Erneuerbare Energie und CO2-Reduktion in Japan, Südkorea, Kanada, Westeuropa und anderen Ländern unterstützen die Verwendung von partikelförmigen Brennstoffen als Ersatz für Kraftwerkskohle Bisher konzentrierten sich die Investitionen in die Partikelumwandlung auf konventionelle industrielle Holzpellets Wir nennen sie weiße Teilchen.
Aufgrund des Aussehens nach der Wärmebehandlung werden fortgeschrittene Holzpartikel oft als schwarze Partikel bezeichnet, die lange Zeit als besser als herkömmliche weiße Holzpartikel angepriesen wurden.Schwarzpartikel sollten einige der möglichen Defekte, die mit weißen Holzpartikeln zur Verwendung als Kohle verbunden sind, angehen. Alternativen zu Kohlekraftwerken für Pulverkraftwerke Die wichtigsten Vorteile von schwarzen Partikeln, die seit vielen Jahren vorgeschlagen werden, sind: Keine Notwendigkeit für trockene Lagerung und Transport, bessere Mahlbarkeit, weniger Verarbeitung, Staubbildung während der Lagerung und höhere Energiedichte In der Regel kommen zwei verschiedene technologische Methoden zur Entwicklung von Holzpellets zum Einsatz: Backen und Dampfexplosion (SE).
Das Backen stellt eine Form der Pyrolyse dar, die zu einer teilweisen thermischen Zersetzung in Abwesenheit von Sauerstoff führt Typischerweise wird das Backen zwischen 200 Grad Celsius und 300 Grad Celsius durchgeführt, um flüchtige Stoffe aus dem Holz zu entfernen, und das resultierende Material wird dann zu Partikeln verdichtet Analysierte keine Backtechniken, analysierte jedoch detailliert die Arbaflame-Technologie, die zur Herstellung von SE-Partikeln verwendet wurde.
Dieser Artikel ist eine unabhängige Analyse der Technologie von Arbaflame (eine jährliche Produktion von 40.000 Tonnen SE-Partikeln), und das Unternehmen hat FutureMetrics die Erlaubnis erteilt, die Informationen in diesem Artikel zu veröffentlichen.
Was ist eine Dampfexplosion (SE)?
SE Verfahren Vorbehandlung von Holzfasermaterial beinhalten gesättigten Dampf in der Dampftemperatur und Druck und das Reaktionsgefäß ausgesetzt ist, bestimmt die Zeit, wie viel von der Hemicellulose abgebaut werden, wie viel des Ausgangsmaterials wird auf flüchtige Substanzen und biologische umgewandelt werden, Verbindung dann Schnelldampfexplosionsdruckentlastung. explosive Ausdehnung des Wassers in den Zellwänden des Lignocellulose-Einsatzmaterials führt Lignocellulose in sehr kleine Teilchen, die Schwere des behandelten Kontroll Dampf zerlegt, so dass der Einfluss durch die Zellulose und Lignin Minimum, ist teilweise abgebauten Hemicellulose verglichen mit weißen Teilchen in dem Material nach der Verdichtung erhaltenen partikulären Preßmaschine eine höhere Energiedichte, eine verbesserte Schleifbarkeit, Hart aufweist und erzeugen weniger Pulver, und ihre Affinität für Wasser von der Feuchtigkeit wird hydrophob.
Dampfexplosionsverfahren führen in dem Lignin in Form von kleinen Kügelchen auf der Oberfläche der feinen Holzfasern. Wenn die Faser in einem verdichteten partikulären Pressmaschine, die Perlen mit einer Filmoberflächenbeschichtung zerkleinerte Holzfasern gebildet wird, und erzeugt eine fast Produziert keine feinen, harten, hoch wasserdichten Partikel.
Die Vorteile von SE-Partikeln
Die drei Hauptvorteile von SE-Partikeln sind:
• Im Gegensatz zu den weißen Partikeln, wird SE Partikel zerfallen nicht nass, wenn.
• SE Teilchen haben ein größeres Volumen und Gewichtsenergiedichte (etwa 31% Steigerung) als die weißen Partikel. Dies bedeutet, dass die Partikel pro Volumeneinheit gespeichert werden können, oder mehr Energie transportiert.
• SE pulverisiert Teilchen Kohlekraftwerk pulverisiert erfordert deutlich geringeren Energiebedarf weißen Partikel pulverisiert.
Während diese Vorteile sind seit mehreren Jahren vorgeschlagen. Allerdings technische Beschränkungen und hohen Kosten behindern seine groß angelegte Förderung. In einem frühen Versuch SE Partikel, Energieverbrauch, Massenverlust und Energiegehalt herzustellen und reagieren mit SE Gaseigenschaften und andere auf die Freisetzung von mehr Fragen als die Vorteile des Produktes selbst. Partikel hergestellt SE zuverlässiger Betrieb der Anlagenkapazität ist auch eine Herausforderung für die Entwicklung der SE-Teilchen-Industrie.
Abbildung 1: Veränderung des Feuchtigkeitsgehaltes von SE-Partikeln nach dem Eintauchen in Wasser Teilchen absorbieren einen Teil des Wassers nach SE 1 dargestellt ist, alle 48 Stunden in Wasser getaucht, um den Feuchtigkeitsgehalt der Teilchen von der durchschnittlichen Produktion von etwa 6-14% Wasser zu erhöhen, nur in der Oberfläche bleiben, und verdampft von den Teilchen .
