مفاعلات الكتلة الحيوية عبارة عن معدات متخصصة مصممة لتحويل الكتلة الحيوية إلى منتجات مفيدة من خلال عملية تسمى الانحلال الحراري، والتي تنطوي على تسخين الكتلة الحيوية في غياب الأكسجين. وتعد هذه العملية ضرورية لتحويل الكتلة الحيوية إلى أشكال مختلفة مثل الفحم الحيوي والزيت الحيوي والغاز التخليقي، والتي يمكن استخدامها لإنتاج الطاقة والمواد الخام الكيميائية وتعديل التربة.
أنواع مفاعلات الكتلة الحيوية:
-
مفاعلات السرير الثابت: تم تصميم هذه المفاعلات بسرير ثابت حيث يتم تحميل الكتلة الحيوية. يتم تطبيق الحرارة بشكل موحد لضمان تسخين الكتلة الحيوية بشكل فعال. هذا النوع من المفاعلات مناسب للعمليات صغيرة الحجم ويمكن تشغيله في وضع الدُفعات.
-
مفاعلات القاع المميَّعة: في هذه المفاعلات، يتم استخدام طبقة من الرمل، ويتم إدخال الغاز الساخن من الأسفل. يعمل تدفق الغاز على تسييل الرمال، مما يساعد في الحفاظ على معدلات تسخين عالية، وهو أمر ضروري للتحلل الحراري السريع. هذا التصميم فعال للعمليات المستمرة والإنتاج على نطاق واسع.
-
مفاعلات الفرن الدوار: تتضمن هذه المفاعلات أسطوانة دوارة حيث يتم تغذية الكتلة الحيوية وخلطها باستمرار، مما يضمن تسخينًا موحدًا وتحكمًا أفضل في عملية الانحلال الحراري. وهي مناسبة للتعامل مع كميات أكبر من الكتلة الحيوية وغالباً ما تستخدم في البيئات الصناعية.
-
أنواع أخرى: هناك أيضًا مفاعلات تفريغ الهواء، والمفاعلات اللولبية، والمفاعلات اللولبية، والمفاعلات اللوحية، وكل منها مصمم لتحسين جوانب محددة من عملية الانحلال الحراري، مثل التحكم في درجة الحرارة، ووقت المكوث، وفصل المنتج.
معلمات العملية:
- تتأثر كفاءة ومخرجات مفاعلات الكتلة الحيوية بعدة عوامل:درجة الحرارة:
- تؤثر درجة الحرارة التي يتم فيها تسخين الكتلة الحيوية بشكل كبير على تركيبة المنتجات النهائية. وعادةً ما تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى إنتاج المزيد من الغاز، في حين أن درجات الحرارة المنخفضة تفضل تكوين الفحم الحيوي.وقت الإقامة:
- يشير هذا إلى المدة التي تبقى فيها الكتلة الحيوية في المفاعل. يمكن أن تؤدي فترات المكوث الأطول إلى تحلل أكثر اكتمالاً وإنتاجية أعلى لبعض المنتجات.نوع الكتلة الحيوية:
الأنواع المختلفة من الكتلة الحيوية لها تركيبات مختلفة وتتفاعل بشكل مختلف أثناء الانحلال الحراري. وبالتالي يمكن أن يؤثر اختيار الكتلة الحيوية على جودة وكمية المنتجات النهائية.التطبيقات والفوائد:
تُعد مفاعلات الانحلال الحراري للكتلة الحيوية مفيدة في إنتاج الوقود بكثافة طاقة عالية، والفحم الحيوي لتعديل التربة، والزيت الحيوي للمواد الخام الكيميائية. وتساعد العملية أيضاً في إدارة النفايات من خلال السماح بتحويل النفايات الصلبة والبلاستيك إلى منتجات مفيدة. وهذا لا يقلل من النفايات فحسب، بل يساهم أيضًا في تطوير مصادر الطاقة المتجددة، بما يتماشى مع أهداف الاستدامة العالمية.
