تحويل الكتلة الحيوية يحقق أكثر من 50% هيدروجين في اختبارات الغاز الاصطناعي

تجربة غازification الكتلة الحيوية تحقق أكثر من 50% هيدروجين: ماذا يعني ذلك لتحضير المواد الخام الصناعية

نشرت شركة مينوفا، وهي شركة كندية للتكنولوجيا النظيفة وتطوير المناجم، نتائج إيجابية من اختبارات غازification الكتلة الحيوية التي أجريت على قش الذرة من رومانيا ونفايات الأناناس من كوستاريكا. وقد تجاوزت كلا من المواد الخام الزراعية عتبة 50% من الهيدروجين في الغاز الناتج — وهو إنجاز تقني مهم لإنتاج الهيدروجين الأخضر على نطاق صناعي من الكتلة الحيوية.

كانت التجارب تحت إشراف البروفيسور إينج. سيرجيو راباني في قسم علوم الحياة، التكنولوجيا الزراعية والغذائية والبيئية، جامعة تيرامو، إيطاليا. قبل الغازification، تم تجفيف كلا من عينات المواد الخام وتحبيبها في مصنع لتحبيب الكريات على نطاق تجاري، ثم تم تغذيتها في مفاعل سرير مميّع تم تصميمه بواسطة DUMA تحت ظروف عملية مسيطرة.

كانت تركيزات القطران في الغاز الناتج من كلا العينتين متسقة مع النتائج من أنواع الكتلة الحيوية المشابهة. لاحظ الباحثون أنه يمكن تحسين كل من نسبة الكتلة من الهيدروجين وعائد الغاز الحجمي (Nm³/kg daf) من خلال تعديل معلمات التشغيل — مما يشير إلى إمكانية كبيرة للتطوير قبل النشر التجاري.

تحبيب المواد الخام: المتغير العلوي الذي يحدد أداء المفاعل

يعكس قرار تحبيب كلا من المواد الخام قبل اختبارات الغازification مبدأ هندسة العمليات المعتمد جيدًا: تعتمد أداء المفاعل في غازification سرير مميّع بشكل مباشر على تجانس المواد الخام. تختلف مخلفات الزراعة الفضفاضة في كثافتها الحجمية، محتوى الرطوبة، وحجم الجسيمات — وكل ذلك يقدم عدم استقرار في معدلات تدفق الغاز وتركيب الغاز.

يسهم التحبيب في توحيد هذه المتغيرات. تنتج خط إنتاج كريات الكتلة الحيوية المُهيأ بشكل جيد محتوى رطوبة أقل من 15%، وضغط المادة إلى كثافة حجمية ثابتة، وإنتاج هندسة جسيمات موحدة تتناسب مع تغذية المفاعل تحت السيطرة. لمشاريع الغازification التي تستهدف عوائد هيدروجين عالية، فإن تحضير المواد الخام على هذا المستوى ليس اختياريًا — بل هو شرط مسبق لنموذج تقني واقتصادي موثوق.

تُصمم خطوط إنتاج كريات التغذية الرطبة الخاصة بـ Kingwood بشكل محدد لمخلفات الزراعة ذات الرطوبة العالية — بما في ذلك قش الذرة، بقايا قصب السكر، قشر الأرز، ومثل هذه المواد الخام الشائعة في جنوب شرق آسيا وأمريكا اللاتينية. تسلسل العملية المتكامل — الطحن الخشن، التجفيف، الطحن الناعم، التحبيب، والتعبئة — مغلق تمامًا وأوتوماتيكي، مع إزالة الغبار المتكاملة، وفقًا لمتطلبات العمليات الصناعية على نطاق قريب في المستقبل مثل تلك المشار إليها في منهجية تجارب مينوفا.

تنفيذ في جنوب شرق آسيا والحالة التجارية للكتلة الحيوية

تم اختيار مينوفا لبرنامج تسريع التكنولوجيا الكندية Global Affairs Canada (CTA)، والذي يستهدف انبعاثات كربونية صافية صفرية في جنوب شرق آسيا بين 2050 و2065. تطلب معايير الاختيار مستوى جاهزية تكنولوجية (TRL) 6 أو أعلى، وقابلية تسويقية تجارية، وابتكار تكنولوجي. تأهلت منصة الغازification من الجيل الثالث لـ مينوفا على جميع المعايير الثلاثة.

