在瑞典松茲瓦爾的一個工廠裡被整齊地藏起來的是一個生產蒸汽爆炸材料的中試反應堆. 一個看似不起眼的工具包, 它屬於維美德 (Valmet) 纖維技術研發中心, 是芬蘭領先的全球森林工業和能源技術企業Valmet Oyj的一個分部. 憑藉其新穎的工藝, 該公司可能已經打破了 '雞肉和雞蛋' 市場的僵局.
作為一個地標, 松茲瓦爾在木纖維, 紙漿和紙張加工技術方面擁有悠久的傳統 — Sunds, SCA和Defibrator成為Sunds Defibrator, 這是一種機械式的纖維分離工藝, 2013年美卓 (METSO) 分拆後成為維美德.
蒸汽爆炸或蒸汽處理可以產生 '黑色' 顆粒, 支援者認為它們是比傳統的 '白色' 生物質顆粒更安全和更具成本效益的可再生生物質燃料. 像他們烘焙出的黑色顆粒一樣, 蒸汽爆炸產生的黑色顆粒每公斤可以蘊含更多的能量, 具有強烈的疏水性, 不會自發熱或產生廢氣, 導致更少量的灰塵, 更可以像煤炭一樣磨碎和燃燒.
據維美德稱, 它的黑色顆粒可以在小型設備中100% 的替代煤炭, 在大型工廠中替代煤炭的比例可高達70% , 而不需要定義尺寸細節. 作為工業規模的多燃料鍋爐系統的全球主要供應商, 該公司無疑對其鍋爐中不同燃料的性能有所了解.
然而, 與其同樣廣為人知和備受尊敬的奧地利領先的同行安德裡茨公司 (Andritz AG) 不同, 該公司偶然選擇了烘乾路線 - 因為其目前的技術組合不包括造粒設備, 所以在木漿造粒行業可能更像是一匹黑馬.
也就是說, 公司確實擁有工業規模的顆粒廠所需的其他設備, 如材料處理, 剝皮機, 減小尺寸, 皮帶乾燥機和輸送以及生產蒸汽爆炸材料的技術.
利用差異
其他技術開發商, 如挪威的Arbaflame和美國的Zilkha生物質公司, 已經開發了蒸汽處理技術, 並且一直忙於為投資者提供解決方案, 同時向電力公用事業市場提供產品. 這裡已經說明了兩個顯著差異: 公司規模和缺乏示範設施.
作為一家公開上市的公司, 維美德財務實力雄厚, 足以作為完整的交鑰匙工程, 採購和施工 (EPC) 承包商運營. 事實上, 該公司已在世界各地成功建設多個數百萬歐元規模的工業過程項目, 如製漿造紙廠或生物質發電廠.
其次, Arbaflame和Zilkha都使用黑色顆粒生產設備, 並且至少有一個商業承購協議已經到位, 而維美德甚至沒有示範工廠, 只是Sundsvall的試點單位.
雖然該公司表示它可以提供現有白色顆粒工廠的改造服務, 但缺乏自己的示範工廠可能會成為一個棘手的問題, 至少就木質顆粒工業而言.
2014年2月, 當Valmet和Zilkha基於Zilkha的解決方案開發 '全球聯合產品' 時, Valmet和Zilkha簽署了一份五年期合作協議, 將 '蒸汽爆炸黑色顆粒帶入市場' . 據維美德稱, 該合作夥伴關係引發了一些潛在的黑色顆粒廠項目.
然而, 該公司還指出, 不同地區面臨不同的挑戰, 而且該技術可能並不適合所有人. 此外, 公司在最近幾年各種會議上的介紹表明, 它可能不是顆粒行業本身看到的第一批維美德設備.
既定的理念
維美德可能看起來只是一個後來者, 但值得指出的是公司來自哪裡. 簡而言之, 蒸汽爆炸過程本身可以追溯到William Mason和磚石工藝 — 一種在20世紀30年代商業化的纖維板產品.
在瑞典松茲瓦爾的維美德纖維技術研發中心的一個工作室裡, 隱藏著所有黑魔法的 中試 反應堆. 因此木纖維在壓力下用蒸汽處理然後迅速減壓的概念並不新鮮. 該過程的變體用於人造板行業, 該公司也服務於這個行業. 正是這種工藝技術被該公司隔離並適用於生產黑色顆粒的蒸汽爆炸材料.
連續工藝
將木屑或微屑形式的物料在用緩衝筒倉送入加壓反應器之前, 先用乾燥螺杆將其送入加壓反應器, 然後使用螺旋塞 — 一種用於製漿行業的常用技術將物料送入加壓容器.
使用螺旋塞時, 材料本身在進入反應器時形成防止壓力損失的密封. 一旦進入, 只需添加蒸汽, 維美德高級工藝工程師PeterBjörklund解釋說.
材料在反應器內部移動, 停留時間取決於生物質的類型和粒度, 然後通過吹氣閥從反應器排出到所謂的吹管中.
正是在這裡發生了事實上的蒸汽爆炸現象 — 隨著蒸汽飽和材料通過吹閥從高壓移動到正常大氣壓力中, 摩擦和壓力的突然下降導致材料瞬間分解或 '爆炸' 成小顆粒, 幾乎成為粉末.
這也意味著在蒸汽爆炸和造粒步驟之間不需要額外的處理.
樹皮和整合式熱電聯產裝置
生物質顆粒燃料價值鏈中唯一最重要的因素是原材料成本 — 獲得大量低成本原材料將大大提高任何顆粒項目的經濟效益. 蒸汽爆炸過程為低等級, 低成本材料升級為優質產品創造了機會.
其中一種原材料是來自木材加工行業的樹皮, 如鋸木廠和製漿廠, 並且隨著這些行業變得更加節能, 並不是所有的樹皮都需要在內部使用. 此外, 樹皮預乾燥的低品位餘熱和工藝蒸汽在這些行業也很容易獲得.
維美德高級工藝工程師PeterBjörklund在奧地利WSED討論其蒸汽處理技術的優勢. 我們在松茲瓦爾的試驗單位從樹皮生產黑色顆粒以驗證產品質量參數. 試驗運行證實了軟木樹皮生產黑色顆粒的適用性, 很快可能為熱力和電力行業提供一個有希望的選擇, PeterBjörklund說.
Björklund強調的另一種可能性是將黑色顆粒與一個封裝的熱電聯產 (CHP) 生產系統整合在一起, 為生產提供能量, 為電網提供多餘的電力.
這依賴當地和項目的具體情況, 在整體可行性方面尤其如此, 特別是在上網電價方面, Björklund很快表示, 在現場使用高品質燃料沒有多大意義.
相反, 熱電聯產廠將使用低等級的濕燃料, 如廢物或樹皮, 而木片將被升級為黑色顆粒, 隨著多餘的電力向外銷售.
出於某些原因, 日本內陸會使用那些 '未經使用的木材' (可能會非常適合這種熱電聯產的模式) , 時間會告訴我們維美德的方法是否有助於打破僵局.
