Procese de obținere a biocombustibililor din biomasă solidă

Biomasa este partea biodegradabila a produselor, deseurilor si reziduurilor din agricultura, silvicultură si industriile conexe, precum si partea biodegradabila a deseurilor industriale si urbane. Biomasa reprezinta resursa regenerabila cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este o sursa de energie regenerabila deoarece energia pe care o contine provine de la soare. Prin procesul de fotosinteza, clorofila din plante capteaza energia solara prin convertirea dioxidului de carbon din aer si a apei din sol in hidrati de carbon (CH2O), compusi complecsi formati din carbon, hidrogen si oxigen.

Combustibilii de tip biomasă (materii prime) includ:

- Lemn şi deşeuri din lemn (butuci, rumeguş, palete, aşchii)

- Deşeuri agricole (paie, paie tocate, coji, deşeuri animale)

- Recolte energetice (plopi, răchită, sălcii)

- Deşeuri Solide ale Municipalităţii (MSW)

În prezent, producerea la nivel global a energiei este în mare măsură dependentă de sursele de energie fosilă (petrol brut, lignit, antracit, gaze naturale).

O politica energetica poate deveni eficienta pe termen lung,doar daca este

bazata pe surse sustenabile de caldura si energie.Solutiile de producere a energiei bazate pe biomasa sunt mai eficiente decat cele rezultate din exploatarea energiei eoline sau solare,si nu au practic limitari geografice .Potentialul energetic al biomasei depaseste de peste opt ori necesarul global al Terrei.

În ultimii ani, piaţa mondială pentru biogaz a crescut cu 20% până la 30% pe an. În Europa,ţări precum Austria, Danemarca, Germania şi Suedia sunt printre cele mai experimentate înceea ce priveşte tehnologiile pentru biogaz şi au reuşit să stabilească pieţe naţionale competitive în domeniu.Pe lângă tipurile de materii prime tradiţionale, în ţări precum Germania şi Austria a fost iniţiată şi cultivarea plantelor energetice pentru producerea biogazului.

Asociaţia Europeană pentru Biomasă (AEBIOM) estimează că producţia europeană de energie, având ca bază biomasa, poate fi crescută de la 72 Mtoe în 2004 la 220 Mtoe în 2020.Cel mai mare potenţial de creştere corespunde biomasei de origine agricolă. Conform AEBIOM, în ţările UE27 pot fi utilizate între 20 şi 40 de milioane de hectare (Mha) de teren pentru producţia agricolă de energie, fără a fi afectată producţia alimentară a Uniunii. În această privinţă, biogazul joacă un rol important, având un potenţial pentru dezvoltare foarte ridicat. Pentru conversia biomasei în biogaz pot fi folosite diferite tipuri dereziduuri: deşeuri şi produse secundare provenite din agricultură, din agro-industrii şi industria alimentară, din gospodării şi, în general, deşeuri rezultate dintr-o multitudine de activităţi cotidiene ale societăţii.

Transformarea biomasei solide in biocombustibili se poate realiza prin mai multe metode si procese tehnologice :

1.Obtinerea combustibililor gazosi prin procesul de gazeificare :

Fig.1 Schema instalatiei experimentale

Sistemul de alimentare cu biomasă constă dintr-un buncăr de secţiune transversală pătrată.La bază, pereţii formează o pâlnie care îngustează secţiunea de trecere pentru a permite trecerea peletelor de biomasa. Pereţii pâlniei au un unghi de înclinare de 60º faţă de orizontală, pentru a evita blocarea curgerii peletelor în buncăr. La partea inferioară a buncărului se află racordul de evacuare, prevăzut cu o flanşă dreptunghiulară.Pentru a evita pătrunderea gazelor sau a aburului în buncăr şi umidificarea sau chiar aprinderea biomasei, la partea superioară s-a prevăzut un capac etanş, iar într-unul din pereţiilaterali se afla un racord la refularea ventilatorului de aer. Din buncăr, biomasa este preluatăcu un dozator celular cu 6 palete. Dozatorul este antrenat de un motor de curent continuu prevăzut cu un reductor de turaţie melcat.Reactorul de gazeificare este format din două elemente principale: reactorul degazeificare propriu-zis şi separatorul gaz-solid.

Reactorul de gazeificare este de formăcilindrică şi este realizat din tablă de oţel inoxidabil refractar. La exterior, este prevăzut cu un strat de izolaţie termică rezistentă la temperaturi ridicate. În partea superioară, în zona liberă de deasupra stratului, pe peretele lateral sunt amplasate: racordul alimentare aer, racordul alimentare abur şi racordul pentru gazele de ardere de la arzătorul de pornire. Alte douăracorduri– de abur şi de aer – sunt prevăzute în zona de reducere.Prin flanşa inferioară se face legătura cu separatorul gaz-solid ,care constă dintr-o pâlnie care se termină la partea inferioară cu o conductă verticală, prin care se evacuează cenuşa. În pereţii pâlniei sunt practicate orificii prin care gazele trec într-o cameră de separarede secţiune inelară, care funcţionează pe principiul ciclonului. Gazele sunt evacuate printr-unracord tangenţial amplasat la partea superioară, iar cenuşa antrenată din pâlnia reactorului degazeificare se separă la partea inferioară, în pâlnia ciclonului, care comunică cu canalul deevacuare a cenuşii.