ضغط الفحم الحيوي

أنواع فحم البيو

فحم البيو هو عملية صديقة للبيئة ومستدامة لتحويل الكتلة الحيوية أو النفايات العضوية إلى وقود صلب. فحم البيو هو وقود صديق للبيئة يتم تشكيله عن طريق ضغط النفايات المتنوعة. هناك طرق مختلفة لإنتاج فحم البيو:

• فحم البيو غير الملزم

  لا تتطلب هذه العملية من إنشاء الفحم أي مادة لاصقة خارجية. عندما تكون هناك كمية كافية من الكتلة الحيوية التي يمكن أن تنتج مكون اللجنين، يعمل اللجنين كعامل لاصق طبيعي. سيتم تسخين الكتلة الحيوية إلى درجة حرارة وضغط مرتفعين، مما سيؤدي إلى ليونة اللجنين، مما يسمح له بربط الجسيمات معًا. تتمتع هذه الطريقة من تصنيع فحم البيو بمجموعة خاصة من المزايا. تُفضّل هذه الطريقة لعدم وجود مواد لاصقة كيميائية. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع فحم البيو غير الملزم بقيم حرارية أعلى. ومع ذلك، تشمل هذه الطريقة بعض العيوب، مثل رداءة الجودة الفيزيائية للكتلة الحيوية وأنواع المواد الخام المحدودة.

• فحم البيو المساعد بالمادة اللاصقة

  تتضمن عملية تصنيع الفحم بمساعدة المادة اللاصقة إضافة مادة لاصقة معينة إلى مادة الكتلة الحيوية الخام قبل عملية الضغط. يمكن أن تكون المادة اللاصقة عبارة عن منتجات ثانوية زراعية أو مركبات كيميائية أو إضافات وظيفية محددة. سيؤدي ذلك إلى تحسين استقرار الفحم وخصائصه الفيزيائية وقوته. بسبب إضافة المادة اللاصقة، ستتحسن الصفات الفيزيائية للفحم، بما في ذلك الاتساق في الشكل والأبعاد والكثافة، وما إلى ذلك. يمكن لهذه الطريقة أيضًا دعم استخدام مواد خام متعددة غير متجانسة.

• التحلل الحراري السريع وضغط الفحم

  يركز ضغط الفحم على استخدام الفحم كمكون أساسي. في هذه الطريقة، يتم تعريض الكتلة الحيوية للتحلل الحراري السريع في درجات حرارة عالية مختلفة. سيؤدي ذلك إلى تحلل حراري ويؤدي إلى تشكيل الفحم الحيوي. بعد العملية، سيتم تعريض الفحم الحيوي لضغط مرتفع في آلة تصنيع الفحم. سيؤدي ذلك إلى منتج ذو محتوى رماد منخفض ومحتوى كربون مرتفع. سيتميز المنتج المتكون بثبات ممتاز عند تخزينه وكذلك التعامل معه مقارنة بأشكال أخرى من الفحم. تشمل العملية ميزة خفض الرماد بشكل كبير وتحسين الكربون في نفس الوقت. ومع ذلك، تقتصر هذه الطريقة على توفر جهاز تحلل حراري محدد.

مواصفات وصيانة فحم البيو

المواصفات

• القدرة الإنتاجية:

  قدرة فحم البيو متناسبة طرديًا مع عمل الآلة. تؤثر العديد من العوامل على إنتاجية الآلة، بدءًا من نوع الخشب المستخدم إلى جودة الآلة. ومع ذلك، ستنتج آلة ذات جودة عالية حوالي 300-600 كجم من الفحم يوميًا.

• متطلبات الطاقة:

  يمكن أن تتراوح كمية الطاقة اللازمة لتشغيل آلة تصنيع فحم البيو من 15 إلى 100 كيلوواط، اعتمادًا على حجمها وقدرة الإنتاج. ستحتاج الآلات ذات القدرات الأكبر إلى مزيد من الطاقة. يمكن لآلة معينة استخدام محرك AC ثلاثي الطور أو وحدة طاقة هيدروليكية.

