Au Japon, en Corée du Sud, au Canada, en Europe de l'Ouest et dans d'autres pays, les politiques sur les énergies renouvelables et la réduction des émissions de carbone favorisent l'utilisation des combustibles particulaires comme substitut au charbon des centrales thermiques. Nous les appelons des particules blanches.
En raison de l'apparence après traitement thermique, les particules de bois avancées sont souvent considérées comme des particules noires, qui ont longtemps été considérées comme étant supérieures aux particules de bois blanc conventionnelles.Les particules noires devraient traiter certains des défauts potentiels associés aux particules de bois blanc comme charbon. Les principaux avantages des particules noires proposées au fil des ans sont les suivants: pas besoin de stockage et de transport à sec, meilleure broyabilité, moins de traitement, formation de poussière pendant le stockage et densité énergétique plus élevée. Habituellement vient de deux méthodes technologiques différentes pour le développement de granulés de bois avancés: cuisson et explosion de vapeur (SE).
La cuisson est une forme de pyrolyse qui se traduit par une décomposition thermique partielle en l'absence d'oxygène.Chaque cuisson est effectuée entre 200 degrés Celsius et 300 degrés Celsius pour éliminer les matières volatiles du bois, et le matériau résultant est ensuite densifié en particules. N'a pas analysé la technologie de cuisson, mais a analysé en détail la technologie Arbaflame utilisée pour produire des particules SE.
Cet article est une analyse indépendante de la technologie Arbaflame (une production annuelle de 40 000 tonnes de particules SE), et la société a autorisé FutureMetrics à publier les informations contenues dans cet article.
Qu'est-ce qu'une explosion de vapeur (SE)?
Procédé S'implique le prétraitement d'un matériau de fibres de bois est exposé à de la vapeur saturée à la température de vapeur et de la pression et le récipient de réaction détermine le temps la quantité de l'hémicellulose se dégrade, la quantité de la matière de départ seront automatiquement converties en substances volatiles et biologique composé est alors l'explosion de vapeur libération rapide de la pression. expansion explosive de l'eau dans les parois cellulaires de la matière première lignocellulosique conduit lignocellulosique divisé en particules très petites contrôler la gravité de la vapeur d'eau traitée, de sorte que l'influence de la cellulose et de la lignine minimum, l'hémicellulose est partiellement dégradée par rapport aux particules blanches, dans la matière particulaire obtenue après la machine de presse de densification ayant une densité d'énergie plus élevée, une meilleure aptitude au broyage, dur et produisent moins de la poudre, et son L'affinité de l'eau passe de l'hygroscopicité à l'hydrophobicité.
processus d'explosion de vapeur entraîne la lignine sous forme de petites perles sur la surface des fines fibres de bois. Lorsque la fibre dans une machine de pressage particulaire densifié, les billes formées d'une des fibres de bois broyées revêtement de surface du film, et produit une quasi Ne produit pas de particules fines, dures et très imperméables.
Les avantages des particules SE
Les trois principaux avantages des particules SE sont:
• Contrairement aux particules blanches, les particules SE ne se désintègrent pas lorsqu'elles sont mouillées.
• Les particules SE présentent un volume et une densité d'énergie plus élevés que les particules blanches (augmentation d'environ 31%), ce qui signifie que le volume unitaire de particules peut stocker ou transporter plus d'énergie.
• Les exigences de puissance pour briser les particules SE dans les centrales au charbon pulvérisé sont nettement inférieures aux exigences de puissance pour l'écrasement des particules blanches.
Bien que ces avantages ont été proposés pour plusieurs années. Cependant, les limites techniques et le coût élevé entrave la promotion à grande échelle. Dans une première tentative de fabriquer des particules SE, la consommation d'énergie, perte de teneur en masse et de l'énergie et réagir avec SE Les propriétés du gaz libéré et d'autres problèmes connexes dépassent les avantages du produit lui-même, et la capacité de fabriquer des particules SE fiables constitue également un défi pour l'industrie des particules SE.
Fig. 1: Modification de la teneur en humidité après le trempage des particules SE Les particules absorbent une partie de l'eau après SE représenté sur la figure 1, tous immergés dans l'eau pendant 48 heures pour augmenter la teneur en humidité des particules à partir de la production moyenne d'environ 6-14% d'eau juste rester dans la surface, et on évapore à partir des particules .
