Como un enfoque en el desarrollo de proyectos de transporte de partículas a través de la tubería, un nuevo tipo de partículas carbonizadas se moldean, lo que aumenta la densidad de energía del volumen, la durabilidad y la resistencia a la humedad.
Universidad de Queens, Kingston, Canadá idea original (Universidad de Queen 's) proyecto de investigación es el desarrollo de una tubería de pellets de madera para cumplir con las características deseadas. Profesor de Ingeniería Mecánica y de Materiales de Ingeniería, Universidad de Queens, Kingston, orden Andrew Pollard para hacer esto, requisito esférica para maximizar las partículas de carga en el conducto necesita también altamente durable, y se destacan por el impacto con otras partículas y el tubo de desgaste y, por supuesto, deben ser capaces de soportar un largo tiempo en la tubería sumergida .. - En ese momento, tal partícula no existía en absoluto, por lo que el equipo de la Reina comenzó un proyecto de investigación por sí mismo.
proceso de carbonización es muy interesante, porque el uso de partículas hecha de este proceso no sólo aumenta la densidad de energía, sino también mejorar la dureza, los más importantes son hidrófobo. Sin embargo, las partículas de carburo cilíndrica convencional no es óptima en la interrupción del suministro Los extremos son fáciles de llenar con agua y producen partículas finas o finas. Para ser transportados por tubería, las partículas requerirán una superficie externa continua, lisa e impermeable para minimizar el daño y la entrada de agua.
Para hacer esto, el equipo fabricó los gránulos comprimiendo la biomasa entre los dos moldes hemisféricos en lugar de extruir el material a través del molde como pellets convencionales. Otra variante del procesamiento convencional implica la compresión El molde se calienta a la temperatura establecida durante un período de tiempo, la biomasa en la cavidad del molde se carboniza y luego se prensan los gránulos.
Curiosamente, el equipo encontró, producir una muestra desgasificada y calentamiento de la muestra para evitar la interacción ambiente de aire dentro del molde, de modo que no ambiente inerte durante la carbonización. Las primeras partículas generadas como un color marrón oscuro, y la carbonatación Al igual que las partículas, tienen una superficie exterior lisa, dura y brillante y, lamentablemente, también tienen un plano ecuatorial frágil que se separa fácilmente por la mitad.
Como las otras propiedades de la mitad de la partícula superaron muchas de las debilidades de las partículas cilíndricas, el equipo se centró en la interacción de las partículas dentro del molde durante la compresión y determinó que el plano ecuatorial débil se debía a un contacto insuficiente entre las partículas. La necesidad de mejorar la mezcla entre las fibras de biomasa obligó a Pollard y al equipo a rediseñar los moldes, que funcionaban como bolas de helado. Los gránulos resultantes tenían la misma superficie exterior hermética y también eran más firmes, ya que estaban modificados. Las pruebas de impacto prueban, por ejemplo, arrojar partículas sobre un piso de concreto, rebotan y no tienen efecto en la superficie.
Sin embargo, la carbonización de la biomasa en los moldes dificultó la escalada del proceso a la capacidad industrial, por lo que el equipo centró su atención en determinar si los pasos de carbonización y granulación podrían separarse mientras se logran las mismas partículas sólidas.
Para obtener ayuda, el equipo invitó a David Strong, profesor de Queen's University y presidente de ingeniería de diseño del Consejo de Investigación de Ciencias Naturales e Ingeniería, a evaluar que los equipos necesitan minimizar el tiempo dedicado a la biomasa en moldes si se van a usar industrialmente. , Lo que significa que la biomasa se carga en el molde después de que se precalienta o la tasa de calentamiento de la biomasa dentro del molde aumenta significativamente.
El primer desafío fue abordar los desafíos de manejo de materiales, especialmente en un entorno de laboratorio universitario, por lo que el equipo se centró en la segunda opción. Sin embargo, la sabiduría tradicional de la época era que la temperatura en el proceso de carbonización no podía superar los 50 grados Celsius. Una vez enfriado, el material carbonizado se "fija" y no puede formar partículas sólidas, y los investigadores cuestionan estas suposiciones y a través de una serie de experimentos muestran que la biomasa previamente calentada y enfriada puede recalentarse y comprimirse rápidamente para formar La misma calidad de partículas sólidas obtenidas utilizando el proceso original.
