دیگهای بخار گاز زیست توده: راه حل های گرمایش پایدار برای آینده

با حرکت جهان به سمت راه حل های انرژی پایدارتر ، تقاضای منابع انرژی تجدید پذیر همچنان رو به افزایش است. یکی از امیدوار کننده ترین فن آوری در حوزه انرژی تجدید پذیر ، دیگ بخار گاز زیست توده است که از مواد آلی برای تولید گرما و برق به روشی سازگار با محیط زیست استفاده می کند. دیگهای بخار زیست توده به عنوان یک جایگزین پایدار برای سیستم های گرمایشی سنتی مبتنی بر سوخت فسیلی در حال افزایش هستند و از نظر بهره وری انرژی ، صرفه جویی در هزینه و تأثیرات زیست محیطی مزایای قابل توجهی دارند.
این فرایند با خوراک زیست توده آغاز می شود ، که می تواند شامل تراشه های چوبی ، خاک اره ، زباله های کشاورزی (مانند کاه نی یا ذرت) یا حتی زباله های جامد شهری باشد. مواد اولیه در گازدار قرار می گیرد ، جایی که در یک محیط کم اکسیژن فرآیند گرمایش را انجام می دهد.
در حین گاز زدایی ، زیست توده در دمای زیاد گرم می شود ، معمولاً بین 700 درجه سانتیگراد و 900 درجه سانتیگراد ، که باعث می شود مواد آلی به گازهایی مانند متان ، مونوکسید کربن ، هیدروژن و سایر ترکیبات فرار تجزیه شوند. این فرآیند در یک محفظه مهر و موم شده رخ می دهد ، که میزان اکسیژن را محدود می کند ، از احتراق کامل جلوگیری می کند و به مواد آلی اجازه می دهد تا به گاز قابل احتراق تبدیل شود.
گاز تولید شده توسط گازدار سپس از ناخالصی هایی مانند تار ، خاکستر و ذرات تمیز می شود. این فرایند تمیز کردن برای اطمینان از مناسب بودن گاز برای سوزاندن در دیگ ، ضروری است ، زیرا ناخالصی ها می توانند به سیستم آسیب برساند و کارایی را کاهش دهند.
گاز تمیز شده سپس در محفظه احتراق دیگ بخار تغذیه می شود ، جایی که برای تولید گرما مشتعل و سوزانده می شود. گرمای تولید شده به آب موجود در دیگ بخار منتقل می شود ، که سپس از طریق لوله ها گردش می کند تا آب گرم یا گرمایش فضا برای ساختمانها فراهم شود.
علاوه بر گرمایش ، برخی دیگهای بخار گاز زیست توده همچنین می تواند برای تولید برق مورد استفاده قرار گیرد و آنها را به یک راه حل ایده آل برای کاربردهای گرمای ترکیبی گرما و انرژی (CHP) تبدیل کند. گرمای اضافی تولید شده در فرآیند گاز زدایی و احتراق می تواند برای تولید برق مورد استفاده قرار گیرد و باعث افزایش بیشتر کارایی کلی سیستم می شود.
یکی از اصلی ترین دلایلی که دیگهای بخار گاز زیست توده محبوبیت خود را به دست می آورند ، پایداری آنها است. زیست توده برخلاف سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ یا گاز طبیعی که محدود هستند ، یک منبع انرژی تجدید پذیر است. زیست توده از مواد آلی ناشی می شود که می توانند از طریق شیوه های پایدار کشاورزی دوباره پر شوند و آن را به گزینه ای سازگار با محیط زیست برای گرمایش تبدیل می کنند.

دیگهای بخار گاز زیست توده در مقایسه با دیگهای سنتی مبتنی بر سوخت فسیلی به طور قابل توجهی کمتر از دی اکسید کربن ساطع می کنند. هنگامی که زیست توده سوخته می شود ، کربن آزاد شده بخشی از چرخه کربن طبیعی است ، زیرا گیاهان در طول رشد خود دی اکسید کربن را جذب می کنند. این در تضاد با سوخت های فسیلی سوزانده است ، که کربن را که برای میلیون ها سال در زیر زمین ذخیره شده است ، آزاد می کند و به اثر گلخانه و گرم شدن کره زمین کمک می کند. اگرچه نصب اولیه دیگ بخار زیست توده می تواند گران تر از سیستم های گرمایش معمولی باشد ، طولانی مدت صرفه جویی در هزینه ترم قابل توجه است. سوخت زیست توده اغلب ارزان تر از نفت یا گاز طبیعی است ، به ویژه در مناطقی که منابع زیست توده فراوان هستند. علاوه بر این ، دیگهای زیستی زیست توده طول عمر طولانی تری نسبت به دیگهای گاز معمولی دارند که باعث افزایش مقرون به صرفه بودن آنها می شود.
