Song Yunwei, Yu Yijiang, Fang Qi
Resumo: De acordo com as fontes de resíduos agrícolas e florestais como a principal biomassa na cidade de Fuyang, os experimentos comparativos foram projetados para estudar os efeitos de diferentes tipos e proporções de matérias-primas sobre a qualidade e os benefícios econômicos do combustível de pelotização de biomassa. Os resultados mostraram que 100% Baixa matéria-prima para a produção de matérias-primas, o maior valor calorífico, a melhor qualidade; relação de matéria-prima de 80% de bambu + 20% de ramos de frutas ou estupro, a produção de produtos para atender a certos requisitos de qualidade dos melhores benefícios econômicos, promoção local e aplicação A produção de combustível de pelotização de biomassa com 80% de estacas de bambu e 20% de ramos de frutos ou varas de colza alcançou bons benefícios econômicos, além de certos benefícios sociais e ecológicos.
Com o desenvolvimento da indústria agrofloresta em larga escala, foram produzidos cada vez mais resíduos agropecuários e florestais no processo de produção e processamento. Embora a energia da biomassa, como os resíduos agrícolas e florestais, tenha atraído uma ampla atenção no presente, Os métodos locais de tratamento de resíduos agrícolas e florestais ainda são incineração e aterro, e a taxa de utilização de resíduos agrícolas e florestais é geralmente baixa e a produção de combustível de pelota de biomassa é uma das principais formas de utilizar os resíduos agrícolas e florestais no presente, efetivamente melhorando a utilização de produtos granulométricos A qualidade tornou-se o principal método para melhorar a utilização de resíduos agrícolas e florestais.
Em vista disso, o artigo seleciona quatro tipos de resíduos agrícolas e florestais (poeira de bambu, serradura (principalmente ramos de árvores frutíferas), palha de arroz e palha de arroz que são mais comuns na cidade de Fuyang como matérias-primas para combustível de pelotização de biomassa, Do que o impacto das matérias-primas sobre a qualidade e os benefícios econômicos dos produtos de combustível de pelotização, buscando a qualidade do produto e a melhor relação geral de matéria-prima para promover a aplicação em Hangzhou[1].
1 materiais e métodos
1.1 Materiais de teste
De acordo com os tipos e quantidade de resíduos agrícolas e florestais na cidade de Fuyang, existem quatro tipos de matérias-primas selecionadas para este ensaio: poeira de bambu, serradura, palha de arroz e palha de arroz. As amostras de poeira de bambu provêm dos resíduos de produção de empresas de transformação de bambu , Conteúdo de umidade 40% ~ 50%, amostras de serradura, como galhos de pera e outras árvores frutíferas, espalhadas das mudas plantadas de coleta dispersa, teor de umidade de cerca de 45%, hastes de colza e amostras de palha de arroz são geralmente espalhadas do plantio agrícola local, Teor de umidade de cerca de 20%.
Método de teste 1.2
O teste utilizando o processo de formação a frio, o equipamento principal para a máquina de moldagem de combustível de pelota (modelo JWZLH420T), moedor (Modelo HX-800), três secadores de parafusos rotativos, equipamentos de transmissão e equipamentos de remoção de pó, etc. O processo principal Processo mostrado na Figura 1.
As matérias-primas coletadas são empilhadas em um armazém dedicado e misturadas de acordo com os requisitos de projeto do experimento, respectivamente, depois de serem trituradas e secas, extrudidas por uma máquina de pelotização como combustível de pelota de biomassa, de acordo com os requisitos de amostragem, Das amostras de combustível de pelotização do Centro de Inspeção de Qualidade do Carvão do Instituto de Prospecção Geológica do Carvão de Zhejiang para testes para testar os principais indicadores para a avaliação da qualidade do produto.
O teste foi ajustado de acordo com os requisitos da Tabela 1 foram 10 tratamentos, cada tratamento selecionado após a proporção de matérias-primas 75t, teste 3d, 2 vezes ao dia, cada teste 12,5t matérias-primas, um total de 6 testes, ou seja, 10 tratamento 6 vezes Repetido, um total de 30d para completar o teste. O controle completo do tamanho de partícula do material pulverizado é de aproximadamente 7mm, após a secagem o teor de umidade da matéria-prima é de cerca de 12%, as especificações do produto final para o diâmetro de 10mm, comprimento 30 ~ 60mm, Produção de combustível e produção de energia em todos os aspectos dos valores de consumo de energia.
1.3 indicadores de qualidade do produto e eficiência econômica
Os indicadores de análise de qualidade dos produtos de combustível de pelotização são principalmente determinados pela análise industrial e os indicadores de análise elementar das amostras. Os indicadores técnicos específicos são: Mt, Aad, Vad, FCad, ad) e baixas calorias (Qnet).
O índice de benefícios econômicos inclui principalmente o custo de aquisição de matérias-primas, custo de mão-de-obra, perda mecânica e custo de depreciação, consumo de energia no processo de produção do produto, preço de venda do produto e volume de vendas, entre os quais o custo de mão-de-obra e custo de depreciação mecânica não é significativamente diferente de 10 tratamentos, Pode ser ignorado, o preço de venda do produto de 1000 yuan / t (valor calorífico superior a 17572,8kJ / kg), portanto, a principal consideração dos indicadores econômicos de teste para os custos de aquisição de matérias-primas e o consumo de energia do processo de produção do produto. Preço de compra de matérias-primas de 250 yuan / t, serradura (ramos de frutas) 200 yuan / t, palha de violação 150 yuan / t, palha de arroz 400 yuan / t.
2 resultados e análise
2.1 Análise do índice de qualidade do produto de combustível de partículas
2.1.1 Análise dos indicadores técnicos da análise da indústria de combustíveis de pellets Da Tabela 2 e da Figura 2, pode-se observar que o teor total de umidade do combustível de pelotização aumenta com a diminuição da proporção de carvão de bambu na matéria-prima e 100% de carvão de bambu é usado como matéria-prima Do produto (Tratamento 1) tinha um teor de umidade total de apenas 5,84%, enquanto o maior teor de umidade do Tratamento 10 era de 7,53%, o que era inversamente proporcional ao conteúdo de pó de bambu na matéria-prima.
Os conteúdos de carbono fixo e cinzas nos tratamentos 2, 5 e 8 foram inferiores aos de outras amostras. Do ponto de vista da matéria-prima, todos os três tratamentos combinavam com uma certa quantidade de matéria-prima de serragem e, portanto, o teor fixo de carbono e cinzas Menor que outras matérias-primas de biomassa de colza.
O conteúdo volátil de 10 tratamentos variou de 74% a 78% e variou irregularmente com a proporção de matérias-primas, ou seja, a proporção de matérias-primas teve pouco efeito sobre os voláteis.
2.1.2 Análise de baixo valor calorífico A partir da Figura 3 e da Tabela 2, pode-se observar que o menor valor calorífico do tratamento 1 atingiu 18978,62kJ / kg, o menor valor calorífico do tratamento 10 foi de 16635,58kJ / kg, isto é, Reduza o conteúdo de carvão de bambu na matéria-prima com baixo teor de calor.
2.1.3 Análise do teor total de enxofre do índice do elemento combustível de pellets Como pode ser observado na Tabela 2 e na Figura 4, o teor total de enxofre mostra uma ligeira tendência ascendente com o aumento do teor de palha de colza e palha de arroz nas matérias-primas, mas ambos estão abaixo de 0,25% O teor total de enxofre da amostra é relativamente baixo, o impacto sobre o meio ambiente é menor.
Em resumo, de acordo com o índice de matéria-prima de 1 a 8 produzido pela produção de produtos, análise industrial, análise elementar e baixos caloríficos e outros indicadores para atender aos requisitos de qualidade do produto. Com 100% de bambu como matéria-prima (tratamento 1) Produziu a melhor qualidade de produtos de combustível particulado.
2.2 produtos de combustíveis em partículas, análise econômica
2.2.1 Análise da matéria-prima e do consumo de unidade de produto Com base na matéria-prima de 12.5t para cada teste, o valor médio de 6 testes repetidos para cada tratamento é selecionado como base para o cálculo do consumo de matéria-prima, etc. Os resultados do teste são mostrados na Tabela 3. Da Figura 5, 6 Pode-se ver que o consumo de matérias-primas por unidade de produto diminui com o teor de carvão de bambu reduzido na proporção de matérias-primas, os indicadores de tratamento de 6 a 10 apresentam vantagens sobre os primeiros 5 tratamentos, o menor consumo de matérias-primas por tonelada de produtos processados 9, O melhor benefício econômico. A partir do índice de custo da matéria-prima do produto da unidade, o tratamento de 3, 5, 6, 8, 9 é melhor, dos quais os melhores 9, 6 vezes.
2.2.2 Análise de energia do processo de produção O combustível de peloter de biomassa é composto principalmente de matérias-primas e produtos esmagados, secos e granulados. O principal consumo de energia dessas três fases é a energia elétrica e no processo de secagem Algum consumo de lenha[2-4].
Cada teste baseado em matérias-primas de 12,5t, o teste registra o consumo de energia de cada link de produção, seleciona a média de 6 testes repetidos, o consumo de energia final é convertido em carvão padrão (do qual converteu pelo valor equivalente de eletricidade, o coeficiente de 0,313kgce / kW · h, o coeficiente de conversão de lenha é de 0.571kgce / kg), os resultados do teste são mostrados na Tabela 4. Pode-se observar que o consumo de energia da parte de secagem da maior, a segunda parte do processo de moldagem, a parte de esmagamento do menor consumo de energia no processo de secagem , A proporção de consumo de diesel representou cerca de 85% do consumo de energia. Por causa do combustível utilizado na parte de secagem do auto-fornecido básico, o custo de gasto de energia é o principal custo de todos os custos do processo de produção.
Como pode ser visto a partir da Figura 7, do ponto de vista do consumo de energia, o consumo de energia da formação de partículas máxima da máquina, sendo responsável por mais de 57% de todo o processo de produção do consumo de energia a partir da perspectiva da vista da amostra, o consumo de energia global do processamento 6, 9, 10 mínimo, a eficiência econômica ideal. indicadores de qualidade do produto combustível pellet integrada e indicadores de eficiência para indexar calorífico valor maior que 17572.8kJ / kg para produtos qualificados, combustível pellet processados qualidade 6 produto e benefícios económicos do melhor para a área vigorosamente promover o uso de.
