Modern methods of thermochemical biomass conversion into gas, liquid and solid fuels

• Autorzy: Lewandowski W. , Radziemska E. , Ryms M. , Ostrowski P.

Warianty tytułu

PL

Nowoczesne metody termochemicznej konwersji biomasy w paliwa gazowe, ciekłe i stałe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Biomass utilization through direct- or co-combustion with coal, based on coal, hydrogen and oxygen compounds’ chemical energy conversion into heat in boilers, is simultaneously the cheapest and - according to experts - economically least effective solution. In case of heat and electricity production in cogeneration process in biomass fueled heat and power stations (wood, straw, energetic plants, RDF etc), investment costs are little higher, but considering fluidized combustion, combined heat and power (CHP) cogeneration systems, combined heating cooling and power generation (CHCP) trigeneration systems, ORC systems etc. the efficiency increases as well as the economical and ecological effects improve. Therefore, the most effective economical, and technical alike, methods of biomass conversion are: partial oxidation, gasification, thermal decomposition (pyrolisis) and biocarbonization processes. This paper includes review of present modern technologies taking advantage of these processes in gas, liquid and solid fuels production.

PL

Wykorzystanie biomasy do produkcji ciepła w procesach bezpośredniego spalania lub współspalania z węglem, polegające na konwersji zawartej w niej energii chemicznej związków węgla, wodoru i tlenu w energię cieplną w kotłach, jest najtańszym, lecz - zdaniem wielu ekspertów - najmniej efektywnym i ekonomicznie najmniej opłacalnym rozwiązaniem. W przypadku łącznej produkcji energii cieplnej i elektrycznej w elektrociepłowniach opalanych biomasą (drewnem, słomą, surowcem z plantacji energetycznych, RDF-em itd.) nakłady inwestycyjne są trochę wyższe, ale dzięki spalaniu fluidyzacyjnemu, kogeneracyjnym układom skojarzonym, trigeneracji, układom ORC itd. sprawność konwersji rośnie, a także poprawia się efekt ekonomiczny i ekologiczny. Najkorzystniejszą jednak zarówno z punktu widzenia ekonomicznego, jak i technicznego metodą przetworzenia biomasy jest jej częściowe utlenienie, zgazowanie i piroliza, pod kątem produkcji paliw płynnych, z ewentualnym wykorzystaniem syntezy Fischer-Tropscha, uwodornienia i hydrokrakingu w odniesieniu do produktów termicznego rozkładu biomasy. Niniejszy artykuł zawiera przegląd obecnie stosowanych, nowoczesnych technologii wykorzystujących te procesy do produkcji biopaliw gazowych, ciekłych i stałych.

Słowa kluczowe

EN

biomass conversion; pyrolysis; fuels

PL

konwersja biomasy; piroliza; paliwa

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 18, nr 1
• Strony: 39--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lewandowski W.

autor

Radziemska E.

autor

Ryms M.

autor

Ostrowski P.

• Chemical Faculty, Gdansk University of Technology, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Faai A.P.C.: Bio-energy in Europe: changing technology choices. En. Policy, 2006, 34, 322-342.
• [2] Ballard-Tremeer G.: Opportunities for Biomass Energy Programmes - Experiences & Lessons Learned by UNDP in EU & the CIS. Final Report, 2007.
• [3] Pilawski M., Grzybek A. and Rogulska M.: Energetyczny recykling odpadów organicznych. Ekologia i Technika 2000, 44(2), 48-53.
• [4] Popczyk J.: Development of bioenergy sector in the light of European energy and climate policies. Oil &Fuels for Sustainable Development. AUZO, Gdańsk 2008.
• [5] Lewandowski W.M., Grochal B. and Licznerski E.: Wizja lokalna instalacji do produkcji biocarbonu z biomasy w Wodyni k. Elbląga. Oprac. wew. PG, Gdańsk 2007.
• [6] Gładka M. and Różycki A.: Technologia produkcji i spalania BIOwęgla®. Fluid c.o. Sędziszów, http://paluszki.dmkproject.pl/krzychu/modules/Foldery_reklamowe/Folder_FLUID_www.pdf.
• [7] Instalacja do produkcji BIOwęgla® w Sędziszowie w budowie, http://www.fluid.pl/www/pl/strona_glowna_koop.html
• [8] Klass D.L.: Biomass for Renewable Energy Fuels and Chemicals. Academic Press, San Diego, 1998.
• [9] U.S. Environmental Protection Agency "San Diego County Demonstrates Pyrolysis of Solid Wastes." Report SW-80d.2. Washington, D.C. 1975.
• [10] Preston G.T.: [In:] Clean Fuels from Biomass, Sewage, Urban Refuse, and Agricultural Wastes (ed. F. Ekman), p. 89. Institute of Gas Technology, Chicago 1976.
• [11] Rabe R.C.: A Model for the Vacuum Pyrolysis of Biomass. Master of Science degree, supervisor: prof. J.H. Knoetze. Dep. of Process Engineering, The Univ. of Stellenbosh, Dec. 2005, http://etd.sun.ac.za/jspui/bitstream/10019/270/1/Rabe.pdf.
• [12] Centrum Doskonałości CONBIOT. Termochemiczna konwersja paliw stałych, piroliza, zgazowanie, spalanie biomasy i odpadów. Materiały elektroniczne, http://conbiot.ichpw.zabrze.pl/piroliza.htm.
• [13] BTG Biomass Technology Group (UK, Holland, Germany), www.btgworld.com.
• [14] Pyrovac Group Inc., Ecosun b.v., http://www.enviroaccess.ca/pages/pyrovac_fr.html.
• [15] Roy C., Morin D., Dubé F.: The biomass PyrocyclingTM process. M. Kaltschmitt and A.V. Bridgwater (eds): Biomass Gasification & Pyrolysis: State of the Art and Future Prospects. CPL Press, UK, 1997, 307-315.
• [16] Roy C., Blanchette D., de Caumia B., Dubé F., Pinault J., Belanger E. and Laprise P.: Industrial scale demonstration of the Pyrocycling™ process for the conversion of biomass to biofuels and chemicals. 1st World Conference on Biomass for Energy and Industry. Proc. Conf. held in Sevilla, Spain. June 5-9, 2000. Kyritsis S., Beenackers A.A.C.M., Helm P., Grassi A.and Chiaramonti D., (eds) James & James (Sc. Publish.) Ltd., London, UK, 2001, vol. II, 1032-1035.
• [17] ENTECH Renewable Energy Technologies PTY Ltd., http://www.entech.net.au/
• [18] Waste Gas Technology Ltd., www.wgtuk.com.
• [19] RATech (Polska), http://www.ratech.com.pl.
• [20] UC Prozesstechnik GmbH, Dillingen (DE), www.ucgmbh.de.
• [21] Wolf B.: First industrial BTL plant in Freiberg. European Bioenergy Business Forum. Brussel 6-7 November 2006.
• [22] Lens P., Westermann P., Haberbauer M. and Moreno A.: Biofuels for Fuel Cells: Renewable Energy from Biomass Fermentation. IWA 2005.
• [23] Obernberger I., Thonhofer P. and Reisenhofer E.: Description and evaluation of the new 1,000 kWel Organic Rankine Cycle process integrated in the biomass CHP plant in Lienz, Austria. Euroheat & Power 2002, 10, 18-25.