دیگهای بخار گاز زیست توده می توانند به کاهش وابستگی به سوخت های وارداتی کمک کنند و امنیت انرژی بیشتری را فراهم می کنند. در مناطقی که زیست توده به صورت محلی تهیه می شود ، افراد و مشاغل می توانند در نیازهای انرژی خود به خود اعتماد کنند. این امر به ویژه برای کشورهایی که به دنبال کاهش اعتماد خود به واردات خارجی نفت یا گاز هستند ، بسیار مهم است.
دیگهای بخار گاز زیست توده از نظر انواع سوختی که می توان از آن استفاده کرد ، انعطاف پذیری زیادی را ارائه می دهند. بسته به در دسترس بودن ، انواع مختلف زیست توده می توانند سوزانده شوند ، از جمله گلوله های چوبی ، تراشه ها ، زباله های کشاورزی و حتی مواد زاید از صنایع. این انعطاف پذیری باعث می شود دیگهای بخار گاز زیست توده برای طیف گسترده ای از برنامه ها و مکان های جغرافیایی مناسب باشند.
دیگهای بخار گاز زیست توده به گونه ای طراحی شده اند که بادوام هستند و نیاز به نگهداری نسبتاً کم دارند. فرآیند گاز زدایی به خودی خود میزان ذرات و خاکستر تولید شده را به حداقل می رساند و نیاز به تمیز کردن و نگهداری مکرر را کاهش می دهد. با این حال ، مانند هر سیستم گرمایشی ، سرویس دهی منظم برای اطمینان از عملکرد بهینه لازم است.
در خانه ها ، دیگهای بخار گاز زیست توده جایگزین عالی برای سیستم های گرمایش سنتی ، به ویژه در مناطق روستایی یا خارج از شبکه هستند. آنها یک محلول سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه برای گرم کردن آب و فضا ارائه می دهند ، در حالی که گزینه استفاده از سوخت زیست توده محلی را نیز ارائه می دهند. این امر می تواند به ویژه در مناطقی که سایر اشکال گرمایش گران یا در دسترس نیست مفید باشد.
بسیاری از مشاغل و تأسیسات صنعتی برای گرمایش و نیازهای انرژی خود به سمت دیگهای بخار زیست توده روی می آورند. این سیستم ها برای کاربردهای در مقیاس بزرگ مانند کارخانه ها ، انبارها و سیستم های گرمایش منطقه ایده آل هستند ، جایی که می توانند گرما را برای چندین ساختمان یا مناطق فراهم کنند. دیگهای بخار گاز زیست توده همچنین می توانند در سیستم های گرما و انرژی ترکیبی (CHP) ادغام شوند و به مشاغل امکان تولید علاوه بر گرما می توانند برق را تولید کنند.
دیگهای بخار گاز زیست توده به طور فزاینده ای در سیستم های گرمایشی منطقه مورد استفاده قرار می گیرند ، که گرمایش متمرکز را برای شبکه ای از خانه ها ، ساختمان ها یا حتی کل جوامع فراهم می کند. این سیستم ها بسیار کارآمد هستند و نیاز به سیستم های گرمایش فردی را در هر ساختمان کاهش می دهند و باعث صرفه جویی در هزینه و کاهش انتشار کربن در یک منطقه بزرگ می شوند.
مشاغل کشاورزی می توانند با استفاده از زباله های کشاورزی مانند باقیمانده محصولات زراعی ، از دیگهای بخار زیست توده بهره مند شوند تا سیستم را سوخت. علاوه بر تأمین گرمایش برای گلخانه ها ، انبارها یا سایر ساختمانهای کشاورزی ، می توان از دیگهای بخار گاز زیست توده برای برق یا تولید برق استفاده کرد و باعث افزایش بیشتر پایداری عملیات کشاورزی می شود.
در حالی که دیگهای بخار گاز زیست توده مزایای بی شماری را ارائه می دهند ، برخی از چالش ها برای در نظر گرفتن وجود دارد:
هزینه مقدماتی یک سیستم دیگ بخار گاز زیست توده می تواند بیشتر از سیستم های گرمایش گاز یا روغن سنتی باشد. با این حال ، پس انداز بلند مدت در هزینه سوخت و مزایای زیست محیطی اغلب سرمایه گذاری را توجیه می کند.
در دسترس بودن سوخت زیست توده می تواند در منطقه متفاوت باشد. در مناطقی که منابع زیست توده کمیاب هستند ، ممکن است هزینه سوخت بیشتر باشد ، به طور بالقوه بر اقتصاد کلی سیستم تأثیر می گذارد.
دیگهای بخار گاز زیست توده برای خود دیگ بخار و ذخیره سوخت به فضای کافی نیاز دارند. در مناطق شهری با فضای محدود ، این می تواند یک چالش باشد .