生物质颗粒-一种更便携和灵活的燃料
页面内容
生物质可以简单地定义为用作燃料的有机物。在世界范围内，它是仅次于煤炭和石油的第三大能源。随着这些化石燃料储备的枯竭和碳排放限制的日益严格，生物质将成为最重要的可持续能源。颗粒化使得生物质的使用简单经济。
生物质颗粒化是印度村庄几个世纪以来的传统。牛粪“蛋糕”的制作方法是人工将牛粪铺在垂直表面上，然后利用太阳能烘干，这是现代造粒技术的先驱。这些干燥的扁平圆形部件可以储存起来以备雨季和冬季，并为家庭烹饪和取暖提供必要的能量。从一个笨重的，无法处理的浆液团，这个简单的过程将粪便转化为一个可堆放，可处理，甚至可销售的产品。
现代生物质颗粒化使用更复杂的机械。
为什么要制造生物质颗粒?
生物质主要是一种农业或林业副产品，它往往是区域性和季节性的。生物质体积大，容重低，水分含量高。如果生物质的使用接近源头，比如在制糖厂，它是一种经济的燃料来源。然而，长距离运输会产生物流和环境问题，成本也更高。燃烧生物质也需要特殊的设备，因此投资这种设备短期季节性使用也是不经济的。
颗粒化是这些问题的答案。
- 它增加了堆积密度，并随着水分的减少，导致更高的能量密度。例如，稻草的容重为20-40公斤/立方米。HCV为15 MJ/kg，湿度为20%，能量密度为300-600 MJ/ m3。造粒后，堆积密度增加到600-700 kg/m3，几乎增加了20倍。随着含水率的降低，能量密度在10000 Mj/m3范围内。这与14000 Mj/m3的褐煤(棕色)的能量密度相当，使其更经济的运输距离。
- 燃烧生物质需要特殊的进料和燃烧系统，因为体积和水分含量。这使得与其他形式的燃料，特别是煤的共烧非常困难。颗粒化提高了贮存性，可搬运性和流动性，这使得共烧更容易。人们不需要投资一个只能季节性使用的锅炉，而是可以投资一个持续使用煤炭的锅炉，同时在可用时使用季节性生物质。锅炉操作员可以利用更便宜的燃料来源，生物质生产商有一个稳定的市场。
- 当生物质用作肥料时，球团化具有同样的优点。
- 垃圾或城市垃圾的颗粒化也是一种环保的处理方式。
球团制作工艺
该过程包括以下主要步骤。
- 干燥原料
- 粉碎:粉碎或缩小到非常小的尺寸
- 如有需要，可添加水分和粘合剂
- 用模具液压压球
- 包装
制粒的原料是无限的。
- 它可以是水稻或小麦秸秆等农业副产品。这很好地融入了农业社区，是可持续的资源。
- 它也可以是能源作物，比如柳枝稷，尽管在粮食短缺的背景下，将农业用地用于种植可食用作物是有争议的。
- 目前造粒在木材工业中应用非常广泛。木屑和锯屑是高度商业化的原料。
- 考虑到迅速增长的城市垃圾，巨大的清理成本，以及没有可用的土地用于废物倾倒，垃圾和城市垃圾的颗粒化注定是一个现实。
生物质球团和球团机图片(球团机)
与制粒有关的问题
每种生物质原料的化学成分和物理性质不同。同一类型的生物量也可能有季节变化。
这就要求球团化必须特别适用于每种类型的生物质。生物质利用的成功取决于这种适应。有时，它更像是一门艺术而不是科学。
列出了一些标准，人们必须考虑在生物质球团。
- 造粒的一个主要标准是粘结剂。生物质中应该有一种能将颗粒结合在一起的物质。这有助于在运输后保持形状，并减少灰尘和罚款。木材中的木质素是一种很好的粘结剂，这就是为什么像锯末这样的木制品很受欢迎的原因。淀粉是另一种很好的粘合剂，可以使玉米棒子等产品容易成粒。其他形式的生物质可能需要添加粘合剂。这可能会导致产品的成本更高。
- 要考虑玻璃化温度，或从脆性到橡胶态的转变。这需要在制粒过程中将生物质加热到高于这一点的温度。更高的温度意味着更高的能量需求。
- 植物是大自然的化学储存工厂。根据植物类型、位置和季节的不同，它们内部可能储存有化学物质。碱性化学元素如钾和钠化合物的存在降低了灰的熔合温度。这就导致了燃烧过程中的熟料等问题。较大的炉体和减少生物质共烧的比例是缓解这一问题的一些方法。
- 生物质中的灰分和二氧化硅含量是另一个值得关注的领域，特别是在燃烧颗粒时。
- 某些类型的生物质可能需要在230-300°C的温度下进行烘烤或热解。这样可以去除生物质中的挥发物和其他成分。Torrefaction生产一种脆脆的生物质，可以更容易地装入托盘。
- 制粒原料的制备和分级是决定前处理工艺的重要要求。有些原料需要细磨才能成粒。
农业废弃物和农作物副产品具有较低的成本和较高的热值，是一种热能产品。化石燃料成本的增加和不可用性将使这些生物产品变得经济，并将有助于全球减少碳排放的努力。将生物质转化为颗粒将帮助农民找到超出其区域边界的更大的生物质市场。