नवीकरणीय ऊर्जा और अनुप्रयोगों के बुनियादी सिद्धांतों का जर्नल
खुला एक्सेस

अमूर्त

बायोएनर्जी 2020: दोहरे ईंधन वाले डीजल जेनसेट को स्वच्छ सिंथेटिक गैस खिलाने के लिए एक नई वुडचिप-गैसीकरण प्रक्रिया

फ़ेरुशियो पित्तलुगा

2011 से शुरू करते हुए, अभिनव एसएमई टेक्नोफॉरेस्ट लिमिटेड (पूर्व में जेनोआ विश्वविद्यालय का एक ट्यूटोरियल स्पिन-ऑफ) ने मौजूदा परीक्षण की दिशा में अपनी गतिविधि को संबोधित किया है, और इसलिए नवीनतम, छोटे पैमाने की वुडचिप गैसीफिकेशन तकनीकों का विकास किया है, जिसका उद्देश्य वानिकी और कृषि क्षेत्रों के ग्रामीण उद्यमों को विद्युत और तापीय आत्मनिर्भरता सुनिश्चित करना है (www.tecnoforest.wordpress.com)। दूसरी ओर, उनके उत्पादों (सिनगैस और बायोचार) की उच्च प्रदूषक सामग्री, जो डाउनड्राफ्ट और अपड्राफ्ट गैसीफायर दोनों के लिए आम है, मुख्य बाधा के रूप में स्पष्ट हो गई है, जो कि शायद ही किफायती कमी प्रावधानों की अनुपस्थिति में, कृषि और नवीकरणीय ऊर्जा दोनों क्षेत्रों में व्यापक पैठ को रोक रही है। टेक्नोफॉरेस्ट लिमिटेड में हाल ही में विकसित की गई नई 'बैच' गैसीफिकेशन प्रक्रिया के कारण, गैसीफायर के शीर्ष नोजल से टार-मुक्त सिंथेटिक गैस निकलती है, जबकि अत्यधिक साफ बायोचार से बने ठोस अवशेष को सबसे नीचे बनाया जाता है, जो आधिकारिक प्रमाणीकरण द्वारा प्रमाणित, कृषि संबंधी और अन्य, काफी विविध, अनुप्रयोगों दोनों के लिए कम से कम उपयुक्त है। उक्त प्रक्रिया, बैच मोडैलिटी में, एक रिएक्टर के भीतर होती है, जो झुकाव क्षमता द्वारा प्रदान की जाती है ताकि विधि के शीर्ष पर हाल के बायोचार को डिस्चार्ज करने की अनुमति मिल सके, जिसके बाद एक प्रतिस्थापन 'गैसीकरण चक्र' तुरंत फिर से शुरू हो सकता है। विवरण संदर्भ [6,7] में दिए गए हैं। बायोचार-उत्पादक गैसीफायर का नाम SynChar है: यह वेबसाइट [8] पर ऑनलाइन खरीद के लिए उपलब्ध है। वही मूल प्रक्रिया, इस मामले में, टार-मुक्त सिनगैस को अक्सर वॉटर-हीटर बर्नर में डाला जाता है या एयर यूनिट-हीटर में पहुँचाया जाता है। सबसे उपयुक्त अनुप्रयोग ग्रीनहाउस हीटिंग के लिए होंगे, शायद परिवेशी वायु के कार्बोनिक निषेचन को प्रेरित करने की अनुमति देने के विशिष्ट लाभ के साथ, निश्चित रूप से, धूप के घंटों तक सीमित होना चाहिए। यदि वुडचिप्स के आयामों को 1 से तीन सेमी की सीमा के भीतर रखा जाता है और उनकी आर्द्रता सामग्री 25% से अधिक नहीं होती है, तो गैसीकरण प्रक्रिया काफी कुशल लगती है, जैसा कि साफ राख से बने उल्लेखनीय रूप से कम ठोस अवशेषों द्वारा प्रमाणित है। थर्मल अनुप्रयोगों के लिए सिनगैस-जनरेटर का नाम सिनबर्नर है: विस्तृत प्रदर्शन डेटा के साथ इसकी मुख्य विशेषताएं संदर्भों में प्रस्तुत की गई हैं। [6,7]। यह भी वेबसाइट [8] पर ऑनलाइन खरीद के लिए उपलब्ध है। रिएक्टर सिनबर्नर में होने वाली ब्लोअर-संचालित, थोड़ा दबाव वाली, गैसीकरण प्रक्रिया को हाल ही में सक्शन-संचालित कॉन्फ़िगरेशन में फिर से इंजीनियर किया गया है। यह उत्तरार्द्ध पद्धति, दबाव (अब वायुमंडलीय से कम) के अलावा, डिजाइन और कार्यक्षमता में, पिछले समकक्ष के समान है, लेकिन, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह संयुक्त ताप और विद्युत उत्पादन (सीएचपी) के लिए स्थिर दहन इंजन को सीधे ईंधन देने की अनुमति देता है।उपरोक्त प्रावधान को लागू करने वाले रिएक्टर का नाम SynGen है: इसकी एक विशिष्ट विशेषता, जो वुडचिप गैसीफायर के वर्तमान तकनीकी परिदृश्य में विशेष है, वह है सिनगैस को न केवल स्पार्क इग्निशन इंजन बल्कि कम्प्रेशन इग्निशन (डीजल) इंजन में भी फीड करने के लिए उपयुक्त होना। वास्तव में यह बस यही बाद वाली पद्धति है जिसका वर्तमान में टेक्नोफॉरेस्ट लिमिटेड में अनुसरण किया जा रहा है। सरल मामले में, डीजल इंजन आमतौर पर दोहरे ईंधन टाइपोलॉजी के होते हैं, जिसमें वाल्व से पहले हवा को सिनगैस के साथ पहले से मिलाया जाता है और थोड़ी मात्रा में तरल ईंधन (जैसे अपशिष्ट वनस्पति तेल) को केवल प्रज्वलन उद्देश्यों के लिए इंजेक्ट किया जाता है। सबसे अजीब, हालांकि वास्तव में चुनौतीपूर्ण, वैकल्पिक पद्धति, जो वर्तमान में जांच के अधीन है, सिनगैस की स्व-प्रज्वलन प्रवृत्ति, यानी इसकी सीटेन संख्या को तेज करने के इरादे पर निर्भर करती है, गैस्टो-तरल एफपी प्रतिक्रिया (फिशर-ट्रॉप्स) के शुरुआती चरण को प्रेरित करके, हवा के साथ पूर्व-मिश्रित होने से ठीक पहले सिनगैस स्ट्रीम द्वारा सामना किए गए ऑक्सीकृत आयरन वूल के उत्प्रेरक प्रभाव के कारण। अभी और प्रयोग की आवश्यकता है ताकि अभी चर्चा किए गए इग्निशन गुणों (दोनों मामलों में, यानी 'दोहरे ईंधन' और एफपी तौर-तरीकों) के अलावा, सिंथेटिक गैस के लिए 'इंजन ग्रेड' गुणवत्ता की प्राप्ति को सत्यापित किया जा सके। यह बाद वाला मुद्दा टार की मौजूदगी की मांग नहीं करता है, क्योंकि इसकी सांद्रता निश्चित रूप से बहुत कम पाई गई है, बल्कि सिंथेटिक गैस धारा के भीतर चार महीन कणों के संभावित प्रवेश की मांग करता है। इस मुद्दे से निपटने के लिए इंजन के सेवन से पहले एक बहुत ही कुशल मल्टी-वोर्टेक्स साइक्लोन सेपरेटर लगाया गया है।बल्कि सिंथेटिक गैस की धारा में चारकोल के महीन कणों के प्रवेश की संभावना को देखते हुए। इस समस्या से निपटने के लिए इंजन के प्रवेश से पहले एक बहुत ही कुशल मल्टी-वोर्टेक्स साइक्लोन सेपरेटर लगाया गया है।बल्कि सिंथेटिक गैस की धारा में चारकोल के महीन कणों के प्रवेश की संभावना को देखते हुए। इस समस्या से निपटने के लिए इंजन के प्रवेश से पहले एक बहुत ही कुशल मल्टी-वोर्टेक्स साइक्लोन सेपरेटर लगाया गया है।

