Gas kayu adalah syngas bahan bakar yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk tungku, kompor dan kendaraan di tempat bensin , solar atau bahan bakar lainnya. Selama proses produksi biomassa atau karbon yang mengandung bahan gasifikasi dalam lingkungan oksigen terbatas dari generator gas kayu untuk menghasilkan hidrogen dan karbon monoksida . Gas-gas ini kemudian dapat dibakar sebagai bahan bakar dalam lingkungan yang kaya oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida , air dan panas. Dalam beberapa gasifiers proses ini didahului oleh pirolisis , di mana biomassa atau batubara pertama-tama diubah Char , melepaskan metana dan tar kaya hidrokarbon aromatik polisiklik .
Kayu kendaraan gas yang digunakan selama Perang Dunia II , sebagai konsekuensi dari penjatahan bahan bakar fosil. Di Jerman saja, sekitar 500.000 " produsen gas "kendaraan itu digunakan pada akhir perang. Truk, bus, traktor, sepeda motor, kapal dan kereta api yang dilengkapi dengan unit gasifikasi kayu. Pada tahun 1942 (saat gas kayu belum mencapai puncak popularitasnya), ada sekitar 73.000 kendaraan gas kayu di Swedia, [2] 65.000 di Perancis, 10.000 di Denmark, dan hampir 8.000 di Swiss. Pada tahun 1944, Finlandia memiliki 43.000 "woodmobiles", yang 30.000 adalah bus dan truk, 7.000 kendaraan pribadi, 4.000 traktor dan 600 kapal. [3]
Gasifiers kayu masih diproduksi di China dan Rusia untuk mobil dan sebagai pembangkit listrik untuk aplikasi industri. Truk dipasang dengan gasifiers kayu yang digunakan di Korea Utara di daerah pedesaan, terutama di jalan-jalan dari pantai timur.
Sebuah gas kayu truk di Korea Utara.
Kayu gasifier pada sebuah truk Ford diubah menjadi traktor
Kayu gasifier sistem
Gasifiers kayu dapat daya baik memicu pengapian mesin, di mana 100%
dari bensin normal dapat diganti dengan perubahan sedikit karburasi,
atau di mesin diesel, makan gas ke saluran masuk udara yang dimodifikasi
untuk memiliki katup throttle, jika tidak sudah memilikinya.
Pada mesin diesel bahan bakar diesel masih diperlukan untuk membakar
campuran gas, sehingga mekanis diatur "berhenti" diesel mesin linkage
dan mungkin "throttle" linkage harus dimodifikasi untuk selalu
memberikan mesin sedikit bahan bakar injeksi (Seringkali bawah standar
menganggur per-injeksi volume). Kayu dapat digunakan untuk mobil listrik dengan biasa mesin pembakaran internal jika gasifier kayu terpasang. Ini cukup populer selama Perang Dunia II di negara-negara Eropa, Afrika dan Asia beberapa karena perang mencegah akses yang mudah dan biaya-efektif untuk minyak.
Di masa yang lebih baru, gas kayu telah diusulkan sebagai metode bersih
dan efisien untuk memanaskan dan memasak di negara-negara berkembang,
atau bahkan untuk menghasilkan listrik bila dikombinasikan dengan mesin
pembakaran internal.
Dibandingkan dengan teknologi Perang Dunia II, gasifiers telah menjadi
kurang bergantung pada perhatian terus-menerus akibat penggunaan canggih
sistem kontrol elektronik, tetapi tetap sulit untuk mendapatkan gas
bersih dari mereka.
Pemurnian gas dan memasukkannya kembali ke dalam jaringan pipa gas alam
adalah salah satu varian untuk menghubungkan ke infrastruktur pengisian
bahan bakar yang ada. Pencairan oleh proses Fischer-Tropsch adalah kemungkinan lain.
