تعمل مفاعلات الكتلة الحيوية، وتحديدًا تلك المصممة للتحلل الحراري، عن طريق تحويل الكتلة الحيوية حراريًا كيميائيًا إلى منتجات مفيدة مختلفة مثل الفحم والسائل والغاز في ظل ظروف محكومة تستبعد أو تقلل من وجود الأكسجين. هذه العملية ضرورية لتقليل حجم الكتلة الحيوية، وتسهيل تخزينها ونقلها، واستخراج المواد الكيميائية القيمة من الزيت الحيوي.
شرح مفصل:
-
أنواع المفاعلات وتصميمها:
-
تأتي مفاعلات الانحلال الحراري للكتلة الحيوية في أنواع مختلفة، بما في ذلك القاع الثابت والطبقة المميعة والفرن الدوار وغيرها. تم تصميم كل نوع للتعامل مع ظروف معينة وإنتاج عوائد ونوعيات مختلفة من المنتجات النهائية. على سبيل المثال، تستخدم مفاعلات القيعان المميعة مادة صلبة خاملة مثل الرمل كحامل للطاقة، وهي مثالية لتسخين الكتلة الحيوية بسرعة لزيادة إنتاجية الغاز أو المنتجات السائلة إلى أقصى حد.التشغيل والتحكم:
-
يمكن أن تعمل المفاعلات إما على دفعات أو في أوضاع مستمرة، اعتمادًا على حجم العملية والمنتجات المطلوبة. وهي مجهزة بأنظمة للتحكم في درجة الحرارة وزمن المكوث، وهي معلمات حاسمة تؤثر على نتائج عملية الانحلال الحراري. على سبيل المثال، في مفاعل الفحم الحيوي، يعد التسخين المسبق أمرًا بالغ الأهمية، وتتضمن العملية تغذية الكتلة الحيوية في المفاعل، الذي ينتج بعد ذلك الفحم والمنتجات الثانوية الأخرى خلال فترة زمنية محددة.
-
استخدام المنتجات الثانوية:
-
أثناء التحلل الحراري، يتم توليد كميات كبيرة من الغاز الحيوي. تتم معالجة هذا الغاز من خلال أنظمة مثل مزيلات الغبار الحلزونية ومجمعات غبار الرذاذ قبل دخول نظام مكثف لاستخراج القطران وخل الخشب. وغالبًا ما يتم إعادة تدوير الغاز المتبقي القابل للاحتراق كوقود لتسخين المفاعل، مما يدل على شكل من أشكال كفاءة الطاقة وتشغيل الحلقة المغلقة.التحلل الحراري المعزز ميكانيكياً:
تستخدم بعض المفاعلات قوى ميكانيكية للضغط على الكتلة الحيوية على الأسطح الساخنة، مما يعزز معدلات التفاعل. ولا تقتصر هذه الطريقة، المعروفة باسم الانحلال الحراري الاستئصالي، على انتقال الحرارة من خلال جسيمات الكتلة الحيوية، مما يسمح باستخدام جسيمات أكبر. ويبسط هذا النهج العملية من خلال التخلص من الحاجة إلى دورة حاملة للحرارة والغاز الخامل، مما يجعل المعدات أكثر إحكامًا ونظام التفاعل أكثر كثافة.
