PREDSTAVITEV PROJEKTA

Proizvodnja sinteznega plina iz trdnih gorljivih materialov

Naprava za uplinjanje trdnih materialov z vsebnostjo ogljika (vse vrste biomase iz kmetijstva in gozdarstva, komunalni, industrijski in posebni oziroma nevarni odpadki, mulji iz čistilnih naprav, oglje, premog…) z namenom proizvodnje čistega sinteznega plina.

Uplinjanje trdnih gorljivih materialov je termični postopek pri katerem del materiala zgori, s tako proizvedeno toploto pa se preostali del materiala uplini. Pri tem nastane produktni plin, ki je sestavljen iz ogljikovega monoksida, ogljikovega dioksida, dušika (če se za oksidacijo uporablja zrak), vode, vodika, metana in večjo ali manjšo koncentracijo drugih ogljikovodikov (katranov). Uplinjanje dejansko pomeni tlenje gorljivih materialov, zato je glavno tehnično vprašanje kako proizvesti sintezni plin brez vsebnosti katranov. Običajno se poskuša že z ustrezno konstrukcijo uplinjalnika, ki preprečuje nastajanje katranov, kar pa gre v večini primerov na račun felksibilnosti pri uporabljenem materialu, ki mora biti izjemno homogen, čist in brez vlage. Ker uplinjanja brez katranov ni mogoče doseči, se tako dobljeni plin običajno dodatno čisti tako, da se katrane odstranjuje ali pa se jih razbije na vodik in ogljikov monoksid.

Tehnološka rešitev temelji na obrnjeni logiki, ki je:

več katranov = čistejši sintezni plin.

Postopek poteka v dveh fazah:

Uplinjanje materiala z vsebnostjo ogljikovodikov v produktni plin z visoko vsebnostjo katranov v univerzalnem protitočnem narivnem parnem uplinjalniku;
Popolna konverzija visoko bogatih katranov, organskih par in ogljikovodikov v primerljivo količino sinteznega plina v katalizatorju s procesom delne oksidacije;

Glavni in zadostni cilj faze “a” je le ločitev anorganskih snovi, pepela, mineralov, soli in kovin od vseh ogljikovodikov oziroma hlapnih snovi, ki tvorijo čim bolj “umazan”, to je s katrani nasičen produktni plin proizvajalca. Faza “b” nato pretvori vse kompleksne ogljikovodikove molekule, ter jih popolnoma pretvori v vodik in ogljikov monoksid (delna oksidacija). Posebna lastnost faze “b” je njegova selektivnost: reakcija ne poteka s prostim vodikom in / ali ogljikovim monoksidom v produktnem plinu, temveč najprej razgradi kompleksne organske molekule in s tem ustvari še več sinteznega plina. Pogoj je, da je v produktnem plinu vsaj 1% organskega ogljika v katerikoli obliki, da opisana delna oksidacija poteka. Zadostna količina katranov je pomembna tudi zaradi energetske bilance katalizatorja, saj eksotermna reakcija vzdržuje delovno temperaturo katalizatorja. V nasprotnem bi se za vzdrževanje temperature porabljalo že formiran sintezni plin, ki bi polno izgorel.

Tehnološki cilji:

Uplinjanje vlažnega ali mokrega materiala
Uplinjanje materiala z visokim odstotkom prahu
Uporaba čim manjše količine oksidanta za uplinjanje
Produkcija produktnega plina z veliko koncentracijo katrana
Priprava idealne mešanice produktnega plina in oksidanta za predelavo
Sintezni plin brez prisotnosti katranov
Proces predelave produktnega plina v sintezni plin z energijsko pozitivno bilanco

ČLAN

Syntech, d.o.o.
Tehnološki park 20, SI-1000 Ljubljana
matija.bolka@syntech.si

Fokusno področje

Trajnostna energija