Development of Dual Stage Fluid Bed Gasification System Suitable for Multiple Feedstock

Ajith Kumar Thirunavukkarasu

Master's thesis

Abstract:

V průmyslových odvětvích se zplynovač používá jen zřídka pro výrobu elektřiny, pro lokomotivní provoz, pro provoz kotlů a navíc kvůli emisím dehtových částic a vysokým provozním nákladům. Downdraftův zplynovač je široce používán a zaměřuje se na konkrétní surovinu. V případě zplyňování biomasy se používá pouze konkrétní druh suroviny pro biomasu. Náročným aspektem práce je vyloučení obsahu dehtu z horkého produkčního plynu, při kterém by dusil všechny pracovní součásti zplynovače a motorů, kde se používá. Čištění plynu je primární úkol, protože čistý plyn je velmi důležitý pro použití jako palivo. Čištění plynu je zdlouhavý a nákladný proces a pouze velké nadnárodní společnosti používají různé techniky k eliminaci dehtu, a proto nejsou vhodné pro malá průmyslová odvětví. Hlavním cílem tohoto projektu je proto vyvinout robustní zplynovač pro zpracování více surovin z biomasy, jako jsou rýžové slupky, dřevěné štěpky a další rostlinné zbytky. Downdraftův zplynovač nemůže na těchto surovinách pracovat. Na druhé straně může zplynovač s fluidním ložem provozovat více vstupních surovin a eliminovat maximální množství obsahu dehtu velmi logickou operací a také s přihlédnutím k jeho provozním nákladům, a proto je při hodnocení v tomto projektu uvažován nový design.

Abstract:

In industries gasifier are used rare for the production of electricity, to run locomotives, to run boilers and furthermore because the emission of tar particles is more and the operation cost in high. Downdraft gasifier is widely used, and it is focused on a particular feedstock. In case of biomass gasification also only a particular type of biomass feedstock is used. The challenging aspect of the work is to eliminate the tar content from the hot producer gas in which it would choke all the working components of gasifier and the engines where it is used. Gas cleaning is a primary task because clean gas is very important for using as fuel. Gas cleaning is a tedious and expensive process and only big multinational companies are using various techniques for eliminating tar and hence it is not suitable for small scale industries. Hence the main objective of this project is to develop a robust gasifier to handle multiple biomass feedstocks such as rice husk, woodchips, and other crop residuals. Downdraft gasifier cannot operate on such feed materials. Fluid bed gasifier on the other hand can operate multiple feedstocks and eliminate maximum amount of tar content by a very logical operation and also considering its operation cost and hence a novel design is considered for the evaluation in this project.

Keywords

Zplynovač, Surovina, Biomasa, Krmné materiály, Pyrolýza, Spalování

Keywords

Gasifier, Feedstock, Biomass, Feed Materials, Pyrolysis, Combustion

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 24. 8. 2021
• Supervisor: Pavel Kolat
• Reader: Ondřej Němček

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Master programme / field:
Strojní inženýrství / Energetické stroje a zařízení