مروری فنی بر مسیرهای ترموشیمیایی برای تولید انرژی از بقایای ذرت

مصرف جهانی انرژی با سرعت‌های سریع‌تر رو به افزایش است که به چالشی برای روش‌های تولید برق در بسیاری از کشورهای در حال توسعه تبدیل شده است و این منجر به جستجوی روش‌های جایگزین برای تولید برق به دلیل افزایش نیاز به انرژی شده است که منجر به انقراض سوخت‌های فسیلی شده است. سایر عوامل محیطی مانند انتشار کربن و گرم شدن کره زمین [1]علاوه بر این منجر به تنوع بسیاری از کشورها به سمت تولید انرژی های تجدیدپذیر شد. برای توسعه هر کشوری در جنبه های اجتماعی-اقتصادی، تقاضا، مصرف و تولید انرژی نقش حیاتی ایفا می کند زیرا هر عملیات اساسی خانگی و صنعتی نیاز به انرژی دارد که می تواند از منابع مختلف متعارف و غیر متعارف تولید شود. تولید برق نیاز اساسی برای هر بخشی است که در هند تحت سلطه نیروگاه های حرارتی است که مقادیر زیادی گازهای گلخانه ای تولید می کنند زیرا زغال سنگ منبع اولیه انرژی است. در طول سال مالی 2018-2019 نیروگاه های حرارتی 75 درصد برق را در سراسر هند تولید کردند. هند علیرغم داشتن مقدار مازاد تولید انرژی، با چالش هایی در زمینه زیرساخت های توزیع مواجه بوده است، اما طبق آمار جهانی، هند سومین تولید کننده انرژی و سومین مصرف کننده انرژی برق با شبکه برق ملی 375.32 گیگاوات است. مجموع تولید برق 1598 تراوات ساعت در طول 2019-2020 [2]. با پتانسیل حدود 5690 مگاوات. تولید انرژی معادل از ضایعات مختلف از پسماندهای کشاورزی، زباله های جامد/ مایع شهری، زباله های صنعتی STP و غیره. وزارت انرژی های نو و تجدیدپذیر در حال ترویج فن آوری ها و طرح های مختلف برای سرمایه گذاری بر این است. [3]. دولت طرح‌ها و برنامه‌های زیادی مانند «قانون برق 2003»، «قدرت برای همه» در سال 2016 و سایر اقداماتی را ارائه کرد که رتبه جهانی هند را در مورد بازار انرژی‌های تجدیدپذیر با هدف بلندپروازانه بزرگی برای نصب ظرفیت 175 گیگاواتی ارتقا داد. پایان سال 2022 و افزایش آن تا 450 گیگاوات تا سال 2030 [4].میز 1.

در بین تمام منابع انرژی تجدیدپذیر، زیست توده نیز در مقایسه با سوخت‌های معمولی نقش مهمی در تولید انرژی پاک دارد و همچنین به عنوان منبع تجدیدپذیر انرژی در نظر گرفته می‌شود زیرا زیست توده را می‌توان به طور مکرر کشت و استفاده کرد که آن را بیشتر می‌کند. سودمند نسبت به سوخت های فسیلی [5]. زیست توده در تولید برق در مناطق دورافتاده کاربرد وسیعی دارد، زیرا عمدتاً منبع تجدیدپذیر در مناطق دورافتاده در دسترس است و نیازهای انرژی را می توان با تولید برق خارج از شبکه در چنین مناطقی در مقایسه با انرژی خورشیدی به لحاظ اقتصادی برآورده کرد. تولید برق بادی و آبی خارج از شبکه جنبه هایی که برای تولید برق از طریق زیست توده باید در نظر گرفته شود، در دسترس بودن و نوع آن که قرار است به عنوان خوراک مورد استفاده قرار گیرد، به ویژه زیست توده مانند ذرت، باگاس نیشکر، سوزن کاج و غیره کاربردهای گسترده ای در تولید برق دارد. و انواع سوخت جایگزین. در میان انواع زیست توده، ذرت نقش کلیدی در تولید انرژی مانند روغن، نشاسته، پلیمرها، صمغ‌ها، محصولات غذایی مانند شیرین‌کننده‌ها، غلات، آرد ذرت و حتی در ساخت کاغذ، نوشیدنی‌های الکلی مانند آبجو دارد. و لوازم آرایشی و بهداشتی [6]، [7]، [8]، [9]، [10]. گستره و بهبود اهداف اختلاط اتانول یکی دیگر از فشارهای عظیم دیگر به این بخش است، با اهداف تقریباً دوبرابر ظرفیت تولید اتانول زیستی به 1500 کرور لیتر، رسیدن به 20 درصد ترکیب اتانول و سپس پس از کشت محصولات کم آب مانند ذرت، زمینه برای تولید افزوده شد. هیدروکربن های درجه سوخت [11].

ذرت نوعی محصول است که سازگاری قابل‌توجهی با شرایط مختلف آب و هوایی دارد، زیرا به آب کمتری در هکتار نیاز دارد، اما همچنان نیاز به کیفیت روش‌های نگهداری ذرت وجود دارد. ذرت دارای خواص قابل توجهی برای تولید سوخت های جایگزین است که پاکیزه با انتشار کمتری نسبت به سوخت های فسیلی است. ذرت کاکل یک پسماند پسماند است که پس از برداشت محصول ذرت تولید می شود [12]. تولید جهانی بقایای ذرت-کوب حدود 16.94 درصد از تولید جهانی ذرت با حدود 797 میلیون تن است. [13] و سهم کشورهای مختلف در تولید ذرت در شکل 1 نشان داده شده است [14]. روند سطح زیر کشت جهانی ذرت (میلیون هکتار)، تولید (میلیون تن) و عملکرد (q/ha) در شکل 2 نشان داده شده است. [15]. مطالعات متعددی در مورد خصوصیات بریکت های ذرت-کاب انجام شده است و بسیاری از مطالعات بیان کرده اند که به دلیل تخلخل بالای ذرت-کاپ، جذب رطوبت زمانی صورت می گیرد که یک بلال ذرت خشک در معرض شرایط محیطی مرطوب قرار می گیرد. [16]، [17]، [18]، [19] که دوام و حمل و نقل بقایای بلال ذرت را پس از تراکم و بریکت کردن که در فشار تراکم پایین و دمای اتاق انجام می شود، با مشکل مواجه می کند. علاوه بر این، تشکیل پیوندهای پل جامد در طول فرآیند بریکت سازی به دلیل وجود کربوهیدرات هایی که در آب کمتر محلول هستند و محتوای پروتئین کم است که منجر به نیاز به فشار فشرده سازی بالا و گاهی اوقات چسب خارجی می شود، اتفاق می افتد. [20]، [21]. این مقاله سناریوی جهانی و هندی تولید بقایای ذرت و کال ذرت، مزایای فنی کال ذرت به عنوان سوخت نسبت به سوخت‌های سنتی، روش‌های مختلف برای توصیف ذرت-کاپ، و فن‌آوری‌های بهره‌وری ذرت-کاپ را توصیف می‌کند.