Japón, Corea del Sur, Canadá, Europa Occidental y otros países para las energías renovables y las políticas de reducción de carbono para apoyar el uso de la pastilla de combustible como sustituto de centrales eléctricas de carbón. Hasta la fecha, la inversión en la transformación de las partículas se concentraron en pastillas convencionales industriales de madera, a veces Los llamamos partículas blancas.
Desde la aparición después del tratamiento térmico, pellets de madera avanzada refieren comúnmente como partículas negras, que ha sido promocionado como superior que el combustible tradicional de pellets de madera blanco. Partículas de negro deben abordar algunos de los problemas potenciales asociados con pellets de madera blanca, el carbón utilizado Sustitutos de carbón para plantas de energía en polvo Las principales ventajas de las partículas negras que se han propuesto durante muchos años incluyen: No hay necesidad de almacenamiento y transporte en seco, mejor molturabilidad, menos manipulación, formación de polvo durante el almacenamiento y mayor densidad de energía Partículas negras Usualmente proviene de dos métodos tecnológicos diferentes para el desarrollo de pellets de madera avanzados: cocción y explosión de vapor (SE).
Hornada es una forma de pirólisis, lo que lleva a la descomposición térmica a una porción de la ausencia de oxígeno. Típicamente, con el fin de llevar a cabo la madera de hornear se eliminaron los volátiles, el material resultante es luego densificada en partículas de entre 200 y 300 grados Celsius. FutureMetrics No analizó ninguna técnica de cocción, sino que analizó en detalle la tecnología Arbaflame utilizada para producir partículas SE.
Este artículo es un análisis independiente de la tecnología de Arbaflame (una producción anual de 40,000 toneladas de partículas SE) y la compañía le ha otorgado a FutureMetrics permiso para publicar la información en este artículo.
¿Qué es una explosión de vapor (SE)?
método SE implica el tratamiento previo de material de fibra de madera se expone a vapor de agua saturado en la temperatura del vapor y la presión y el recipiente de reacción determina el tiempo de la cantidad de la hemicelulosa se degrada, la cantidad del material de partida se convertirá en sustancias volátiles y biológica compuesto es entonces la explosión de vapor rápida liberación de presión. expansión explosiva del agua en las paredes celulares de la materia prima lignocelulósica conduce lignocelulósico desglosado en partículas muy pequeñas controlar la gravedad de la tratada con vapor, de modo que la influencia por la celulosa y la lignina mínimo, hemicelulosa es parcialmente degradada en comparación con partículas blancas, en el material en partículas obtenido después de la densificación prensa de la máquina que tiene una densidad de energía más alto, la mejora de capacidad de rectificación, duro y producen menos polvo, y su La afinidad del agua cambia de higroscopicidad a hidrofobicidad.
los resultados del proceso de explosión de vapor en la lignina en la forma de pequeños granos en la superficie de fibras de madera de calidad. Cuando la fibra en un material en partículas densificado máquina de presión, las perlas formado un fibras de madera de revestimiento superficie de la película trituradas, y produce una casi No produce partículas finas, duras y altamente impermeables.
Las ventajas de las partículas SE
Las tres principales ventajas de las partículas SE son:
• A diferencia de las partículas blancas, las partículas SE no se desintegran cuando están húmedas.
• partículas SE tienen un volumen y densidad de energía de peso mayor (aumento de aproximadamente el 31%) que las partículas blancas. Esto significa que las partículas por unidad de volumen pueden ser almacenados o transportados más energía.
• Los requisitos de potencia para la trituración de pellets de SE en centrales eléctricas de carbón pulverizado son significativamente menores que los requisitos de potencia para triturar gránulos blancos.
Aunque se han propuesto estos beneficios durante varios años. Sin embargo, las limitaciones técnicas y de alto costo impide su promoción a gran escala. En un primer intento de fabricar partículas SE, el consumo de energía, pérdida de contenido de masa y energía y reaccionar con SE Las propiedades liberadas del gas y otros problemas relacionados exceden las ventajas del producto en sí mismo. La capacidad de fabricar partículas SE confiables también es un desafío para la industria de partículas SE.
Figura 1: Cambio en el contenido de humedad de las partículas SE después de la inmersión en agua Partículas absorben una parte del agua después de SE muestra en la Figura 1, todo inmerso en agua durante 48 horas para aumentar el contenido de humedad de las partículas de la producción media de aproximadamente 6-14% de agua simplemente permanecer en la superficie, y se evaporó de las partículas .