Efisiensi dari sistem gasifier relatif tinggi. Tahap gasifikasi mengkonversi sekitar 75% dari isi bahan bakar menjadi energi gas yang mudah terbakar yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin pembakaran internal. Berdasarkan jangka panjang eksperimen praktis dan lebih dari 100.000 km berkendara dengan mobil bertenaga gas kayu, konsumsi energi telah 1,54 kali lebih tinggi dibandingkan dengan permintaan energi dari mobil yang sama pada bensin (tidak termasuk energi yang dibutuhkan untuk mengekstrak, transportasi dan mengilang minyak bensin dari mana berasal, dan tidak termasuk energi untuk panen, proses, dan transportasi kayu untuk memberi makan gasifier). Ini berarti bahwa 1000 kg materi yang mudah terbakar kayu telah ditemukan untuk menggantikan liter 365 bensin selama pengangkutan nyata dalam kondisi mengemudi yang sama dan dengan kendaraan lain dimodifikasi yang sama. [4] Hal ini dapat dianggap sebagai hasil yang baik, karena tidak ada pemurnian lainnya bahan bakar yang diperlukan. Penelitian ini juga mempertimbangkan semua kemungkinan kerugian dari sistem gas kayu, seperti pemanasan awal dari sistem dan tercatat berat ekstra dari sistem gas yang menghasilkan. Dalam pembangkit listrik melaporkan permintaan bahan bakar adalah 1,1 kg kayu terbakar materi / kWh listrik. [5]
Gasifiers telah dibangun untuk masyarakat Asia remote menggunakan sekam padi, yang dalam banyak kasus tidak memiliki penggunaan lainnya. Satu instalasi di Burma menggunakan diesel kW 80 dimodifikasi untuk sekitar 500 orang yang dinyatakan tanpa daya. [6] ash dapat digunakan sebagai Biochar pupuk, jadi ini bisa dianggap sebagai bahan bakar terbarukan.
Emisi gas buang dari mesin pembakaran internal secara signifikan lebih rendah pada gas kayu daripada bensin. [7] Terutama emisi HC rendah pada gas kayu. [8] Sebuah catalytic converter yang normal bekerja dengan baik dengan gas kayu, tetapi bahkan tanpa itu, emisi tingkat kurang dari 20 ppm HC dan CO 0,2% dapat dicapai dengan mudah oleh mesin mobil yang paling. Pembakaran gas kayu tidak menghasilkan partikulat, dan gas yang membuat demikian sangat sedikit karbon hitam di antara oli motor. [9]
Downdraft Coaxial gasifikasi kompor
Sebuah kompor alternatif yang didasarkan pada prinsip downdraft dan
biasanya dibangun dengan silinder bersarang juga memberikan efisiensi
yang tinggi.
Pembakaran dari atas menciptakan zona gasifikasi dengan gas melarikan
diri ke bawah melalui pelabuhan yang terletak di dasar ruang burner. Gas bercampur dengan udara masuk tambahan untuk memberikan bakar sekunder. Sebagian besar CO diproduksi oleh gasifikasi dioksidasi menjadi CO 2
dalam siklus pembakaran sekunder, sehingga kompor gasifikasi membawa
risiko kesehatan yang lebih rendah dari kebakaran memasak konvensional.
Aplikasi lain adalah penggunaan gas produser untuk menggantikan LDO (kepadatan cahaya bahan bakar minyak ) di tungku industri. [10]
Tidur gasifier fluidized di Gussing, Austria , dioperasikan pada serpihan kayu
Sebuah gasifier kayu mengambil serpihan kayu, serbuk gergaji bahan,
arang, batu bara, karet atau serupa sebagai bahan bakar dan membakar ini
tidak lengkap dalam kotak api, menghasilkan abu padat dan jelaga (yang harus dihapus secara berkala dari gasifier) dan gas kayu. Gas kayu kemudian dapat disaring untuk ter dan jelaga / partikel abu, didinginkan dan diarahkan ke mesin atau sel bahan bakar . [11]
Sebagian besar mesin memiliki persyaratan kemurnian parah gas kayu,
sehingga gas seringkali harus melewati ekstensif pembersihan gas dalam
rangka untuk menghapus atau mengubah (yaitu untuk "retak" ) ter dan partikel. Penghapusan tar sering dilakukan dengan menggunakan air scrubber .
Menjalankan gas kayu dalam mesin bensin pembakaran-pembakaran internal
yang dimodifikasi dapat menyebabkan bermasalah penumpukan senyawa
terbakar.
