Как известно любая древесина обладает определенной влажностью, которая может влиять на спектр конечных продуктов пиролиза древесного сырья. Проведенные многочисленные расчеты показали, что степень конверсии углерода и водорода древесины в синтез-газ достигает насыщения при температурах ~ 1400 К и далее остается постоянной.
Поэтому при расчетах конверсии органических веществ в синтез-газ можно ограничится минимальной температурой 1400 К, при которой будет минимум затрат энергии (с ростом температуры нагрева энергозатраты растут).На рис. 1 изображены зависимости степени конверсии углерода и водорода от влажности древесины без доступа кислорода. Из данного графика видно, что максимальные значения степени конверсии углерода и водорода (близкие к 100%) получаются при влажности 20 %.
На рис. 2 приведены зависимости общего выхода синтез-газа и энергозатрат на его получение с ростом влажности древесного сырья. Видно, что выход синтез-газа с ростом влажности имеет максимум, а энергозатраты монотонно растут с ростом влажности древесины. При оптимальной влажности, когда выход синтез-газа достигает максимума, энергозатраты составляют величину порядка 1кВт.ч на 1 г влажной древесины
На рис. 3, 4 приведены результаты расчета при добавлении кислорода к древесине влажностью 20%. Данные результаты показывают, что добавление кислорода в пиролизуемую смесь приводит к уменьшению энергопотребления, однако при этом уменьшается выход синтез-газа. Кроме того, появляется заметное количество примесей в виде углекислого газа и воды, что часто оказывается нежелательным, поскольку требует организации дополнительных операций по очистке конечного синтез-газа.
Рисунок 3. Зависимость выхода синтез-газа (CO+H2) в нм3 и энергозатрат G (кВт.ч/ нм3) от массы добавляемого кислорода (в кг) на 1 кг древесины влажностью 20 % (на 1 кг смеси)
Рисунок 4. Количество примесей C2O и H2O, появляющихся при добавлении кислорода к древесине влажностью 20% (на 1 кг смеси)