• المواد الخام:

  يمكن أن تكون المواد الخام للفحم أي شكل من أشكال مخلفات الكتلة الحيوية، مثل نشارة الخشب، قشر الأرز، القش، ونوى النخيل. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام بعض النفايات الصناعية، مثل رماد الكتلة الحيوية.

• قوة الضغط:

  في آلة تصنيع الفحم، تقوم أجزاء مختلفة بتطبيق الضغط، يُطلق عليه قوة الضغط، لتحويل مادة الكتلة الحيوية السائبة إلى فحم صلب. بشكل عام، تُطبق آلة تصنيع فحم البيو قوة ضغط كبيرة تتراوح بين 5 إلى 25 طنًا. ستكون للآلات التي تستخدم مزيدًا من القوة قدرة إنتاجية أكبر.

الصيانة

يجب على المستخدمين صيانة آلة تصنيع فحم البيو بعناية للحفاظ على تصنيع الفحم. فيما يلي بعض نصائح الصيانة:

• افحص جميع أجزاء الآلة بانتظام. ابحث عن علامات التآكل أو التلف أو الفك. يجب التعامل مع أي أجزاء تحتاج إلى إصلاح أو استبدال على الفور.
• حافظ على جميع أجزاء آلة تصنيع الفحم مدهونة ومزيتة. سيضمن ذلك عملها بسلاسة ولن تتعطل.
• يجب إزالة أي انسدادات من أقسام التغذية والإخراج لأنها يمكن أن تبطئ عمل الآلة بشكل كبير.
• اتبع تعليمات الشركة المصنعة بدقة وقم بإجراء الخدمة المجدولة في الوقت المحدد. يجب على المهنيين المدربين فقط إجراء الصيانة.

سيناريوهات تصنيع فحم البيو

• إدارة النفايات

  يساعد تصنيع فحم البيو في إدارة النفايات الزراعية والغابات عن طريق تحويل الكتلة الحيوية المتبقية إلى فحم. يقلل ذلك من مشاكل التخلص من النفايات ويمكن أن يوفر دخلًا للمزارعين.

• مصدر وقود صناعي

  يُستخدم فحم البيو كبديل للفحم في العديد من الصناعات. تجعله جودته المتسقة وقيمته الحرارية العالية مناسبًا للاستخدام في تصنيع الصلب وأفران الأسمنت ومصانع الزجاج وتوليد الطاقة، من بين أمور أخرى.

• الطاقة الريفية

  يمكن أن يوفر تصنيع فحم البيو مصدر طاقة رخيص للسكان الريفيين في المناطق التي لا تتوفر فيها شبكات الطاقة التقليدية. يمكن للمجتمعات الريفية إنتاج الفحم محليًا من الكتلة الحيوية المتاحة.

• وقود التدفئة والطبخ

  يستخدم فحم البيو على مستوى العالم في مواقد وأفران المنازل. يحترق بشكل أنظف من الحطب والفحم، مما يسمح للعائلات بتقليل تلوث الهواء الداخلي والمخاطر الصحية.

• مشاريع البناء الخضراء

  يمكن استخدام فحم البيو في المشاريع التي تستهدف الحصول على شهادة LEED أو تصنيفات الاستدامة الأخرى. يساعد تأثيرها البيئي البسيط المباني على تلبية معايير كفاءة الطاقة وحفظ الموارد.

كيفية اختيار فحم البيو

• نطاق العمليات:

  تُعد القدرات الصغيرة إلى المتوسطة (أقل من 500 كجم / ساعة) مناسبة للإنتاج اللامركزي، مثل المنشآت الريفية أو القائمة على المجتمع. تُعد القدرات واسعة النطاق (أكثر من 500 كجم / ساعة) والإنتاج المركزي للاستخدام الصناعي ومعالجة المواد الخام المتعددة أكثر ملاءمة.