Kualitas gas dari gasifiers yang berbeda sangat bervariasi. Bertahap gasifiers, di mana pirolisis dan gasifikasi terjadi secara terpisah (bukan di zona reaksi yang sama seperti yang terjadi di Perang Dunia II misalnya gasifiers), dapat direkayasa untuk menghasilkan tar dasarnya bebas gas (kurang dari 1 mg / m³), sedangkan satu- reaktor cairan tidur gasifiers dapat melebihi 50.000 mg / m³ tar. Reaktor tidur fluida memiliki keuntungan menjadi jauh lebih kompak (kapasitas lebih per volume dan harga). Tergantung pada tujuan penggunaan gas, tar dapat bermanfaat serta dengan meningkatkan nilai kalor dari gas.
Panas pembakaran gas produser (istilah yang digunakan dalam gas artinya kayu AS diproduksi untuk digunakan dalam mesin pembakaran) agak rendah dibandingkan dengan bahan bakar lainnya. Taylor [12] melaporkan bahwa "gas produser" memiliki lebih rendah nilai kalor dari 5,7 MJ / kg dibandingkan 55,9 MJ / kg untuk gas alam dan 44,1 MJ / kg untuk bensin. Nilai kalor kayu biasanya 15-18 MJ / kg. Agaknya, nilai-nilai ini dapat bervariasi sedikit dari sampel ke sampel. Sumber yang sama melaporkan komposisi kimia berikut dengan volume yang paling mungkin adalah juga variabel:
Sebuah gas arang produser di Nambassa alternatif festival di Selandia Baru pada tahun 1981
Sejarah
Gasifier kayu pertama rupanya dibangun oleh Bischof pada tahun 1839. Kendaraan pertama didukung oleh gas kayu dibangun oleh Thomas Hugh Parker pada tahun 1901. [1] Sekitar tahun 1900, banyak kota disampaikan syngas (terpusat diproduksi, biasanya dari batubara ) dengan tempat tinggal. gas alam mulai digunakan hanya pada tahun 1930.Kayu kendaraan gas yang digunakan selama Perang Dunia II , sebagai konsekuensi dari penjatahan bahan bakar fosil. Di Jerman saja, sekitar 500.000 " produsen gas "kendaraan itu digunakan pada akhir perang. Truk, bus, traktor, sepeda motor, kapal dan kereta api yang dilengkapi dengan unit gasifikasi kayu. Pada tahun 1942 (saat gas kayu belum mencapai puncak popularitasnya), ada sekitar 73.000 kendaraan gas kayu di Swedia, [2] 65.000 di Perancis, 10.000 di Denmark, dan hampir 8.000 di Swiss. Pada tahun 1944, Finlandia memiliki 43.000 "woodmobiles", yang 30.000 adalah bus dan truk, 7.000 kendaraan pribadi, 4.000 traktor dan 600 kapal. [3]
Gasifiers kayu masih diproduksi di China dan Rusia untuk mobil dan sebagai pembangkit listrik untuk aplikasi industri. Truk dipasang dengan gasifiers kayu yang digunakan di Korea Utara di daerah pedesaan, terutama di jalan-jalan dari pantai timur.
