Брикеты из биомассы - Biomass briquettes

Брикет, изготовленный брикетатором Ruf из сена
Брикеты из соломы или сена
Огатан, Японские брикеты древесного угля из брикетов опилок (Огалит).
Брикет быстрого приготовления из скорлупы кокоса

Брикеты из биомассы площадь биотопливо заменить на каменный уголь и уголь. Брикеты в основном используются в Развивающийся мир, где топливо для приготовления пищи не так легко доступно. В развитом мире наблюдается переход к использованию брикетов, где они используются для обогрева промышленных предприятий. котлы чтобы произвести электричество из пар. Брикеты cofired с углем для создания тепла, подаваемого в котел.

Состав и изготовление

Брикеты из биомассы, в основном из зеленые отходы и другие органические материалы, обычно используются для выработки электроэнергии, тепла и топлива для приготовления пищи. Эти сжатые соединения содержат различные органические материалы, в том числе рисовой шелухи, жмых, скорлупа земляных орехов, твердые бытовые отходы, сельскохозяйственные отходы. Состав брикетов варьируется в зависимости от местности из-за наличия сырья. Сырье собирается и прессуется в брикеты, чтобы дольше гореть и упростить транспортировку товаров.[1] Эти брикеты сильно отличаются от древесного угля, потому что в них нет больших концентраций углеродистый вещества и добавки. По сравнению с ископаемым топливом, брикеты производят низкие чистые выбросы парниковых газов, потому что используемые материалы уже являются частью цикл углерода.[2]

Одной из наиболее распространенных переменных в процессе производства брикетов из биомассы является способ сушки биомассы. Производители могут использовать торрефикация, карбонизация, или в различной степени пиролиз. Исследователи пришли к выводу, что торрефикация и карбонизация являются наиболее эффективными формами сушки биомассы, но использование брикета определяет, какой метод следует использовать.[3]

Уплотнение - еще один фактор, влияющий на производство. Некоторые материалы горят более эффективно при уплотнении при низком давлении, например, при измельчении кукурузной соломы. Другие материалы, такие как пшеница и ячменная солома, требуют высокого давления для выработки тепла.[4] Также можно использовать различные технологии прессования. Поршневой пресс используется для производства твердых брикетов для самых разных целей. Шнековая экструзия используется для уплотнения биомассы в рыхлые однородные брикеты, которые заменяют уголь при совместном сжигании. Эта технология создает тороидальный, или пончиковый брикет. Отверстие в центре брикета позволяет увеличить площадь поверхности и повысить скорость горения.[5]

История

Люди использовали брикеты из биомассы в Непале с незапамятных времен. Хотя это было неэффективно, сжигание рыхлой биомассы создавало достаточно тепла для приготовления пищи и сохранения тепла. Первый промышленный завод был создан в 1982 году и произвел почти 900 метрических тонн биомассы. В 1984 году были построены фабрики, которые значительно повысили эффективность и качество брикетов. Они использовали комбинацию рисовой шелухи и патоки. Фонд Короля Махендры по охране природы (KMTNC) вместе с Институтом охраны Гималаев (IHC) создали смесь угля и биомассы в 2000 году с помощью уникальной прокатной машины.[6]

Японский Огалит

В 1925 году Япония самостоятельно начала разработку технологий использования энергии брикетов из опилок, известных как «Огалит». Между 1964 и 1969 годами Япония увеличила производство в четыре раза за счет внедрения технологии винтового и поршневого пресса. В 1960-е гг. Существовало предприятие, насчитывающее 830 или более человек.[требуется разъяснение ] Новые технологии уплотнения, используемые в этих машинах, позволили получить брикеты более высокого качества, чем в Европе. В результате европейские страны купили лицензионные соглашения и теперь производят машины, разработанные в Японии.[7]

Софайнг

Софайнг относится к горению двух разных типов материалов. Этот процесс в основном используется для снижения выбросов CO.2 выбросы, несмотря на снижение энергоэффективности и повышение переменных затрат. Комбинация материалов обычно содержит вещество с высоким содержанием углерода, такое как каменный уголь и меньший СО2 испускающий материал, такой как биомасса. Хотя CO2 будет по-прежнему выделяться при сгорании биомасса, чистый выброс углерода почти ничтожен. Это связано с тем, что материал, собранный для состава брикеты все еще содержатся в цикл углерода в то время как при сжигании ископаемого топлива выделяется CO2 который был изолирован на протяжении тысячелетий. Котлы на электростанциях традиционно отапливаются горение из каменный уголь, но если совместное участие должны были быть реализованы, то СО2 выбросы уменьшатся при сохранении тепла, подаваемого в котел. Реализация совместное участие потребует незначительных изменений текущих характеристик электростанций, так как только топливо для котла бы переделать. Для внедрения брикетов из биомассы в процесс сжигания потребуются умеренные инвестиции.[8]

Совместное сжигание считается наиболее экономичным способом использования биомассы. Если в котле используется совместное сжигание, то скорость горения будет выше, чем при сжигании только биомассы. Сжатую биомассу также намного легче транспортировать, поскольку она более плотная, что позволяет транспортировать больше биомассы за одну партию по сравнению с сыпучей биомассой. Некоторые источники согласны с тем, что краткосрочное решение проблемы выбросов парниковых газов может заключаться в совместном сжигании.[9]

По сравнению с углем

Использование брикетов из биомассы неуклонно растет по мере того, как отрасли осознают преимущества сокращения загрязнение за счет использования брикетов из биомассы. Брикеты обеспечивают более высокую теплотворный стоимость на доллар, чем каменный уголь при использовании для обжига промышленных котлы. Брикеты из биомассы, помимо более высокой теплотворной способности, в среднем экономят 30–40% стоимости котельного топлива. Но другие источники предполагают, что совместное сжигание обходится дороже из-за широкой доступности угля и его низкой стоимости.[10] Однако в долгосрочной перспективе брикеты могут ограничить использование угля лишь в незначительной степени, но промышленность и предприятия по всему миру все чаще используют его. Оба вида сырья могут производиться или добываться внутри США, создавая источник топлива, свободный от иностранной зависимости и менее загрязняющий окружающую среду, чем сжигание ископаемого топлива.[11]

С экологической точки зрения использование брикетов из биомассы производит гораздо меньше парниковых газов, в частности, от 13,8% до 41,7%. CO
2 и нетИкс. Также произошло сокращение с 11,1% до 38,5% в ТАК
2 выбросы по сравнению с углем трех разных ведущих производителей: EKCC Coal, Decanter Coal и Alden Coal. Брикеты из биомассы также довольно устойчивы к разложению водой, что является улучшением по сравнению с трудностями, возникающими при сжигании влажного угля. Однако брикеты лучше всего использовать только в качестве добавки к углю. Использование совместного сжигания создает энергию, которая не такая высокая, как у чистого угля, но выделяет меньше загрязняющих веществ и сокращает выделение ранее изолированного углерода.[12] Непрерывный выброс углерода и других парниковых газов в атмосферу приводит к повышению глобальной температуры. Использование совместного сжигания не останавливает этот процесс, но снижает относительные выбросы угольных электростанций.[13]

Использование в развивающемся мире

Фонд Legacy Foundation разработал набор методов производства брикетов из биомассы путем кустарного производства в сельских деревнях, которые можно использовать для обогрев и приготовление пищи. Эти методы были недавно впервые применены в национальном парке Вирунга на востоке страны. Демократическая Республика Конго, после массового разрушения горная горилла среда обитания для уголь.[14]

Пангани, Танзания, это территория, покрытая кокосовыми рощами. Собрав мясо кокоса, коренные жители засоряли землю шелухой, считая ее бесполезной. Позже шелуха стала центром прибыли после того, как было обнаружено, что кокосовая шелуха хорошо подходит в качестве основного ингредиента биобрикетов. Эта альтернативная топливная смесь горит невероятно эффективно и оставляет мало остатков, что делает ее надежным источником для приготовления пищи в неразвитой стране.[15] Развивающийся мир всегда полагался на сжигаемую биомассу из-за ее низкой стоимости и доступности везде, где есть органические материалы. Производство брикетов только улучшает древнюю практику за счет повышения эффективности пиролиза.[16]

Два основных компонента Развивающийся мир находятся Китай и Индия. Экономика быстро растет из-за дешевых способов использования электричества и выбросов большого количества углекислый газ. В Киотский протокол пытались регулировать выбросы в трех разных мирах, но были разногласия относительно того, какая страна должна быть наказана за выбросы на основе ее предыдущих и будущих выбросов. В Соединенные Штаты был крупнейшим эмитентом, но Китай в последнее время стала самой большой на душу населения. Соединенные Штаты выбросили значительное количество углекислый газ во время его разработки и развивающиеся страны утверждают, что их не следует заставлять соблюдать требования. На нижнем уровне неразвитые страны считают, что они не несут небольшой ответственности за то, что было сделано с углекислый газ уровни.[17]Основное применение брикетов из биомассы в Индии - это промышленное применение, как правило, для производства пара. За последнее десятилетие произошло много переоборудования котлов с FO на брикеты из биомассы. Подавляющее большинство этих проектов зарегистрировано в соответствии с МЧР (Киотский протокол), который позволяет пользователям получать углеродные кредиты.[18]

Использование брикетов из биомассы настоятельно рекомендуется выпуском углеродные кредиты. Один углеродный кредит равен одной свободной тонне углекислого газа, выбрасываемой в атмосферу. Индия начала заменять уголь с брикетами из биомассы в отношении котел топливо, особенно в южных частях страны, потому что брикеты из биомассы могут быть созданы внутри страны, в зависимости от наличия земли. Следовательно, постоянно растущие цены на топливо будут иметь меньшее влияние на экономику, если источники топлива можно будет легко производить внутри страны.[19] Lehra Fuel Tech Pvt Ltd одобрена Индийское агентство по развитию возобновляемых источников энергии (IREDA), является одним из крупнейших производителей брикетировочных машин из Ludhiana, Индия.

в Великие африканские озера в регионе, работа по производству брикетов из биомассы была инициирована рядом НПО с GVEP (Global Village Energy Partnership[20]) возглавить продвижение брикетных изделий и производителей брикетов в трех странах Великих озер; а именно Кения, Уганда и Танзания. Это было достигнуто в рамках пятилетнего проекта, спонсируемого правительством Нидерландов и ЕС под названием DEEP EA (Проект развития энергетических предприятий в Восточной Африке). [2]. Основным сырьем для брикетов в регионе Восточной Африки является в основном древесный уголь, хотя также использовались альтернативные материалы, такие как опилки, жмых, кофейная и рисовая шелуха.[3]

Использование в развитом мире

Уголь является крупнейшим источником выбросов углекислого газа на единицу площади, когда речь идет о производстве электроэнергии. Это также самый распространенный ингредиент древесного угля.[требуется разъяснение ] Был недавний[требуется разъяснение ] подтолкнуть к замене сжигания ископаемого топлива биомассой. Замена этого невозобновляемого ресурса биологическими отходами снизит углеродный след владельцев грилей и снизит общее загрязнение мира.[21] Горожане также начинают производить брикеты в домашних условиях. Первые машины создавали брикеты для домовладельцев из сжатых материалов. опилки однако современные машины позволяют производить брикеты из любого вида высушенной биомассы.[22]

Аризона также выступила с инициативой превратить отходы биомассы в источник энергии. Отходы хлопка и орехов пекан, используемые для создания гнездовья для насекомых, которые весной уничтожат новые посевы. Чтобы решить эту проблему, фермеры закопали биомассу, что быстро привело к деградация почвы. Было обнаружено, что эти материалы являются очень эффективным источником энергии и решают проблемы, с которыми сталкивались фермы.[23]

Министерство энергетики США профинансировало несколько проектов по проверке жизнеспособности брикетов из биомассы в национальном масштабе. Целью проектов является повышение эффективности газификаторов, а также разработка планов производственных объектов.[24]

Критика

Биомасса состоит из органических материалов, поэтому для производства топлива требуется большое количество земли. Критики утверждают, что использование этой земли должно использоваться для раздачи продуктов питания, а не для деградации урожая. Кроме того, изменения климата могут вызвать суровое время года, когда добытый материал нужно будет обменивать на продукты питания, а не на энергию. Предполагается, что производство биомассы уменьшает запасы продовольствия, вызывая рост голода в мире за счет извлечения органических материалов, таких как кукуруза и соя, в качестве топлива, а не пищи.[25]

Стоимость внедрения новой технологии, такой как биомасса, в существующую инфраструктуру также высока. В фиксированные расходы с производством брикетов биомассы высоки из-за новых неразвитых технологий, которые вращаются вокруг добычи, производства и хранения биомассы. Технологии добычи нефти и угля развиваются десятилетиями и с каждым годом становятся все более эффективными. Новая неразвитая технология использования топлива, вокруг которой не построена инфраструктура, делает практически невозможным конкурировать на текущем рынке.[26][27][28]

Рекомендации

  1. ^ "Кормовая биомасса. "Biomass.net. Web. 30 ноября 2010 г.
  2. ^ "Брикеты из биомассы для экологически чистого производства электроэнергии. "Bionomicfuel.com. 4 мая 2009 г. Интернет. 30 ноября 2010 г.
  3. ^ Чохфи, Кортес, Луенго, Роча и Хуан Мигель. "Технология производства брикетов из высокоэнергетической биомассы. "Techtp.com. Web. 30 ноября 2010 г."
  4. ^ Мани, Сохансандж, Л.Г. Табил. "Оценка уравнений уплотнения применительно к четырем видам биомассы. В архиве 21 июля 2011 г. Wayback Machine "Инженерный колледж Саскачеванского университета. Интернет. 30 ноября 2010 г."
  5. ^ "Брикетирование биомассы: технология и практика - Введение. "Центр экологических наук ИНСТИТУТ НАУКИ БАНГАЛОРА. Интернет. 04 декабря 2010.
  6. ^ Рамеш Ман Сингх. "История биобрикетирования. В архиве 14 июля 2010 г. Wayback Machine "brgcnn.net. 2008. Интернет. 30 ноября 2010 г.
  7. ^ "Брикетирование биомассы: технология и практика - Введение. "Центр экологических наук ИНСТИТУТ НАУКИ БАНГАЛОР. Интернет. 04 декабря 2010 г."
  8. ^ ПРАБИР, Б. и БАТЛЕР, Дж. И ЛЕОН, М., «Варианты совместного сжигания биомассы для сокращения выбросов и затрат на производство электроэнергии на угольных электростанциях», Возобновляемая энергия, 36 (2011), 282-288. Дои:10.1016 / j.renene.2010.06.039
  9. ^ ПРАБИР, Б. и БАТЛЕР, Дж. И ЛЕОН, М., «Варианты совместного сжигания биомассы для сокращения выбросов и затрат на производство электроэнергии на угольных электростанциях», Возобновляемая энергия, 36 (2011), 282-288. Дои:10.1016 / j.renene.2010.06.039
  10. ^ "Брикет из биомассы В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine. "Www.gcmachines.com. Web. 30 ноября 2010 г.
  11. ^ Юго Исобе, Кимико Ямада, Цин Юэ Ван, Кадзухико Сакамото, Ивао Учияма, Цугуо Мидзогути и Янжун Чжоу. "Измерение выбросов двуокиси серы из угольных брикетов в помещениях. "springerlink.com. Интернет. 30 ноября 2010 г."
  12. ^ Монтросс, Незери, О'Дэниел, Патил, Соудер и Даррелл Толби. (2010). «Сжигание брикетов и топливных пеллет, полученных из смесей биомассы и мелкого угля». Работа Международной конференции по подготовке угля 2010 (161-170). Google Книги. Интернет. 29 ноября 2010 г.
  13. ^ "Выбросы парниковых газов. "Агентство по охране окружающей среды США. 19 октября 2010 г. Интернет. 8 декабря 2010 г.
  14. ^ "Как брикеты из биомассы могут спасти исчезающую горную гориллу В архиве 2016-10-08 в Wayback Machine "GreenUpgrader. 5 марта 2010 г. Интернет. 4 декабря 2010 г."
  15. ^ "Биобрикеты. "Africanrootsfoundation.org. Интернет. 30 ноября 2010 г."
  16. ^ "Брикетирование биомассы: технология и практика - Введение. "Центр экологических наук ИНСТИТУТ НАУКИ БАНГАЛОР. Интернет. 04 декабря 2010 г."
  17. ^ "Подробнее о CBC News: Киото и не только. "CBC.ca - Canadian News Sports Entertainment Kids Docs Radio TV. CBC News, 14 февраля 2007 г. Интернет. 1 декабря 2010 г.
  18. ^ http://agrofuelindia.com
  19. ^ "Брикет из биомассы. В архиве 2016-03-04 в Wayback Machine "Www.gcmachines.com. Интернет. 30 ноября 2010 г.
  20. ^ [1]
  21. ^ "Брикеты из биомассы. "Biomass.com. Web. 30 ноября 2010 г."
  22. ^ "AGICO - Брикетировочная машина для биомассы. "Брикетировочная машина для биомассы AGICO. Интернет. 30 ноября 2010 г."
  23. ^ "Использование остатков хлопковых растений для производства брикетов. "ScienceDirect. 29 марта 1999 г. Интернет. 6 декабря 2010 г."
  24. ^ "Министерство энергетики выбирает проекты по развитию технологий совместного производства энергии и водорода, топлива или химикатов из угля и биомассы. "Министерство энергетики США. 18 августа 2010 г. Интернет. 4 декабря 2010 г."
  25. ^ "Энергия биомассы: плюсы и минусы - обновленная статья с новой информацией. "Green Energy Investments and News. 20 сентября 2010 г. Интернет. 4 декабря 2010 г."
  26. ^ "Энергия биомассы: за и против - обновленная статья с новой информацией. "Инвестиции в зеленую энергию и новости. 20 сентября 2010 г. Интернет. 4 декабря 2010 г."
  27. ^ "Брикетирование: «Брикетирование из других источников энергии.
  28. ^ "Брикетирование: В архиве 2017-05-17 в Wayback Machine " .

внешняя ссылка

  • Фонд наследия
  • «Исследование отрасли производства брикетов в Кении» (PDF).