3 Conclusão
(1) A partir do produto de qualidade combustível única de partículas, isto é, valores calóricos, usando produtos quentes até 100% de bambu aparas de material produzida, melhor qualidade, que podem ser utilizados em vez de carvão.
(2) Do ponto de vista da eficiência econômica, os melhores produtos produzidos por outros resíduos agrícolas e florestais, como 80% de carvão de bambu + 20% de ramos de árvores de fruto ou varas de colza, por um lado, o valor calorífico do produto pode atender aos requisitos dos clientes, por outro lado, Os custos de aquisição de matérias-primas para resíduos agrícolas e florestais, como as varas de colza, são relativamente baixos e os custos de energia incorridos na produção de combustíveis de pelotização são mínimos.
(3) Do ponto de vista do benefício ambiental, os 10 tratamentos desta experiência podem utilizar os resíduos agrícolas e florestais racionalmente e melhorar sua eficiência de utilização. De acordo com a situação atual das matérias-primas em todas as regiões, a partir dos requisitos de qualidade do combustível de pelota e combinando com a economia A proporção ideal de matérias-primas de 80% de carvão de bambu e 20% de cana de colza para obter os melhores resultados de benefícios sociais, econômicos e ambientais pode ser obtida a partir dos seguintes aspectos:
4 exemplos do projeto
Fuyang Ruifeng New Energy Co., Ltd. é uma empresa de produção de pelotização de combustível sólido de biomassa. Colocou em operação, as bolinhas de bambu como principal matéria-prima para o combustível de pelotização de biomassa, a produção anual de 4300t de combustível, o consumo de resíduos de bambu até 9000t. Após o teste, o valor calorífico dos produtos é superior a 18828kJ / kg. O preço de compra dos restos de bambu é de RMB 250 / t e o custo da aquisição de matéria-prima é de 2,25 milhões de RMB. Devido à falta de padrões relevantes de combustível de pelota de biomassa, O preço do mercado baseia-se no valor calorífico do produto, mas não no valor absoluto do poder calorífico do produto. Enquanto o valor calorífico for superior a 17572,8 kJ / kg, o preço do produto de combustível de pelota é de 1.000 yuan / t.
De acordo com os resultados do teste, a proporção de matéria-prima foi alterada para 80% de carvão de bambu + 20% de ramos de frutos, palha de estupro e outros resíduos agrícolas e silvícolas. Após um período de produção e teste, o valor calorífico do produto é de aproximadamente 17991,2 kJ / kg, O preço médio de compra de outros resíduos agrícolas e florestais, como os ramos de árvores de fruto e varas de colza, é de cerca de 150 yuan / t, muito inferior ao do carvão de bambu. De acordo com a atual relação de matéria-prima e a atual capacidade de produção da empresa, o custo anual de compra de matérias-primas 207 milhões de yuans, as economias de custos anuais de 180.000 yuan em matérias-primas.
O consumo de energia dos produtos feitos a partir de chips de bambu é de 100 kg de carvão / tonelada padrão, o consumo de energia da unidade é de 121kW · h / t, enquanto o consumo de energia dos produtos produzidos a partir de 80% de estacas de bambu, 20% de ramos de frutas, caules de violação, etc. Para 82kg de carvão padrão / t, consumo de energia unitária de 106kW · h / t. De acordo com a produção anual de 4300t de combustíveis em partículas, as economias anuais de 64.500 kW · h.
Os custos abrangentes de matérias-primas e os custos de energia nos custos do processo de produção, com 80% de bambu + 20% de ramos de frutíferas, palha de estupro em vez de 100% de bambu como matéria-prima para produzir produtos de combustíveis em partículas podem economizar 250 mil yuans para garantir a qualidade do produto, Mas também economiza custos e aumenta os benefícios econômicos. Também pode melhorar o status quo da poluição ambiental causada pela queima de lenha e palha, conseguindo assim uma situação vantajosa para os ganhos sociais, benefícios econômicos e benefícios ambientais.
Referências
'1' Yao Zonglu, Tian Yishui, Meng Haibo e outros. Linha de produção de processamento de combustível de moldagem sólida de biomassa e equipamentos relacionados 'J' .Journal of Agricultural Engineering, 2010, 26 (9): 280-285.
'2' MA Xiaoqin. Status da pesquisa e avaliação da tecnologia de moldagem por compressão de biomassa 'J'. Conservação de recursos e utilização abrangente, 1998 (3): 39-42.
'3' Shengkui Chuan, Jiang Chengqiu, Zhong Jianli. Uma revisão das tecnologias de moldagem por compressão de biomassa [J]. Engenharia de energia, 1996 (6): 8-11.
'4' Jiang Yang, Qu Jingxia, Guo Jun e outros. Estudo sobre as condições de formação do combustível de pelotização de biomassa 'J'. Energia renovável, 2006 (5): 16-18.