تعتبر الدوافع الاستراتيجية لجنوب شرق آسيا متينة الهيكل. لا يزال إنتاج الكهرباء في المنطقة يعتمد بشكل كبير على الفحم والنفط والغاز الطبيعي. تمثل الكتلة الحيوية — وبالأخص مخلفات الزراعة والغابات — البديل الأكثر قابلية للتوسع، والمتاح محليًا، وصديق للبيئة لتلبية احتياجات الطاقة الأساسية. على عكس الطاقة الشمسية أو الرياح، يمكن أن توفر غازification الكتلة الحيوية كهرباء قابلة للتوزيع، هيدروجين أخضر، وحرارة عملية قابلة للاسترداد من نظام واحد.

تعزز تنوع المواد الخام في المنطقة الحالة التجارية أكثر: تعتبر مخلفات الزراعة، والكتلة الحيوية الخشبية، والنفايات الحيوانية، والنفايات الصلبة البلدية جميعها مدخلات صالحة للغازification عند معالجتها بشكل صحيح. بالنسبة لمطوري المشاريع، يعني ذلك أن بنية تحتية تنتج الكريات ليست قضية ثانوية — بل هي في قلب أي سلسلة إمداد قابلة للحياة.

مع تأكيد النتائج الإيجابية للغازification، أعلنت مينوفا أن الدراسات التقنية والاقتصادية التفصيلية لمشاريع رومانيا وكوستاريكا ستستمر الآن. تشمل الخطوات التالية اتفاقيات إمداد بالكتلة الحيوية، اتفاقيات شراء تجارية للهيدروجين الأخضر، الكهرباء، أو حرارة المنتجات الثانوية، واختيار المواقع. هذه هي المعالم الأساسية التي تفصل بين التحقق في المختبر والتشغيل التجاري.

الآثار الصناعية على موردي معدات الكتلة الحيوية

تساهم نتائج مينوفا في مجموعة متزايدة من الأدلة التي تثبت أن مخلفات الزراعة — وليس فقط الكتلة الحيوية الخشبية — قابلة للتطبيق تقنيًا على نطاق واسع لتطبيقات الطاقة الحيوية المتقدمة. بالنسبة لمصنعي المعدات الصناعية ومطوري المشاريع، يكبر هذا بشكل كبير قاعدة المواد الخام القابلة للتناول.

تتطلب مخلفات الذرة، نفايات الأناناس، والمواد العالية الرطوبة والألياف معالجة المعدات القادرة على التعامل مع محتوى رطوبة كثيف متغير وكثافة حجمية دون فقدان في القدرة الإنتاجية. صُممت خطوط إنتاج Kingwood، المهندسة لعمليات التغذية الرطبة، حول هذه الحقيقة التشغيلية. يوفر JWZL-688D، على سبيل المثال، سعة إنتاجية تتراوح بين 3-3.5 طن/ساعة من المواد الخام الكتلية ذات محتوى رطوبة أعلى من المستويات الجافة المحيطة — ذات صلة مباشرة بتطبيقات مخلفات الزراعة.

بالنسبة لمطوري المشاريع الذين يقيمون غازification الكتلة الحيوية على نطاق تجاري، تستحق بنية تحتية لتحضير المواد الخام التخطيط المبكر لرأس المال. تعتمد اقتصاديات الوحدة للهيدروجين الأخضر من غازification الكتلة الحيوية على مدخلات كريات ثابتة وعالية الجودة. تؤثر اختيار المعدات، تصميم الخط، ومستوى الأتمتة على تكلفة التسليم لكل طن من المواد الخام المحببة — ومن ثم، تكلفة إنتاج الهيدروجين التي تحدد إمكانية تمويل المشروع.

Kingwood — يقع مقرها في #568 طريق هونغشنغ، مدينة ليانغ، مقاطعة جيانغسو، الصين — صممت وهندست أكثر من 2000 مشروع لخط إنتاج كريات الكتلة الحيوية عبر أكثر من 30 دولة منذ عام 1999. للحصول على استشارة فنية حول أنظمة تحضير المواد الخام لتطبيقات الغازification أو الاحتراق المباشر، يرجى الاتصال بفريق الهندسة في Kingwood مباشرة.