日本、韓国、カナダ、西ヨーロッパなどの再生可能エネルギーと炭素削減政策は、発電所の石炭の代わりに微粒子燃料の使用を支援しています。現在までに、粒子の転換への投資は、従来の産業用木材ペレット私たちはそれらを白い粒子と呼びます。
熱処理後の外観のために、高度な木材粒子は黒色粒子と呼ばれることが多く、古くから伝統的な白い木材粒子よりも優れていると長年にわたって言われてきました。粉体発電所の石炭発電プラントの代替案：長年にわたって提案されている黒色粒子の主な利点には、乾式貯蔵および輸送の必要性、粉砕性の改善、処理の減少、貯蔵中の塵の生成、通常、高度な木材ペレットの開発には、ベーキングと蒸気爆発（SE）という2つの異なる技術的方法があります。
ベーキングは、酸素の不存在下で部分的な熱分解を生じる熱分解の一形態であり、典型的には、揮発性物質を木材から除去するために200℃〜300℃で焼成され、次いで、ベーキング技術を分析しなかったが、SE粒子を製造するために使用されたArbaflame技術を詳細に分析した。
この記事はArbaflame（年間40,000トンのSE粒子）技術の独立した分析であり、同社はFutureMetricsにこの記事の情報を公開する許可を与えました。
蒸気爆発（SE）とは何ですか？
SE法は、木質繊維材料の前処理は、蒸気温度と圧力と反応容器内を飽和蒸気にさらされることを含む劣化する方法ヘミセルロースの多くの時間を決定し、出発材料のどのくらいのは、揮発性物質および生物学的に変換され化合物は、次に、圧力の水蒸気爆発迅速な放出である。セルロースおよびリグニンの影響ように、リグノセルロース原料の細胞壁における水の爆発的な膨張は、非常に小さな粒子に分解リグノセルロースは、処理された蒸気の重症度を制御するリード最小値は、ヘミセルロースは、粒子状の緻密化プレス機は、より高いエネルギー密度を有する後に得られた材料、改善粉砕性で、白色粒子と比較して硬い部分的に分解され、より少ない粉末を生成し、その水の親和性は、吸湿性から疎水性に変化する。
微細な木質繊維の表面。上の小ビーズの形でリグニンで蒸気爆発プロセスの結果は、プレス機緻密化微粒子中の繊維は、ビーズは、フィルム表面被覆粉砕木材繊維を形成し、そしてほとんどを生成する場合微細で、硬く、高度に防水性の粒子を生成しません。
SE粒子の利点
SE粒子の3つの主な利点は次のとおりです。
•白色粒子とは対照的に、SE粒子は濡れたときに崩壊しません。
•SE粒子は、白色粒子よりも大きい体積および重量エネルギー密度（約31％の増加）を有する。これは、単位体積当たりの粒子が格納されている以上のエネルギーを輸送することができることを意味します。
•粉砕石炭発電所でSEペレットを粉砕するための電力要件は、粉砕された白色ペレットの電力要件よりも大幅に低い。
これらの利点は、数年前から提案されているが。しかし、技術的な制約や高コストは、その大規模なプロモーションを妨げる。SE粒子、エネルギー消費量、質量とエネルギーのコンテンツの損失を製造し、SEと反応する初期の試みで放出されたガス特性および他の関連する問題は、製品自体の利点を上回る。信頼できるSE粒子を製造する能力は、SE粒子産業にとっても挑戦である。
図1：SE粒子の浸漬後の水分量の変化 SEは、図1に示された後、粒子は、すべてのちょうど表面にとどまる約6から14パーセントの水の平均生産からの粒子の水分含有量を増加させるために48時間水に浸漬し、粒子から蒸発させ、水の一部を吸収します。
図1：浸漬後のSE粒子 耐久性 変更 その機械的特性を失うことなく、水への暴露時SE粒子。Arbaflame SE粒子の水浸漬耐久平均98.8％で前48時間全体を浸した後、示されるように、97.5％及び98.5％2の間の耐久性SE室外記憶容量が脱落または鉄道車両のキャップに必要な、高価な乾燥保存ドームサイロを排除する。雨や雪ときにも着脱可能に出荷することができる。SE石炭粒子は、同じであってもよい粒子貯蔵および取扱いの条件下で、同じ貯蔵場所に石炭と一緒に置くことができ、その機能に悪影響を及ぼすことはない。