• التكنولوجيا:

  يعتمد تصنيع الفحم غير الملزم على اللجنين في المواد الخام للتماسك ويعمل بشكل جيد مع المواد ذات محتوى اللجنين العالي. تتطلب طريقة المادة اللاصقة عاملًا إضافيًا وتناسب الكتلة الحيوية المتنوعة. يتطلب النهج الحراري اللدائن مواد خام محددة يمكن أن تطور خصائص حرارية اللدائن. يتمتع الضغط اللولبي بميزة انخفاض استهلاك الطاقة، بينما يتمتع الضغط المكبس بقدرة إنتاجية أعلى. يمكن لعملية اختيار التكنولوجيا المناسبة بناءً على المواد الخام السائدة أن تعزز الكفاءة.

• الاستثمار:

  تؤثر تكاليف رأس المال وعوامل التشغيل على إجمالي النفقات. تقلل المنشآت شبه الآلية من الاستثمارات بينما تزيد المنشآت الآلية بالكامل مع التعبئة التلقائية من التكاليف. تُعد مكابس المكبس أكثر تكلفة من مكابس اللولب. يمكن أن يؤدي التركيز على المبلغ الأولي إلى إغفال وفورات التشغيل على المدى الطويل. يساعد الموازنة بين الأسعار المسبقة ونفقات التشغيل المستقبلية في اتخاذ قرارات أفضل.

• نوع الوقود:

  تحديد نوع الوقود الذي سيتم استخدامه (مثل البخار أو الديزل أو الكهرباء أو الغاز) واختيار المعدات التي تتناسب مع مصدر الوقود المختار لضمان التوافق والكفاءة.

• معدل الإنتاج:

  يجب مراعاة معدل الإنتاج اليومي للفحم. سواء كان الإنتاج المطلوب في حدود بضع مئات من الكيلوجرامات إلى عدة أطنان يوميًا، وبالتالي اختيار الآلة المناسبة التي تلبي احتياجات الإنتاج.

• متطلبات الجودة:

  اعتمادًا على صلابة الفحم وكثافته ومحتوى الرطوبة وقيمته الحرارية المطلوبة، اختيار آلة تصنيع الفحم التي لديها القدرة على إنتاج جودة الفحم المطلوبة.

• قيود الميزانية:

  مراجعة سعر آلة تصنيع فحم البيو والتأكد من أنها ضمن حدود الميزانية. مراعاة عوامل مثل التثبيت والنقل وخدمة ما بعد البيع، وضمان أن إجمالي الاستثمار معقول.

• اختيار المورد:

  اختيار مورد موثوق به يقدم آلات تصنيع فحم عالية الجودة. تقييم سمعتهم وخبرتهم وردود فعل العملاء، والتأكد من أن المورد يمكنه تقديم الدعم الفني في الوقت المناسب وتوفير قطع الغيار.

الأسئلة الشائعة

س1: كيف يتم تصنيع فحم البيو؟

ج1: يتم تصنيعها من خلال عملية الضغط. في هذه العملية، يتم سحق مادة الكتلة الحيوية إلى جسيمات دقيقة، ثم يتم تقليل محتوى الماء. يتم تطبيق الحرارة والضغط، مما يؤدي إلى ربط الجسيمات. يتم ضغط المادة أكثر في فحم.

س2: ما هي فوائد فحم البيو؟

ج2: يوفر فحم البيو العديد من الفوائد. فهي متجددة ومستدامة وصديقة للبيئة. تقلل من البصمة الكربونية. تنتج طاقة عالية وهي فعالة من حيث التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تكييف الفحم واستخدامه في العديد من التطبيقات الصناعية.

س3: ما هي الاختلافات بين فحم البيو وكريات فحم البيو؟

ج2: الاختلاف الرئيسي بين الفحم والكريات هو تقنيات الضغط والهندسة. يمتلك الفحم حجمًا أكبر ويتم إنتاجه من خلال ضغط مرتفع بدون إضافة الحرارة. من ناحية أخرى، الكريات أصغر حجمًا، ويتم إنتاجها من خلال ضغط مرتفع وحرارة. علاوة على ذلك، تتمتع الكريات بشكل دائري، بينما يتميز فحم البيو بمظهر كتلة.