Penggunaan
mesin pembakaran internal
Efisiensi dari sistem gasifier relatif tinggi. Tahap gasifikasi mengkonversi sekitar 75% dari isi bahan bakar menjadi energi gas yang mudah terbakar yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin pembakaran internal. Berdasarkan jangka panjang eksperimen praktis dan lebih dari 100.000 km berkendara dengan mobil bertenaga gas kayu, konsumsi energi telah 1,54 kali lebih tinggi dibandingkan dengan permintaan energi dari mobil yang sama pada bensin (tidak termasuk energi yang dibutuhkan untuk mengekstrak, transportasi dan mengilang minyak bensin dari mana berasal, dan tidak termasuk energi untuk panen, proses, dan transportasi kayu untuk memberi makan gasifier). Ini berarti bahwa 1000 kg materi yang mudah terbakar kayu telah ditemukan untuk menggantikan liter 365 bensin selama pengangkutan nyata dalam kondisi mengemudi yang sama dan dengan kendaraan lain dimodifikasi yang sama. [4] Hal ini dapat dianggap sebagai hasil yang baik, karena tidak ada pemurnian lainnya bahan bakar yang diperlukan. Penelitian ini juga mempertimbangkan semua kemungkinan kerugian dari sistem gas kayu, seperti pemanasan awal dari sistem dan tercatat berat ekstra dari sistem gas yang menghasilkan. Dalam pembangkit listrik melaporkan permintaan bahan bakar adalah 1,1 kg kayu terbakar materi / kWh listrik. [5]
Gasifiers telah dibangun untuk masyarakat Asia remote menggunakan sekam padi, yang dalam banyak kasus tidak memiliki penggunaan lainnya. Satu instalasi di Burma menggunakan diesel kW 80 dimodifikasi untuk sekitar 500 orang yang dinyatakan tanpa daya. [6] ash dapat digunakan sebagai Biochar pupuk, jadi ini bisa dianggap sebagai bahan bakar terbarukan.
Emisi gas buang dari mesin pembakaran internal secara signifikan lebih rendah pada gas kayu daripada bensin. [7] Terutama emisi HC rendah pada gas kayu. [8] Sebuah catalytic converter yang normal bekerja dengan baik dengan gas kayu, tetapi bahkan tanpa itu, emisi tingkat kurang dari 20 ppm HC dan CO 0,2% dapat dicapai dengan mudah oleh mesin mobil yang paling. Pembakaran gas kayu tidak menghasilkan partikulat, dan gas yang membuat demikian sangat sedikit karbon hitam di antara oli motor. [9]
Kompor, memasak dan tungku
Desain kompor tertentu berlaku gasifier bekerja pada updraft prinsip-udara melewati atas melalui bahan bakar, yang dapat menjadi kolom sekam padi, dan dibakar, kemudian dikurangi menjadi karbon monoksida oleh char sisa pada permukaan. Gas yang dihasilkan ini kemudian dibakar oleh udara sekunder panas datang tabung konsentris. Alat tersebut berperilaku sangat banyak seperti kompor gas. Pengaturan ini juga dikenal sebagai pembakar Cina.
Aplikasi lain adalah penggunaan gas produser untuk menggantikan LDO (kepadatan cahaya bahan bakar minyak ) di tungku industri. [10]
Produksi
Kualitas gas dari gasifiers yang berbeda sangat bervariasi. Bertahap gasifiers, di mana pirolisis dan gasifikasi terjadi secara terpisah (bukan di zona reaksi yang sama seperti yang terjadi di Perang Dunia II misalnya gasifiers), dapat direkayasa untuk menghasilkan tar dasarnya bebas gas (kurang dari 1 mg / m³), sedangkan satu- reaktor cairan tidur gasifiers dapat melebihi 50.000 mg / m³ tar. Reaktor tidur fluida memiliki keuntungan menjadi jauh lebih kompak (kapasitas lebih per volume dan harga). Tergantung pada tujuan penggunaan gas, tar dapat bermanfaat serta dengan meningkatkan nilai kalor dari gas.
Panas pembakaran gas produser (istilah yang digunakan dalam gas artinya kayu AS diproduksi untuk digunakan dalam mesin pembakaran) agak rendah dibandingkan dengan bahan bakar lainnya. Taylor [12] melaporkan bahwa "gas produser" memiliki lebih rendah nilai kalor dari 5,7 MJ / kg dibandingkan 55,9 MJ / kg untuk gas alam dan 44,1 MJ / kg untuk bensin. Nilai kalor kayu biasanya 15-18 MJ / kg. Agaknya, nilai-nilai ini dapat bervariasi sedikit dari sampel ke sampel. Sumber yang sama melaporkan komposisi kimia berikut dengan volume yang paling mungkin adalah juga variabel:
- Nitrogen N 2: 50,9%
- Karbon monoksida CO: 27,0%
- Hidrogen H 2: 14,0%
- Karbon dioksida CO 2: 4,5%
- Metana CH 4: 3,0%
- Oksigen O 2: 0,6%.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar