En mettant l'accent sur le développement de projets de transport de particules à travers le pipeline, un nouveau type de particules carbonisées sont moulées, ce qui augmente la densité d'énergie volumique, la durabilité et la résistance à l'humidité.
Reine pour ce faire de l'Université, Kingston, projet de recherche du Canada idée originale (Université Queen « s) est de développer un pipeline de granulés de bois pour répondre aux caractéristiques souhaitées. Professeur de génie mécanique et génie des matériaux, Université Queen, Kingston, ordre Andrew Pollard, exigence sphérique pour maximiser les particules de charge dans le conduit doit également très durable, et tenir par l'impact avec d'autres particules et la conduite et l'usure bien sûr, ils doivent être en mesure de soutenir longtemps dans la canalisation submergée .. - À cette époque, une telle particule n'existait pas du tout, de sorte que l'équipe de la Reine a lancé un projet de recherche seul.
processus de carbonisation est très intéressant, parce que l'utilisation de particules fait de ce processus augmente non seulement la densité d'énergie, mais aussi d'améliorer la dureté, les plus importants sont hydrophobes. Cependant, les particules de carbure cylindrique classique n'est pas optimale dans la rupture de la canalisation Les extrémités sont faciles à remplir avec de l'eau et produisent des particules fines ou fines. Pour être transportées par un tuyau, les particules auront besoin d'une surface extérieure continue, lisse et imperméable pour minimiser les dommages et les infiltrations d'eau.
Pour atteindre cet objectif, la biomasse de l'équipe par compression entre deux moules hémisphériques en particules, plutôt que extrudé à travers une filière sous forme d'un matériau particulaire classique. Une autre variante implique un traitement classique avant la compression, par Le moule est chauffé à la température de consigne pendant un certain temps, la biomasse dans la cavité du moule est carbonisée et les granulés sont ensuite pressés.
Fait intéressant, l'équipe a constaté, produire un échantillon dégazé, et le chauffage de l'échantillon pour empêcher l'interaction de l'environnement de l'air dans le moule, de sorte qu'aucun environnement inerte lors de la carbonisation. Les premières particules générées comme une couleur brun foncé, et la carbonatation Comme les particules, elles ont une surface externe lisse, dure et brillante et, malheureusement, elles ont également un plan équatorial fragile qui se divise facilement en deux moitiés.
Comme les autres propriétés de la particule surmontent la plupart des faiblesses des particules cylindriques, l'équipe s'est concentrée sur l'interaction des particules dans le moule pendant la compression et a déterminé que le plan équatorial faible était dû à un contact insuffisant entre les particules. La nécessité d'améliorer le mélange entre les fibres de biomasse a nécessité Pollard et l'équipe pour redessiner les moules, qui fonctionnaient comme des cuillères à crème glacée, et les granules résultants avaient la même surface extérieure étanche à l'eau et étaient aussi plus robustes, comme amélioré Les tests d'impact prouvent, par exemple, que des particules sont projetées sur un sol en béton, qu'elles rebondissent et n'ont aucun effet sur la surface.
Cependant, la carbonisation de la biomasse dans les moules rendait difficile le passage du procédé à la capacité industrielle, si bien que l'équipe a cherché à déterminer si les étapes de carbonisation et de granulation pouvaient être séparées tout en obtenant les mêmes particules robustes.
Pour obtenir de l'aide, l'équipe a invité David Strong, professeur à l'Université Queen's et président de l'ingénierie de conception au Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie, pour évaluer si les équipes doivent minimiser le temps consacré à la biomasse dans les moules. Cela signifie que la biomasse est chargée dans le moule après le préchauffage ou que la vitesse de chauffage de la biomasse dans le moule est significativement augmentée.
Le premier défi consistait à résoudre les problèmes de manutention, en particulier dans un laboratoire universitaire, de sorte que l'équipe se soit concentrée sur la deuxième option, mais la sagesse traditionnelle de l'époque était que la température dans le processus de carbonisation ne dépassait pas 50 degrés Celsius. Une fois refroidi, le matériau carbonisé «durcit» et ne peut former de particules solides. Les chercheurs remettent en question ces hypothèses et, grâce à une série d'expériences, montrent que la biomasse préalablement chauffée et refroidie peut être rapidement réchauffée et comprimée pour former La même qualité de particules solides obtenues en utilisant le processus d'origine.
