าความร้อนของก๊าซที่ผลิตเป็นจุดเด่นเป็นค่าความร้อนต่ำ≤ 5 MJ นิวตันเมตร -3; ค่าความร้อนเฉลี่ยระหว่าง 5 และ 10 นิวตันเมตร MJ -3; และค่าความร้อนสูงระหว่างวันที่ 10 และ 40 นิวตันเมตร MJ -3 (Gómez-Barea, 2011) ด้วยความเคารพกับตัวแทนก๊าซก็จะให้ความสำคัญเป็นอากาศออกซิเจนหรือไอน้ำ ด้วยความเคารพต่อความดันการทำงานก็จะให้ความสำคัญเป็นความดันต่ำหรือความดันบรรยากาศและ 6 เมกะปาสคาลของแรงดันสูง ด้วยความเคารพต่อการไหลของชีวมวลก็จะให้ความสำคัญเป็นไหลเคาน์เตอร์ไหลโดยตรงไหลข้ามเตียง fluidized หรือเตียงดำเนินการ (แองเจิล 2009). ในสองขั้นตอน gasifier ร่วมปัจจุบัน (รูปที่ 1) การส่งออกก๊าซเชื้อเพลิงที่อยู่ในส่วนด้านล่างไหลลงในทิศทางเดียวกันในฐานะของการไหลของวัสดุที่เป็นของแข็ง การตอบสนองต่อกระแสนี้ก๊าซส่วนประกอบผลิตในเขตอบแห้งและไพโรไลซิจะถูกบังคับผ่านเตียงโค้กเรืองแสงที่ขั้นตอนของการลดปฏิกิริยาดูดความร้อนที่เกิดขึ้นเช่นเดียวกับไฮโดรเจนคาร์บอนมอนนอกไซด์มีเทนและการก่อก๊าซอีเทน. ใน ขั้นตอนแรกของการเผาไหม้บางส่วนของชีวมวลที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อตัวแทนช่วยเปลี่ยนเป็นก๊าซ(อากาศ) สร้างความร้อนในการอบแห้งโซน(รูปที่ 1A) โดยมีอุณหภูมิระหว่าง 100 และ 200 องศาเซลเซียสและการระเหยของน้ำจากชีวมวลที่เป็นของแข็งที่มีการรับใช้แล้ว ในโซนไพโรไลซิ (รูปที่ 1B) ที่อุณหภูมิประมาณ 280 ที่จะ 450 ° C, องค์ประกอบที่เป็นของแข็ง (เฮมิเซลลูโลสเซลลูโลสลิกนิน ฯลฯ ) น้ำมันดินผลิตกรดไฟก๊าซที่ไม่ควบแน่น (CO, CO2, H 2, CH 4 , O2) ของแข็ง (ขี้เถ้า) และปฏิกิริยาดูดความร้อนของขั้นตอนนี้. ในระยะที่สอง, ออกซิเดชันชีวมวลเกิดขึ้นอันเนื่องมาจากอากาศในเขตการเผาไหม้บางส่วนที่อุณหภูมิประมาณ600 และ800 องศาเซลเซียส ในระยะนี้ก๊าซที่สร้างขึ้นที่ไพโรไลซิตอบสนองกับตัวแทนอนุมูลอิสระในปฏิกิริยาคายความร้อนซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบสำหรับความร้อนที่สร้างขึ้นโดยgasifier และมีความรับผิดชอบสำหรับการลดลงของน้ำมันดินในเนื้อหาต่ำกว่า75 มกนิวตันเมตร-3 ขั้นตอนการลดลงที่เกิดขึ้นในเขตก๊าซที่อุณหภูมิประมาณ 800 และ 1000 ° C ที่ไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์สร้างก๊าซมีเทนและน้ำ(Ángel 2009; สีน้ำตาล 2009; Puig-Arnavat 2010; Martines 2012). gasifier ใช้ในการศึกษาเป็นสองขั้นตอนร่วมปัจจุบันgasifier, CD60 ประดิษฐ์ในปี 2005 พัฒนาโดย Termoquip ตัวแทนช่วยเปลี่ยนเป็นก๊าซเป็นอากาศที่มีอัตราการไหล 0.35 นิวตันเมตร3 นาที-1 ที่เป็นpasteurizes ภายใต้ความกดดันการทำงานของ 1.0 บาร์ (รูปที่ 