Arbaflame SE粒子はオンタリオ州サンダーベイ発電所の炭鉱に貯蔵された。微粒子燃料は雨や雪にさらされず劣化しなかった。 比エネルギーの高い含有量（SE約19.5GJ / MT、白色約17.5GJ / MT）およびかさ密度（SE約790kg / m 3、ホワイト約650kg / m 3約682000 GJエネルギーのを含む白色の顆粒：）GJあたりの配信コストは60,000コンテナの立方メートル（ハンディマックス）を搭載した白色粒子よりも自身の競争力を高めるSE粒子、のもう1つの特徴である影響を与えますSE粒子は約924,000GJのエネルギーを含む。
設備の動作に必要な微粉炭は、かなりのエネルギーステーションであってもよい。粉砕は、白色粒子45キロワット時（度）電源、微粉のみ1トンSE 11キロワット時（度）の約1トンを要する。上記に印加される場合日本の独立系発電事業者（IPP）プロジェクト、コスト削減を実行しているネット価格は、毎年、パワーを破砕するためのプラントを20万トンSE粒子60MW IPPは、燃焼ユニット年間使用し、砕いた白色粒子と比較することができますを使用することが特に重要ですコストは約50万ドルも削減できます。
SE粒子は費用対効果に優れていますか？
R＆D（研究開発）、製造プロセスの最適化の10年後Arbaflame、エネルギーを浪費しないように、反応中に生成された貴重な有機化学気相成長の生化学的回復を捕捉するように結合された最適化システム、および生成することができ白い粒子はSE粒子と競合します。
SEは、ガス状の副産物であるとして回収原材料とエネルギー回復プロセスを乾燥させるための：最新の非競争的なプロセス改善が最も適切である前に、最近の進展のArbaflame SE粒子技術は、SEが大幅にプロセスのコストを削減するために粒子の競争力を強化しました有機化学物質の値は、工場出荷時のモードとすることができる粒子の信頼性と安定した動作を作成し、長年の研究開発のためのノルウェー工場によってArbaflame。
Arbaflame SEは、生産プロセスArbaflame4万トン/年のプラントで安定した動作を粒子と工場安全で信頼性の高い動作を節約。あらかじめ乾燥機の出力間の平衡水分レベル、原子炉と蒸気乾燥器の後、予備乾燥工程をさせることができますプロセスで発生するエネルギーとアフタードライヤーのエネルギーをほぼ完全に利用しているため、このエネルギーを効率的に使用することは、運転の経済にとって非常に重要です。
反応塊の追加のオペレーティングエネルギーコスト及び損失による値生物学的化合物の再生プロセス蒸気を生成オフセットされる。SE繊維より容易に緻密化白木材繊維よりも約30％のトン当たりの低い運転コストを（造粒機）、さらに木材のより高いコストを相殺するのに役立つ必要な粒子サイズ減少繊維）を達成するためにドライハンマーミル（SE製造工程を除去しました。
新しい発電所と同時焼成発電所の燃料の安全な配信を提供する能力が不可欠である。多くの部分の企業で白い粒子は、一般的に複数の生産工場を持っている。問題は、工場や輸送ターミナルで発生した場合は、サプライチェーンが完全に失速していません。 SEの粒子業界はまだサプライチェーンの冗長性ではない、サプライチェーンの破裂をもたらす可能性があります。
私たちの分析によれば、SE粒子産業の急速な成長への唯一の障害は、燃料サプライチェーンにおける冗長性の欠如を克服することです。
著者：ウィリアム・シュトラウス、社長FutureMetrics
Lorenz Schmidt FutureMetricsシニアエンジニア