Este es un hallazgo clave, el equipo puede desarrollarse, ya sea tiempo de retención de biomasa cruda o tratada previamente cercano a cero en el ciclo de compresión. Han utilizado con éxito una variedad de tipos de biomasa en este proceso, que cubre Biomasa leñosa y no leñosa, como álamos, switchgrass, cáscaras de avena y cannabis.
Resulta que las características Universidad de Queen desarrollaron partículas (en lo sucesivo, Q'Pellets) también son muy adecuados para aplicaciones más tradicionales, tales como co-combustión con carbón en la generación de energía como una alternativa a los combustibles de bajo carbono en la producción de cemento. Como con partículas de carburo convencionales , Q'Pellets tiene una mayor densidad de energía, dureza e hidrofobicidad que las partículas blancas o no carbonizadas.
Sin embargo, los Q'Pellets proceso de moldeo por compresión de los resultados en aumento de la densidad, la carga esférica y mejora de los resultados en el aumento de la densidad aparente, lo que aumenta la densidad de energía de volumen. Q'Pellets también tiene una superficie continua, lisa e impermeable de la exterior máximo reducida generación de polvo, reduciendo así el problema de la adición de explosión de polvo, su superficie en forma de concha para reducir al mínimo la entrada de agua - Curiosamente, el equipo encontró Q'Pellet sumergido en el agua de un año y medio, su durable El sexo no tiene efecto.
A fin de evaluar Q'Pellets potencial comercial, desarrollado un modelo basado en la hoja de cálculo, con el fin de Q'Pellets, partículas de carburo cilíndrica cilíndricos y partículas blancas análisis técnico y económico y análisis simplificado ciclo de vida. Basándose en esta suposición los siguientes casos , una planta a escala comercial en Williams Lake, Columbia británica, construido en Rotterdam, Holanda completó la entrega de los productos a comparar cada tipo de partícula de la producción en función de su tasa interna de retorno, las emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida.
tasa interna Analog Q'Pellets de retorno de hasta 12,7%, 11,1% de partículas blancas, partículas de carburo de 8%. Análisis del ciclo de vida simplificado muestra que, Q'Pellets emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida de una cantidad mínima de tres productos, 6.96 kgCO2eq / GJ, mientras que las partículas blancas 21.50kgCO2eq / GJ, partículas de carburo de 10.08kgCO2eq / GJ. sobre estas emisiones de gases de efecto invernadero del ciclo de vida, las partículas blancas por encima de las disposiciones sobre emisiones del ciclo de vida sostenibles máximos de legislación de la UE mediante la modificación de la entrada las variables del análisis de sensibilidad modelo muestra que partículas blancas son más sensibles a las variables del mercado no pueden ser controlados, especialmente partículas precio de venta, los precios de materia prima de biomasa y los costos de transporte también llevó a cabo el análisis de Monte Carlo, los resultados muestran, con Q'Pellet La producción de partículas blancas es menos predecible que la producción y es más probable que conduzca a una TIR negativa.
Q'Pellet ventaja es obvia, aumentar la densidad de energía de volumen, un rendimiento superior, ciclos de emisiones de gases de efecto invernadero. Sin embargo, la tecnología Q'Pellet se encuentra todavía en una etapa relativamente temprana de desarrollo, aún queda trabajo por hacer para mejorar su nivel de habilidad. Pollard fuerte y creen, mejor puede lograr esto mediante la colaboración con socios de la industria están basados en la tecnología, promoviendo así la tecnología hacia adelante.
Por lo tanto, la oficina de transferencia tecnológica de la universidad ha estado ayudando a determinar los socios industriales interesados en el desarrollo y comercialización de tecnología Q'Pellet posee una patente de Estados Unidos que cubre el diseño del molde Q'Pellet, así como un gran número de tecnología de procesamiento y experiencia, El equipo cree que ha construido una base sólida para construir una nueva plataforma de granulación patentada.
