211service.com
Zabieranie miazgi do pompy
Zakłady celulozowo-papiernicze mogą wkrótce podwoić się jako biorafinerie, jeśli finansowanie szwedzkiego projektu zgazowania będzie stanowiło jakąkolwiek wskazówkę. Ponieważ ceny gazu spadły jesienią tego roku, grożąc, że niektórzy innowatorzy biopaliw zbankrutują, szwedzka firma Chemrec uruchomiła strumień dotacji i inwestycji wspierających proces przekształcania czarnego ługu pozostałego po wybielaniu celulozy i papieru w czysto spalające się syntetyczne biopaliwo.
Czarny likier: Zakład zgazowania Chemrec w New Bern, Karolina Północna. Tamta papiernia zużywa do 330 ton czarnego ługu dziennie – mieszaniny żrących chemikaliów i rozpuszczonego drewna, pozostałego po bieleniu masy papierniczej do produkcji papieru. Obecnie wytwarza czysty płonący gaz, który dostarcza energię cieplną do młyna i przetwarza żrące chemikalia.
Chemrec otrzymał w tym miesiącu 20 milionów dolarów kapitału podwyższonego ryzyka, a w tym tygodniu kolejne 300 000 dolarów z Departamentu Energii USA, aby ocenić wykonalność zastosowania tego procesu w celulozowni w Escanaba w stanie Michigan. Firma z siedzibą w Sztokholmie już przyspieszała prace badawczo-rozwojowe w ramach wspieranego przez UE konsorcjum badawczego o wartości 37 milionów dolarów, obejmującego siedem europejskich firm przemysłowych, które zostało uruchomione we wrześniu.
Częścią atrakcyjności jest ekologiczny profil biopaliwa wytwarzanego w procesie Chemrec, eteru dimetylowego (DME), który może być stosowany jako zamiennik skroplonego gazu (LPG) i oleju napędowego. W obliczu rosnącego niepokoju dotyczącego ekologicznych skutków produkcji biopaliw i zakłóceń spowodowanych produkcją żywności, ostatnie analizy, takie jak unijne Odnowić Badanie biopaliw drugiej generacji wykazało, że DME wytwarzany ze zgazowania biomasy zapewnia najwyższą redukcję gazów cieplarnianych przy najniższych kosztach.
Sercem technologii Chemrec jest proces zgazowania, który zamienia czarny ług w mieszankę tlenku węgla, wodoru i CO2 zwaną gazem syntezowym lub w skrócie gazem syntezowym. Zgazowanie węgla już teraz kwitnie w Chinach, gdzie powstały syngaz jest przetwarzany na chemikalia i paliwa. Wzrasta również zgazowanie zrębków drzewnych. Na przykład kanadyjska firma Nexterra Energy jest jednym z kilku deweloperów instalujących małe elektrownie, które zgazowują zrębki drzewne i spalają powstały gaz syntezowy w celu wytwarzania energii elektrycznej i ciepła na potrzeby osiedli mieszkaniowych.
Ale ług czarny jest oczywistym surowcem do zgazowania biomasy. Celulozownie już teraz dbają o zbieranie biomasy, a jako ciecz, ług odpadowy jest łatwiej wprowadzany do gazyfikatora niż stałe kawałki biomasy. W praktyce jednak odpady te okazały się trudne do zgazowania. Mieszany dotychczasowy sukces dewelopera zgazowania ługu czarnego ThermoChem Recovery International , z siedzibą w Baltimore, stanowi przykład wyzwania. Z dwóch wielkoskalowych instalacji wykorzystujących technologię ThermoChem, jedna nadal działa, a druga nigdy nie działał komercyjnie z powodu wad konstrukcyjnych gazogeneratora .
Dyrektor generalny Chemrec Jonas Rudberg wyjaśnia, że ług czarny jest szczególnie trudny w radzeniu sobie z wysoce żrącymi nieorganicznymi chemikaliami, takimi jak wodorotlenek sodu, stosowanymi do rozbicia miazgi. W projekcie reaktora Chemrec ług czarny i czysty tlen wtryskiwane od góry zasilają kulę ognia o temperaturze 1800 °C w środku reaktora. Większość drewna rozpuszczonego w ługu czarnym tworzy gaz syntezowy i wypływa z reaktora.
Jednakże chemikalia nieorganiczne tworzą stopiony zapach siarczku sodu i węglanu sodu na ceramicznych płytkach osłaniających przed ciepłem, chroniących ściany reaktora. Gdy wytop spływa w dół i wychodzi z reaktora, atakuje ceramikę. W tym kontakcie między wytopem a ceramiką zachodzą reakcje, które zmieniają powierzchnię materiału ogniotrwałego, mówi Rudberg. Kluczową sztuczką jest wybór materiałów, które wytrzymają ten wpływ chemiczny.