Figure 1: particules de SE imbibées Durabilité Changement SE particules lors de l'exposition à l'eau sans perdre ses propriétés mécaniques. Les particules Arbaflame SE avant durabilité d'immersion dans l'eau moyenne de 98,8%. Comme cela est représenté, après 48 heures de trempage ensemble, la durabilité entre 97,5% et 98,5% 2 dans la sE particules capacité de stockage extérieur élimine le silo dôme de stockage à sec coûteux, hangar ou besoin d'un bouchon d'une voiture de chemin de fer. il peut aussi être navire amovible quand il pleut ou qu'il neige. particules de charbon sE peuvent être à la dans des conditions de stockage et de traitement, et peuvent être placés dans le même site de stockage ainsi que le charbon, sans affecter négativement sa fonction.
champ de charbon de la centrale de Thunder Bay. pastilles de combustible SE particules Arbaflame SE sont stockées dans l'exposition de l'Ontario et aucune dégradation sous la pluie ou la neige. Une teneur plus élevée d'énergie spécifique (SE sur les 19.5GJ / MT, environ 17.5GJ blanc / MT) et la densité apparente (SE sur les 790 kg / m 3, blanc environ 650kg / m 3) Par GJ affecte le coût de livraison est une autre caractéristique des particules SE, qui se font plus compétitifs que les particules blanches chargées de 60.000 mètres cubes de conteneurs (Handymax): granules blancs contenant environ 682000 GJ d'énergie, l'énergie des particules sE d'environ 924 000 GJ est contenue.
charbon pulvérisé nécessaire au fonctionnement de l'installation peut être la station d'énergie importante. Broyage prend environ une tonne de particules blanches 45 kwh (degrés) puissance, particules pulvérisées une seule tonne SE 11 kwh (degrés). Si elle est appliquée au-dessus prix net courant producteurs d'électricité indépendants japonais des projets (IPP), des économies de coûts est particulièrement important d'utiliser 200.000 tonnes particules sE 60MW IPP peut être utilisé pour les unités de combustion par an et par rapport aux particules blanches écrasées, chaque année, la centrale de puissance de concassage il peut réduire le coût de près de 500 000 $.
Les particules SE sont-elles rentables?
Arbaflame après dix ans de R & D (Recherche et Développement), l'optimisation du processus de production, afin de ne pas. Gaspiller de l'énergie Le système d'optimisation couplé pour capturer la récupération biochimique de vapeur chimique organique de valeur générée au cours de la réaction, et peut produire Les particules blanches sont en compétition pour les particules SE.
Arbaflame technologie des particules SE des développements récents SE grandement amélioré la compétitivité des particules pour réduire le coût du processus avant la dernière amélioration des processus non concurrentiel est le plus pertinent: pour le séchage des matières premières et le processus de récupération d'énergie SE récupéré sous forme de sous-produits gazeux sont La valeur des produits chimiques organiques Les années de R & D à l'usine d'Arbaflame en Norvège ont créé un modèle de centrale à granulés capable de fonctionner de manière fiable et stable.
Arbaflame SE particules fonctionnement stable dans le processus de production Arbaflame de l'usine de 40.000 tonnes / an et une usine d'économie un fonctionnement sûr et fiable. Taux d'humidité d'équilibre entre la sortie de la pré-sec, le réacteur et après sécheur à vapeur, un processus de pré-séchage peuvent être autorisés à Utilise presque entièrement l'énergie générée dans le processus et l'énergie du post-séchoir.L'utilisation efficace de cette énergie est essentielle à l'économie de l'exploitation.
Valeur des composés biologiques procédé de régénération de la vapeur provoquée par le coût énergétique de fonctionnement supplémentaire et la perte de la masse réactionnelle est décalée produite. Fibres SE que les fibres de bois blanc plus facilement densifiées. Granulateur coûts d'exploitation (par tonne d'environ 30% ), et l'élimination du broyeur à marteaux secs (le procédé SE permet de réduire la taille des fibres nécessaires à la fabrication des granulés), ce qui contribue à compenser davantage les coûts plus élevés du bois.
La capacité à fournir une livraison sécurisée de carburant pour les nouvelles centrales électriques et de centrales électriques cocombustion est essentiel. Des particules blanches dans de nombreuses parties entreprises ont généralement plus d'une usine de production. Si le problème se produit dans un terminal d'usine ou le transport, la chaîne d'approvisionnement est pas complètement bloqué. L'industrie des particules SE n'a pas encore de redondance de la chaîne d'approvisionnement et peut entraîner la rupture de la chaîne d'approvisionnement.
Selon notre analyse, le seul obstacle à la croissance rapide de l'industrie des particules SE est de surmonter le manque de redondance dans la chaîne d'approvisionnement en carburant.
Auteur: William Strauss, président de FutureMetrics
Lorenz Schmidt FutureMetrics Ingénieur principal