• टेक्नोफॉरेस्ट वुडचिप्स गैसीकरण प्रौद्योगिकियां:

• 'सिंचर' रिएक्टर बाईं ओर है (बायोचार उत्पादक)

• 'सिनबर्नर' रिएक्टर केंद्र में है (सिनगैस उत्पादक)

• दाईं ओर, छोटे पैमाने का 'मिनी सिंचर' दिखाई दे रहा है

सीएचपी उत्पादन के लिए 'सिंजेन' गैसीफायर (140 kWth) डीजल द्वारा संचालित विद्युत शक्ति जेनसेट (1500 आरपीएम, 30 केडब्ल्यूईएल) कई पहलुओं के तहत, रिएक्टर सिंजेन काफी अजीब 'उचित नवाचार' के रूप में प्रकट होता है: वास्तव में, यह अधिक जटिल डिजाइन का सहारा लिए बिना, बल्कि प्रौद्योगिकी के एक मजबूत सरलीकरण को लागू करके साधारण डाउनड्राफ्ट (और अपड्राफ्ट) गैसीफायर की प्रलेखित सीमाओं पर काबू पाने में सफल होता है। इस तरह, खराब सिंजेन गुणवत्ता और इसलिए मानक गैसीफायरों को संचालित करते समय आमतौर पर सामना किए जाने वाले थकाऊ, लगातार रखरखाव की जरूरतें, वास्तव में सरल डिजाइन और विशेष रूप से मजबूत संरचना के कारण सिंजेन तकनीक के साथ ठीक से ठीक हो जाती हैं। सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं जो सिंजेन के भीतर पायरोलिटिक प्रदूषकों के गठन का प्रतिकार करती हैं, वे हैं 'फ्लोटिंग हर्थ' प्रावधान और इसलिए रिएक्टर के अंदर छोटी मात्रा, जो वुडचिप कॉलम द्वारा कब्जा कर ली जाती है [6,7]। हाल ही में, टेक्नोफॉरेस्ट गैसीफिकेशन लैब में, रिएक्टर सिनजेन से जुड़े उपरोक्त सभी पहलू, विशेष रूप से लंबे समय तक सुरक्षित रूप से निरंतर संचालन को बनाए रखने में इसकी उल्लेखनीय विश्वसनीयता, इसके उत्पादित गैस को डीजल में डालकर विद्युत जनरेटर चलाने को उचित ठहराने में सक्षम मानी गई है। सुविधा जनरेटिंग यूनिट अब प्रदर्शन परीक्षणों से गुजर रही है, जिसकी रिपोर्ट और विस्तृत प्रस्तुति के भीतर चर्चा की जा सकती है