Rudberg mówi, że Chemrec ściśle współpracował z naukowcami w Narodowe Laboratorium Oak Ridge w celu zidentyfikowania odpowiednich materiałów do testów w zakładzie zgazowania, który od 1996 roku działa w zakładzie Weyerhaeuser w New Bern w Północnej Karolinie. Zakład ten może przetwarzać do 15 procent czarnego ługu hutniczego. Rudberg mówi, że materiał ogniotrwały w New Bern działa od dwóch lat, co jego zdaniem wystarczy, aby udowodnić, że jego komercjalizacja jest opłacalna.
Ta wydajność jest wystarczająca, aby przekonać zwolenników Chemrec do sfinansowania kolejnego kroku: wytwarzania biopaliwa z gazu syntezowego. Podczas gdy Weyerhaeuser po prostu spala gaz syntezowy w celu wytwarzania ciepła w New Bern, mały zakład badawczy Chemrec w Pitea w Szwecji wykazał produkcję gazu syntezowego wystarczająco czystego do katalitycznej syntezy paliwa. BioDME , finansowane przez UE konsorcjum Chemrec, zamieni ten gaz syntezowy w od czterech do pięciu ton metrycznych DME dziennie.
Kolejny partner BioDME, Haldor Topsoe , wybuduje zakład syntezy DME, który ma ruszyć w 2010 r. Z siedzibą w Göteborgu Grupa Volvo (nie mylić z należącym do Forda oddziałem luksusowych samochodów, Volvo Cars) dostosuje układy paliwowe 14 długodystansowych ciężarówek z silnikami wysokoprężnymi do jazdy na DME. I szwedzka firma naftowa Preem buduje cztery stacje paliw do dystrybucji DME w całej Szwecji.
W tym samym czasie Chemrec wykonuje prace inżynieryjne dla dwóch zakładów, które byłyby 25 razy większe, produkując 40 000 ton DME rocznie: jednego w Pitea i jednego w zakładzie New Page w Michigan. Przekształcenie każdej celulozowni w Stanach Zjednoczonych, według Rudberga, wygenerowałoby równowartość około 7,5 miliarda galonów paliwa – około jednej piątej całkowitego celu rządu USA na 2020 r.
Pozostaje jednak wątpliwe, czy popyt pojawi się w naturalny sposób. DME jest obecnie używany głównie jako substytut w puszkach w aerozolu i oczywiście potrzebne będą więcej niż cztery stacje paliw w Szwecji, aby mógł on stać się biopaliwem. Marc Londo, starszy ekspert ds. badań i biopaliw w Centrum Badań Energetycznych w Holandii , w Amsterdamie, mówi, że ten dylemat kurczaka i jajka jest poważną wadą. Uważa, że sukces Chemrec byłby lepiej zapewniony, gdyby produkował syntetyczny olej napędowy ze swojego gazu syntezowego – jest to strategia realizowana przez niemieckiego innowatora zgazowania biomasy, Choren Industries. Silną zaletą syntetycznego oleju napędowego jest to, że można go po prostu zmieszać z obecnie dostępnym olejem napędowym, mówi Londo. W przypadku bio DME potrzebujesz dedykowanych sieci dystrybucji.
Londo mówi, że syntetyczny olej napędowy ma jeszcze jedną zaletę: chociaż produkcja z gazu syntezowego kosztuje nieco więcej niż DME, syntetyczny olej napędowy ma wyższą gęstość energetyczną. Zbiornik oleju napędowego zabierze ciężarówkę długodystansową dwa razy dalej niż zbiornik DME: W przypadku ciężarówek długodystansowych gęstość energii jest czynnikiem krytycznym, dlatego syntetyczny olej napędowy jest bardziej wartościowym paliwem, mówi.
Lider projektu BioDME, Per Salomonsson, kierownik ds. badań i rozwoju w Volvo Group, mówi, że wszystko sprowadza się do tego, ile paliwa wyprodukuje jeden akr ziemi. Syntetyczny olej napędowy byłby znacznie łatwiejszy dla Volvo Group, ale według ich szacunków, DME zapewni ponad 65 procent więcej przejechanych kilometrów na uprawiany akr; w porównaniu z konwencjonalnym biodieslem produkowanym z oleju roślinnego przewaga wynosi pięć do jednego. W przyszłości będzie brakować biomasy – mówi Salomonsson. Na dłuższą metę nie możemy sobie pozwolić na nic poza najbardziej wydajnym procesem.