Numerical Approach to Wood Pyrolysis in Consideration Heat and Mass Transfer and Chemical Reaction

Abstract

Climate change, global warming, and energy crisis are critical issues to be solved urgently in a global framework. Alternative energy and renewable energy technologies must be quickly developed to be substituted for fossil fuels like oil, gases, and coal. USA, UE, and Japan invested huge budgets to develop biomass renewable energy technology. Their target is to develop commercial base large-scaled plant. On the other hand, in developing countries, especially in rural areas, people who can access electricity is still less than 70%, To decelerate or prevent global warming, and improve electrification in rural areas, a new technology for wood pyrolysis, which requires low manufacturing cost and less maintenance, and of which gases are directly applicable to gas engine generator, was developed by the previous work. This work aims at understanding pyrolysis process in the pre-vacuum chamber in more detail and thus improving the plant performance, and carries out numerical analysis on the pyrolysis process taking into account fluid dynamics and chemical reaction inside the pre-vacuum chamber. The numerical results provide useful information to understand the pyrolysis process and to improve the plant performance.

Perubahan iklim, pemanasan global, dan krisis energi merupakan masalah yang sangat mendesak untuk segera diselesaikan dalam global framework. Teknologi energi terbarukan dan energi alternatif ini harus segera dikembangkan untuk menggantikan bahan bakar fosil seperti minyak, gas, dan batu bara. USA, UE, dan Jepang telah meninvestasikan anggaran dalam jumlah yang sangat besar untuk mengembangkan teknologi energi terbarukan biomassa . Target mereka adalah untuk mengembangkan basis pabrik komersial dalam skala besar. Di sisi lain, di negara berkembang, terutama di daerah pedesaan, masalah yang dialami oleh masyarakat adalah akses listrik masih kurang dari 70 persen, oleh karena itu untuk memperlambat atau mencegah pemanasan global, dan meningkatkan elektrifikasi di wilayah pedesaan, sebuah teknologi baru untuk pirolisis kayu, dengan biaya dan teknologi yang rendah, sedikit biaya perawatan, dan gas yang diperoleh secara langsung bisa diterapkan pada mesin generator berbahan bakar gas, dimana telah dikembangkan oleh pekerjaan sebelumnya. Penelitian ini bertujuan untuk memahami proses pirolisis di dalam pre-vacuum chamber secara lebih rinci, meningkatkan kinerja peralatan, dan melakukan analisis numerik pada proses pirolisis dengan mempertimbangkan dinamika fluida dan reaksi kimia di dalam pre-vacuum chamber. Hasil numerik memberikan informasi yang berguna untuk memahami proses pirolisis dan untuk meningkatkan kinerja perlatan.