2) ก๊าซที่ผลิตมีปริมาณต่ำของน้ำมันดิน <75 มกนิวตันเมตร -3 และอนุภาคเนื้อหาจากถุงกรองของ <20 mg นิวตันเมตร -3 (Termoquip) เหล่านี้เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นในการดำเนินงานเครื่องยนต์สันดาปภายใน. ชีวมวลที่ใช้ในการทดลองคือ "Itaúbe" Mezilaurus Itauba SP ตามกีรี (2005) ก็มีความร้อนสูงกว่าพลังของMJ 22 kg -1 ตกค้างถูกนำมาจากการเข้าสู่ระบบอุตสาหกรรมของภูมิภาคหั่นเป็นก้อน 2-4.0 ซม. เป็นไปตามข้อกำหนดของFabricant ดีเซล GMG เป็น BD-6500CFE, กูเครื่องยนต์ลูกสูบเดี่ยว 10 พันธุ์ที่มีอำนาจอย่างต่อเนื่องของ9 พันธุ์อัตราส่วนการอัด 19: 1, ฉีดตรงกิน 2.15 L

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การแปลงชีวมวลเป็นพลังงานที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ หรือ
กระบวนการทางชีวภาพ การเผาไหม้อาจเป็นบางส่วนหรือทั้งหมด ในการเผาไหม้ชีวมวล
รวม ทั้งหมดจะบริโภค และเป็นแปลง
ความร้อนในการเผาไหม้ และบางส่วนเป็นส่วนหนึ่งของชีวมวลจะถูกแปลงเป็น
ก๊าซ อัตราส่วน stoichiometric ( ʎ ) เชื่อมโยงกับ
จํานวนเชิงทฤษฎีมวลชีวภาพ และอากาศ และจํานวนจริงในปฏิกิริยาเคมี
( Brady , 2009 ; ปุย arnavat , 2010 ) ปริมาณของอากาศในการเผาไหม้รวม
เกินไปแล้ว ( ʎ > 1 ) , ความร้อนในการผลิตเป้าหมาย มั่นใจว่าเป็นเชื้อเพลิงผลาญ เป้าหมายหลักในการเผาไหม้บางส่วน
เป็นแก๊สรุ่น ( ก๊าซ ) และไม่ร้อน
การผลิต เพื่อให้อากาศมีปริมาณลดลง ( ʎ < 1 ) ( tinaut Nogueira , 2003 ;
,2006 )
ผลิตก๊าซและดีเซลมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กรุ๊ป ( mgg )
เป็นของจากห้องปฏิบัติการในตะวันตกรัฐ Parana
มหาวิทยาลัย ( unioeste ) วิทยาเขต Cascavel . ชีวมวล gasifiers
แตกต่างโดยชีวมวลชนิดที่ใช้ โดยค่าความร้อนของแก๊สซิฟิเคชัน
ผลิต โดยตัวแทนจากงานความดันและ
โดยชีวมวลไหลเมื่อเทียบกับตัวแทนจาก .
ค่าความร้อนของก๊าซที่ผลิตที่โดดเด่นเป็นค่าความร้อนต่ำ≤
5 MJ nm
3
; ค่าความร้อนเฉลี่ยระหว่าง 5 และ 10 MJ nm
3
;
และค่าความร้อนสูงระหว่าง 10 และ 40 MJ nm
3
( g óเมสแบเรีย
, 2011 ) ด้วยความเคารพต่อก๊าซแทน มันเป็นจุดเด่นเหมือนอากาศ
ออกซิเจนหรือไอน้ำ ด้วยความเคารพงานที่กดดัน มัน
จุดเด่นเป็นแรงดันต่ำ หรือความดันบรรยากาศและ 6 MPa
ความดันสูง ด้วยความเคารพ การไหลของน้ำ มันเป็นที่โดดเด่น
ไหลสวนทางกันโดยตรงไหลข้ามไหล ฟลูอิดไดซ์เบด หรือแบกเตียง
( Àอังเคล , 2009 )
สองขั้นตอนปัจจุบันผลิตก๊าซ CO ( รูปที่ 1 ) เชื้อเพลิงออกก๊าซธรรมชาติ
ในส่วนด้านล่าง ไหลลงบน
ทิศทางเดียวกับการไหลของวัสดุที่เป็นของแข็ง ในปฏิกิริยาการไหลนี้แก๊ส