生物质颗粒-一种更便携和灵活的燃料
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生物质可以简单地定义为用作燃料的有机物。在世界范围内，煤炭是仅次于煤炭和石油的第三大能源。随着这些化石燃料储量的耗尽和碳排放限制的日益严格，生物质将成为最重要的可持续能源。造粒使生物质的使用简单而经济。
生物质造粒是印度村庄几个世纪以来的传统做法。手工将牛粪铺在垂直表面，然后利用太阳能将其晾干的牛粪“蛋糕”是现代制粒的先驱。这些干燥的扁平的圆形碎片可以储存在雨季和冬季，并为家庭的烹饪和取暖需求提供必要的能源。从笨重的、无法处理的泥浆团，这个简单的过程将粪便转化为可堆放、可处理、甚至可销售的产品。
现代生物质造粒使用更复杂的机械。
为什么要生产生物质颗粒?
生物质主要是一种农业或林业的副产品，而且往往具有区域性和季节性。生物质体积大，容重低，水分含量高。如果生物质的使用距离源头很近，比如在糖厂，它是一种经济的燃料来源。然而，长距离运输会产生物流、环境问题和更高的成本。燃烧生物质也需要特殊的设备，因此投资这种设备用于短期季节性使用也不经济。
造粒是解决这些问题的答案。
- 它增加了体积密度，随着水分的减少，导致更高的能量密度。例如，稻草的堆积密度为20- 40kg /m3。在20%水分条件下，HCV为15mj /kg时，其能量密度为300-600 MJ/ m3。造粒后，堆积密度增加到600- 700kg /m3，几乎20倍。降低含水率后，能量密度在10000 Mj/m3范围内。这相当于14000 Mj/m3的褐煤(棕色)的能量密度，使得长距离运输更加经济。
- 由于生物质的体积和水分含量，燃烧需要特殊的饲料和燃烧系统。这使得与其他形式的燃料，尤其是煤的共烧非常困难。球团化可改善贮存性、处理性和流动性，使共烧更容易。人们不需要投资于一个只能季节性使用的锅炉，但可以投资于一个锅炉，持续使用煤炭，同时利用季节性生物质，当可用时。锅炉运营商可以利用更便宜的燃料来源，生物质生产商有一个稳定的市场。
- 当生物质被用作肥料时，造粒具有同样的优势。
- 垃圾或城市垃圾的球团处理也是一种环境友好的处理方式。
球团制造工艺
这个过程包括以下几个主要步骤。
- 干燥的原料
- 粉碎，或缩小到非常小的尺寸
- 如有需要，可加入水分和粘合剂
- 用模具液压压成球
- 包装
造粒的原料是无限的。
- 它可以是水稻或小麦秸秆等农业副产品。这与农业社区很好地结合在一起，是可持续的来源。
- 它也可以是柳枝稷这样的能源作物，尽管在粮食短缺的情况下，用于食用作物的农业用地的使用是有争议的。
- 目前，造粒在木材工业中应用非常广泛。木屑和锯末是高度商业化的原料。
- 垃圾和城市垃圾的颗粒化必然是一个现实，考虑到迅速增长的城市垃圾，巨大的清理成本，以及没有土地倾倒垃圾。
生物质颗粒和制粒机(制粒机)图像
与造粒有关的问题
每种生物质原料的化学成分和物理性质都是不同的。同样类型的生物量也有季节变化。
这就要求造粒要特别适合每种类型的生物质。生物质的成功利用依赖于这种适应。有时，它更像是一门艺术而不是科学。
列出了在生物质造粒过程中必须考虑的一些标准。
- 造粒的一个主要标准是粘结剂。生物质中应该有一种能将颗粒结合在一起的药剂。这有助于保持它的形状，即使在运输后，并保持灰尘和罚款。木材中的木质素是一种很好的粘合剂，这就是为什么像锯屑这样的木制品在造粒时非常受欢迎。淀粉是另一种很好的粘合剂，可以使玉米棒子等产品易于成球。其他形式的生物质可能需要添加粘合剂。这可能会导致产品成本更高。
- 要考虑的是玻璃化温度，或从脆性到橡胶态的转变。这需要在造粒过程中将生物质加热到这一点以上的温度。更高的温度意味着更高的能量需求。
- 植物是自然界储存化学物质的植物。根据植物的类型、位置和季节，它们可能会储存化学物质。碱性化学元素如钾和钠化合物的存在降低了灰熔融温度。这就导致了诸如燃烧时的结块等问题。采用更大的炉型和降低共烧生物质的比例是缓解这一问题的方法。
- 生物质中的灰分和二氧化硅含量是另一个值得关注的领域，尤其是在焙烧球团时。
- 某些类型的生物质可能需要在230-300°C下进行烘烤或热解。这将去除生物质中的挥发物和其他成分。烘烤产生的脆生物质可以更容易地托盘。
- 球团原料的制备和定浆是决定前处理工艺的重要要求。有些原料需要被细磨成球团。
农业废弃物和农作物副产品将成为热能产品，因为它们可获得的热值成本低。化石燃料日益增加的成本和不可获得性将使这些生物产品变得经济，并将有助于全球减少碳排放的努力。将生物质转化为颗粒将帮助农民在他们的区域边界之外找到更大的生物质市场。