Abbildung 1: SE-Partikel getränkt Haltbarkeit Ändern SE-Partikel verlieren ihre mechanischen Eigenschaften nicht, wenn sie Wasser ausgesetzt werden Die Haltbarkeit von Arbaflame SE-Partikeln vor dem Einweichen beträgt durchschnittlich 98,8% Wie in Abbildung 2 gezeigt, liegt die Haltbarkeit nach 48 Stunden vollständig zwischen 97,5% und 98,5%. in der SE-Partikel im Freien Speicherkapazität die teure Trockenlagerung Kuppel Silo beseitigt, Schuppen oder für eine Kappe eines Schienen Auto brauchen. es auch lösbar Schiff sein kann, wenn es regnet oder schneit. SE Kohlepartikel in der gleichen sein können, Werden unter Bedingungen gelagert und verarbeitet, die mit Kohle auf die gleiche Lagerstätte gebracht werden können, ohne deren Funktion zu beeinträchtigen.
Arbaflame SE Pellets werden in der Kohlehalle des Thunder Bay Kraftwerks in Ontario gelagert, SE Pellets sind Regen und Schnee ohne Degradation ausgesetzt. Höherer spezifischer Energiegehalt (SE etwa 19,5 GJ / MT, Weiß etwa 17,5 GJ / MT) und Rohdichte (SE etwa 790 kg / m 3, Weiß ungefähr 650kg / m 3) Pro GJ beeinflussen die Versandkosten ein weiteres Merkmal der SE-Teilchen ist, die mit 60.000 Kubikmeter Container (Handymax-) geladen, sich wettbewerbsfähiger als die weißen Partikel machen: weißes Granulat, das etwa 682.000 GJ Energie, SE-Teilchen enthalten etwa 924.000 GJ Energie.
Pulverisierte Kohle, die für den Betrieb der Anlage kann erhebliche Energiestation sein. Zerkleinerungs dauern etwa eine Tonne weißer Partikel 45 kwh (Grad) Leistung, pulverisierte Teilchen nur eine Tonne SE 11 kwh (Grad). Wenn die obigen angewandt Nettopreis laufen japanische unabhängige Stromerzeuger (IPP) Projekte sind Kosteneinsparungen besonders wichtig 200.000 Tonnen zu verwenden SE Partikel 60MW IPP können für Verbrennungseinheiten pro Jahr, und im Vergleich mit zerkleinerten weißen Partikeln, jedes Jahr die Anlage zur Zerkleinerung von Energie verwendet werden Die Kosten können um fast eine halbe Million Dollar reduziert werden.
Sind SE-Partikel kosteneffektiv?
Arbaflame nach zehn Jahren Forschung und Entwicklung (Forschung und Entwicklung), die Optimierung des Produktionsprozesses, um keine Energie zu verschwenden. Das Optimierungssystem gekoppelt biochemische Rückgewinnung von wertvollem organischen chemischem Dampf während der Reaktion erzeugt zu erfassen und kann produzieren Weiße Teilchen konkurrieren um SE-Teilchen.
Arbaflame SE Partikeltechnologie der jüngsten Entwicklungen SE stark verbesserte die Wettbewerbsfähigkeit der Teilchen, die die Kosten des Verfahrens zu reduzieren, bevor der neueste nicht-kompetitive Verbesserungsprozess ist sehr relevant: zum Trocknen der Rohstoff- und Energiegewinnungsverfahren SE gewonnen als gasförmige Nebenprodukte sind der Wert von organischen Chemikalien. durch die Fabrik in Norwegen seit vielen Jahren Forschung und Entwicklung Arbaflame, einen zuverlässigen und stabilen Betrieb des Teilchens zu schaffen kann Fabrik-Modus.
Arbaflame SE Partikel eines stabilen Betrieb in dem Herstellungsprozess Arbaflame 40.000 t / Jahr Anlage und Speicher Fabrik sichere und zuverlässiger Betrieb. Gleichgewichts-Feuchtigkeitspegel zwischen dem Ausgang der Vortrockner, der Reaktor und nach den Dampftrockner kann Vortrocknung Prozess zulässig Energie und die Energie, die während einem Exsikkator erzeugt wird fast vollständig ausgenutzt. von entscheidender Bedeutung für den wirtschaftlichen Betrieb einer solchen effizienten Nutzung von Energie.
Wert biologische Verbindungen Regenerationsprozessdampf durch die zusätzlich Betriebskosten und Energieverlust der Reaktionsmasse verursacht wird Offset erzeugt. SE-Fasern als die weißen Holzfasern leichter verdichtet. Granulator geringere Betriebskosten (pro Tonne von etwa 30% ) und eine Trockenhammermühle (SE Herstellungsprozess die erforderliche Teilchengrößenverringerung fiber) entfernt wird, zu erreichen, die weiter hilft, um die höheren Kosten von Holz gegenüber.
Die Fähigkeit, sichere Lieferung von Brennstoff für neue Kraftwerke und Mitverbrennung Kraftwerke zu schaffen, wesentlich ist. Weißen Partikel in vielen Teilen Unternehmen in der Regel mehr als eine Produktionsanlage haben. Wenn das Problem in einer Fabrik oder Transportterminal auftritt, wird die Lieferkette nicht vollständig zum Stillstand gekommen. Die SE-Partikelindustrie hat noch keine Redundanz in der Lieferkette und kann zum Bruch der Lieferkette führen.
Nach unserer Analyse, das einzige Hindernis für die schnell wachsende Industrie SE-Teilchen, das Problem der Kraftstoffversorgungskette zu überwinden, ist der Mangel an Redundanz.
Autor: William Strauss, Präsident FutureMetrics
Lorenz Schmidt FutureMetrics Leitender Ingenieur