Figura 1: partículas SE empapadas Durabilidad Cambiar partículas SE tras la exposición al agua sin perder sus propiedades mecánicas. partículas Arbaflame SE antes de durabilidad de inmersión en agua promedio 98,8%. Como se muestra, después de 48 horas de remojo toda, la durabilidad entre 97,5% y 98,5% 2 en la sE partículas capacidad de almacenamiento al aire libre elimina la costosa silo domo de almacenamiento en seco, cobertizo o necesidad de una tapa de un vagón de ferrocarril. también puede ser nave de forma desmontable cuando llueve o nieva. sE partículas de carbón pueden estar en el mismo Se almacenan y procesan en condiciones que pueden colocarse en el mismo sitio de almacenamiento con carbón sin afectar negativamente a su función.
Los pellets de Arbaflame SE se almacenan en el patio de carbón de la central eléctrica de Thunder Bay en Ontario. Los pellets de SE están expuestos a la lluvia y la nieve sin degradación. Mayor contenido de energía específica (SE alrededor de 19.5GJ / MT, blanco alrededor de 17.5GJ / MT) y densidad aparente (SE alrededor de 790kg / m 3, blanco alrededor de 650 kg / m 3) Por GJ afecta al coste de entrega es otra de las características de las partículas de SE, que se hacen más competitivos que las partículas blancas cargados de 60.000 metros cúbicos de recipiente (Handymax): gránulos blancos que contienen aproximadamente 682.000 GJ de energía, Las partículas SE contienen alrededor de 924,000 GJ de energía.
El carbón pulverizado necesario para el funcionamiento de la instalación puede ser la estación de energía significativa. La trituración toma alrededor de una tonelada de partículas blancas de 45 kwh (grados) de energía, partículas pulverizadas sólo una tonelada SE 11 kWh (grados). Si se aplica a la anterior precio neto corriendo productores de energía independientes japoneses proyectos (IPP), los ahorros de costes es especialmente importante la utilización de 200.000 toneladas sE partículas de 60MW IPP se puede utilizar para unidades de combustión de un año, y se compara con partículas blancas aplastadas, cada año la planta de energía para la trituración El costo se puede reducir en casi medio millón de dólares.
¿Las partículas SE son rentables?
Arbaflame después de diez años de I + D (Investigación y Desarrollo), la optimización del proceso de producción, a fin de no desperdiciar energía. El sistema de optimización acoplado a capturar recuperación bioquímica de valiosa de vapor químico orgánico generado durante la reacción, y puede producir Las partículas blancas compiten por partículas SE.
tecnología de partículas Arbaflame SE de los acontecimientos recientes SE permitió aumentar la competitividad de las partículas para reducir el coste del proceso antes de la última mejora de procesos no competitivo es más relevante: para el secado del proceso de recuperación de materias primas y energía SE recupera como subproductos gaseosos son El valor de los productos químicos orgánicos. Años de I + D en la planta de Arbaflame en Noruega crearon un modelo de una planta de pélets que puede funcionar de manera confiable y estable.
Arbaflame SE partículas de operación estable en el proceso de producción Arbaflame 40.000 toneladas / planta años y el ahorro de fábrica de funcionamiento seguro y fiable nivel. Humedad de equilibrio entre la salida de la pre-secadora, el reactor y después de secador de vapor, el proceso de pre-secado pueden ser autorizados a Utiliza casi por completo la energía generada en el proceso y la energía del post-secador. El uso eficiente de esta energía es crítico para la economía de operación.
vapor Valor compuestos biológicos proceso de regeneración causada por el costo de la energía de funcionamiento adicional y pérdida de la masa de reacción se compensa producido. fibras SE que las fibras de madera blanca más fácilmente densificado. granulador de menores costos de operación (por tonelada de aproximadamente el 30% ), y se retira un proceso de fabricación molino de martillos seco (SE para lograr la fibra reducción del tamaño requerido de partícula), que ayuda a compensar aún más el costo más alto de la madera.
La capacidad de proporcionar una entrega segura de combustible para nuevas plantas de energía y plantas de energía co-cocción es esencial. Partículas blancas en muchas empresas de piezas generalmente tienen más de una planta de producción. Si se produce el problema de una terminal de fábrica o de transporte, la cadena de suministro no está completamente estancado. La industria de partículas SE aún no tiene redundancia en la cadena de suministro y puede provocar la ruptura de la cadena de suministro.
De acuerdo con nuestro análisis, el único obstáculo para el rápido crecimiento de la industria de partículas SE es superar la falta de redundancia en la cadena de suministro de combustible.
Autor: William Strauss, presidente FutureMetrics
Lorenz Schmidt FutureMetrics Ingeniero Senior
