В даний час газифікація біомаси розглядається як можлива технологія для перетворення принаймні 10 мільйонів акрів техаських рослин в біопаливо. Це стало відомо зі слів доктора Джима Енслі, еколога «Texas AgriLife Research», повідомляє «PC-News.info».

Дослідження використовують адіабатичну газифікацію, щоб перетворити мескітовое дерево, женьшень і ялівець, які ростуть на південних Великих рівнинах в придатний для використання газ (біоенергетика). Дослідження проводили Енслі, доктор Калян Аннамалай і Пауль Пеппер, професор в «Mechanical Engineering and Coal and Biomass Energy Laboratory», «Texas Engineering Experiment Station» і «Texas A & M University in College Statio».

«Провідним автором першого опублікованого документа, який стосується цього дослідження, був Чень. У документі говориться про теплоту горіння мескитового дерева і ялівцю, а також про те, як розмір часток тріски і волога впливають на газовий склад і врожайність », — сказав Енслі.

Дослідники відкрили основні теплові властивості цих видів твердого палива, в тому числі за хімічним складом і тепловим значенням, а також різних опалювальних факторів зачіпають синтетичний газ. Синтетичний газ, суміш чадного газу, етану і водню, можуть використовуватися в якості замінника природного газу. Твердий побічний продукт конверсійного процесу і смоли, також може бути використаний для виробництва палива або інших хімічних продуктів.

Через обмеження по вирощуванню біоенергетичних культур (зернові), згодом використовуваних для виробництва харчових продуктів, Енслі звернув увагу на переважне число небажаних деревних рослин в якості можливого джерела енергії. Зворотна сторона медалі — це збільшення транспортних витрат, через більш низьку щільність біомаси дерев. Одним з варіантів може бути розвиток малих, локалізованих об'єктів газифікації для перетворення деревини в біоенергію.

«Зараз вони сприймаються, як отруйні рослини, які завдають шкоди пасовищним екосистемам», — додав він. «Їх видалення і використання як сировини для біоенергетики дозволить поліпшити якість екосистеми, а також послуг з цих країн».

При відсутності даних щодо газифікації мескитового дерева і ялівцю, мета команди Енслі полягає в тому, щоб визначити теплоту горіння двох рослин і отримати характеристики газифікації.

«З одного акра, на якому ростуть мескітовое дерево і ялівець ми можемо постійно отримувати біомасу, рівну 20-ти тоннам», — сказав він. Зміст вологи в цих видах значно нижчий, ніж в іншій деревинній сировині, тому мескітовое дерево і ялівець мають підвищену теплоту горіння і знижують витрати на сушку сировини.

Мескітовое дерево і ялівець були зібрані з рідної області пасовищ поблизу Вернон. Висота дерев сягала 10-12 футів, а діаметр стовбура становив від 2-х до 8-ми дюймів. Кількість річних кілець показало, що вік цих дерев знаходився в діапазоні від 15-ти до 35-ти років.

«Стебла і гілки пропускалися через дробарку», — сказав він. Потім матеріал пропустили через моторизовану систему (решето), яка розділила раніше отриманий матеріал на схожі за розмірами частинки. Потім, деревна тріска зберігалася в мішках целюлози і передалася в «College Station» для подальших випробувань, що стосуються газифікації.

«Стаття команди є першою, в якій говориться про зміст тепла і газів, отриманих з цих рослин, а також про деяке потенціалі врожайності і складу з газифікації», — сказав Енслі.

«Теплота горіння деревини ялівцю та женьшеню була трохи вища, ніж мескитового дерева — 8849 БТЕ за фунт у порівнянні з 8653 БТЕ», — поділився Енслі. Обидва значення еквівалентні кам'яному вугіллю.

Далі Енслі сказав, що мескітовое дерево і ялівець є кращими для виробництва якісного палива, ніж біомаса гною великої рогатої худоби, яка має меншу теплоту горіння — 5520 БТЕ за фунт, і залишає підвищений вміст золи — 14-45% в порівнянні з 1-2 % у дерева.

Електростанції зазвичай воліють паливо з низьким вмістом азоту, так що забруднюючі оксиди азоту були зведені до мінімуму. На відміну від вугілля, мескітовое дерево і ялівець містять дуже невелику кількість азоту, близько однієї третини. «Вміст азоту в мескітовому дереві був дещо вищий, ніж в ялівці, бо мескітовое дерево є бобовим», — сказав Енслі.

Деревна тріска різних розмірів спалювалася в сталевій колоні, яка зафіксувала діапазон температур від 400-2000 градусів. Ця температура була помічена на різних стадіях розкладання деревини і принесла різний урожай синтетичного газу », — додав він.

Урожай синтетичного газу складається з азоту, оксиду вуглецю, діоксиду вуглецю, водню, кисню, метану і етану. Відсотковий склад газу залежить від породи дерева. Ялівець має більш високий відсоток оксиду вуглецю і метану, а мескітовое дерево має більш високий відсоток азоту, двоокису вуглецю і етану.

«Теплота горіння синтетичних газів отриманих з цих рослин була дещо вищою у ялівцю, ніж у мескитового дерева, 1482 БТЕ за фунт у порівнянні з 1275 БТЕ», — додав Енслі. Після видалення азоту з газогенератора, теплота горіння синтетичних газів обох порід дерева піднялася більше, ніж у два рази до 3575 БТЕ на фунт і 3261 британських теплових одиниць на фунт.

У порівнянні з чистим метаном, який служив в якості замінника природного газу, синтетичні гази з цих порід дерева досягли майже 100-150 БТЕ в стандартних кубічних футів, що складає близько 10-15 відсотків теплоти горіння метану. Після видалення азоту, теплове горіння синтетичного газу збільшилася до 27 відсотків і 25,8 відсотків теплоти горіння метану для ялівцю і мескитового дерева відповідно.

«Обидві породи дерева породжують високоякісний газ, але якість газу, отриманого з ялівцю була трохи краща, ніж з мескитового дерева, в першу чергу за рахунок зниження вмісту азоту та підвищення теплоти горіння», — закінчив Енслі.