Il s'agit d'une découverte clé qui permet aux équipes de développer davantage, que ce soit la biomasse brute ou prétraitée, pour rester proche de zéro pendant le cycle de compression. De nombreux types de biomasse ont été utilisés avec succès dans le processus, couvrant La biomasse ligneuse et non ligneuse, comme les peupliers, le panic érigé, les coques d'avoine et le cannabis.
Il se trouve que les caractéristiques Université Queen développées particules (ci-après dénommés Q'Pellets) sont également bien adaptés pour des applications plus traditionnelles, telles que la co-combustion avec du charbon dans la production d'électricité comme alternative aux carburants à faible teneur en carbone dans la production de ciment. Comme particules de carbure conventionnelles Les Q'Pellets ont une densité énergétique, une dureté et une hydrophobicité plus élevées que les particules blanches ou non carbonisées.
Cependant, le procédé de moulage par compression Q'Pellets résultats de densité accrue, la charge sphérique et une amélioration des résultats de la densité apparente accrue, augmentant ainsi la densité d'énergie de volume. Q'Pellets a également une surface continue, lisse et imperméable du maximum extérieure réduit la production de poussière, réduisant ainsi le problème de l'addition d'explosion de poussières, leur surface en forme de coquille pour minimiser l'entrée d'eau - Fait intéressant, l'équipe a trouvé Q'Pellet immergé dans l'eau un an et demi, son durable Le sexe n'a aucun effet.
Afin d'évaluer le potentiel commercial Q'Pellets, mis au point un modèle fondé sur une feuille de calcul, afin de Q'Pellets, des particules de carbure cylindrique cylindriques et particules blanches analyse technique et économique et d'analyse du cycle de vie simplifiée. Dans cette hypothèse, les cas suivants , une usine commerciale à Williams Lake, en Colombie-Britannique, construit à Rotterdam, aux Pays-Bas a complété la livraison des produits pour comparer chaque type de production de particules en fonction de son taux de rendement interne, le cycle de vie des émissions de gaz à effet de serre.
taux de rendement interne d'Analog allant jusqu'à 12,7%, des particules blanches 11,1%, des particules de carbure de 8%. L'analyse du cycle de vie simplifié montre que le cycle de vie Q'Pellets émissions de gaz à effet de serre par un minimum de trois produits, 6,96 kgCO2eq / GJ, tandis que les particules blanches 21.50kgCO2eq / GJ, des particules de carbure 10.08kgCO2eq / GJ. sur ces émissions de gaz à effet de serre du cycle de vie, les particules blanches au-dessus des émissions de vie du cycle maximal durable des dispositions de la législation communautaire en modifiant l'entrée les variables de l'analyse de sensibilité du modèle montre que les particules blanches sont plus sensibles aux variables du marché ne peut pas être contrôlée, en particulier les particules prix de vente, les prix des matières premières de la biomasse et les coûts de transport ont également effectué l'analyse Monte Carlo, les résultats montrent, avec Q'Pellet La production de particules blanches est moins prévisible que la production et plus susceptible de conduire à un TRI négatif.
avantage Q'Pellet est évident, d'augmenter la densité d'énergie du volume, des performances supérieures, les cycles d'émissions de gaz à effet de serre. Cependant, la technologie Q'Pellet est encore à un stade relativement précoce de développement, a besoin de plus de travail à faire pour améliorer leur niveau de compétence. Pollard fort et croient, peut le mieux y parvenir en travaillant avec des partenaires de l'industrie sont basées sur la technologie, favorisant ainsi la technologie avant.
Par conséquent, le bureau de transfert de technologie de l'université a aidé déterminer les partenaires industriels intéressés par le développement et la commercialisation de la technologie Q'Pellet possède un brevet américain couvrant la conception de moules Q'Pellet, ainsi qu'un grand nombre de technologies de traitement et d'expertise, L'équipe estime avoir construit une base solide pour construire une nouvelle plate-forme de granulation exclusive.
