2050年氫市場規(guī)模達(dá)到目前7倍 超全球碳減排的五分之一
在格拉斯哥召開的聯(lián)合國氣候變化會議(COP26)上，氫能理事會(Hydrogen Council)CEO聯(lián)盟呼吁世界各國領(lǐng)導(dǎo)人——政府和... 關(guān)鍵字：氫能 氫經(jīng)濟(jì) 碳減排。
Patrick Gall，因紐維克奧羅拉研究所技術(shù)開發(fā)經(jīng)理，站在因紐維克顆粒廠的造粒機(jī)和存儲筒倉旁邊。
四年前在美國新澤西州因紐維克開始的一個試點研究項目正在同時處理兩個當(dāng)?shù)仃P(guān)注的問題。第一是研究探索如何減少垃圾填埋場的廢紙板數(shù)量，估計每年有100噸；第二個與第一個相關(guān)，就是著眼于將紙板轉(zhuǎn)化為加熱的燃料。
在因紐維克奧羅拉研究所(Aurora Research Institute)技術(shù)開發(fā)經(jīng)理Patrick Gall的監(jiān)督下，用木質(zhì)顆粒設(shè)備生產(chǎn)紙板顆粒作為補(bǔ)充燃料，在日益增長的供暖市場顯示出了前景。
他說，這個概念是在討論如何減少因紐維克的垃圾填埋量時產(chǎn)生的。因紐維克地處偏遠(yuǎn)，用卡車將廢棄的紙板運到回收中心是不現(xiàn)實的。最近的這類設(shè)施位于育空地區(qū)的道森市和懷特霍斯，這兩個地方都需要超過10個小時的運輸時間，而且運輸?shù)侥抢锏馁M用也很高。
Gall說：“一些人熱衷于用硬紙板做燃料的想法，最終演變成將硬紙板造粒的想法，目的是將它與因紐維克現(xiàn)有的造?；A(chǔ)設(shè)施結(jié)合起來?！?/p>
在西北地區(qū)政府、加拿大經(jīng)濟(jì)合作組織和該地區(qū)的廢物減少和回收計劃的資助下，一項可行性研究被啟動，為該研究項目的啟動做準(zhǔn)備。計劃是進(jìn)行紙板樣品收集，擬定一份關(guān)于顆粒技術(shù)和紙板化學(xué)的綜述文獻(xiàn)，并進(jìn)行環(huán)境分析。
研究人員確定，只有瓦楞紙板材料——Gall將其定義為海運集裝箱中使用的“經(jīng)典”紙板——才會用于該研究項目。紙板是從雜貨店、醫(yī)院和其他大型機(jī)構(gòu)獲得的，紙板上的訂書釘、塑料支架、標(biāo)簽和其他不需要的材料被剝離，然后稱重。紙板中的聚合物和非纖維材料的質(zhì)量也會被稱重，以更好地了解在紙板廢物流中的占比。
木質(zhì)顆粒vs紙板顆粒
Gall說，在關(guān)于廢物利用的最初討論中，最初的重點是塑料，后來才轉(zhuǎn)向紙板。
研究小組聯(lián)系了顆粒機(jī)制造商，以確定紙板造粒機(jī)能否在傳統(tǒng)造粒設(shè)備廠生產(chǎn)。
Gall解釋說：“我們知道這個過程在生產(chǎn)方面肯定是可行的。燃燒方面更具挑戰(zhàn)性?！?/p>
人們擔(dān)心產(chǎn)生的灰分，今天生產(chǎn)的紙板顆粒仍在實驗室進(jìn)行測試，以“檢查一些問題”。Gall說，他收集的信息是“分散的”，但研究小組已經(jīng)能夠充分利用它們。團(tuán)隊現(xiàn)在對項目的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境考慮有了更好的理解。
從制造的角度來看，木頭和紙板顆粒最大的區(qū)別在于，紙板最初是通過制漿的過程從木頭過渡到紙板纖維。這一過程會將大部分木質(zhì)素從木材中剝離出來，而木質(zhì)素是粘合木屑顆粒的主要物質(zhì)。紙板顆粒需要纖維素纖維來粘合。
Gall說，紙板顆粒的生產(chǎn)溫度略高于木屑顆粒生產(chǎn)所需的溫度。更大程度上依賴于纖維素纖維來保持紙板顆粒的形狀。
用廢木材生產(chǎn)木屑顆粒使用比紙板顆粒更高密度的原料。另一方面，碎紙板“超級蓬松”，他補(bǔ)充說，在干燥的氣候下，它會讓人擔(dān)心它可能沒有被充分壓縮。
“這與用鋸屑制造木屑顆粒截然不同，”他說。
在顆粒廠調(diào)試期間生產(chǎn)的紙板顆粒
測試結(jié)果
但是，紙板顆粒的制造過程與木屑顆粒的制造過程類似。一旦原始紙板被剝離掉所有訂書釘、塑料和其他不需要的材料，它就會在碎紙機(jī)中被粉碎，產(chǎn)生兩到三毫米大小的紙板碎片。
Gall說：“(由Shini美國工業(yè)公司生產(chǎn)的)碎紙機(jī)比同等的木屑切碎機(jī)/造粒機(jī)組合更加耐用。”
聯(lián)通數(shù)科AI平臺，守護(hù)化工安全生產(chǎn)
2020年10月，工業(yè)和信息化部、應(yīng)急管理部聯(lián)合印發(fā)《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)行動計劃（2021-2023年）》。行動計劃提出：加快互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈... 關(guān)鍵字：聯(lián)通數(shù)科 安全生產(chǎn) 裕泰集團(tuán)。
粉碎的紙板被送入顆粒成型機(jī)，在那里它們受到相當(dāng)大的熱量和壓力。造粒室內(nèi)部溫度可達(dá)150℃，而壓輥下的壓力可達(dá)每平方英寸數(shù)千磅。
Gall說，顆粒成型機(jī)中沒有加熱器，但施加給原料的壓力產(chǎn)生了足夠的內(nèi)摩擦，從而產(chǎn)生了快速的溫度上升。
他說，用于研究項目的因紐維克顆粒成型機(jī)是為一個中型工場量身定制的。工作空間約40英尺(12.2米)長，10英尺(3米)寬，能夠容納一臺碎紙機(jī)，存儲筒倉和制粒設(shè)備。這個裝置每小時可以生產(chǎn)200到250磅(90.7-113.4公斤)的顆粒。
Gall說：“這對我們現(xiàn)在的實驗來說是完美的，而且我們這里回收的廢棄紙板一點也不少?！?/p>
燃燒數(shù)據(jù)表明，5%的紙板顆粒與木屑顆?；旌蠈a(chǎn)生最理想的熱量和灰分結(jié)果。
為了讓紙板充分燃燒，它需要比木屑顆粒多一點空氣。大多數(shù)顆粒鍋爐都有一個強(qiáng)制空氣系統(tǒng)，但其設(shè)置被相應(yīng)地調(diào)整，以確?；旌先剂先紵首罡?。
Gall說，數(shù)據(jù)預(yù)測，如果包含紙板顆粒，灰分會更高。使用該值，可以確定紙板顆粒的灰分質(zhì)量為10%，而木質(zhì)顆粒的灰分質(zhì)量在1%到3%之間。建議用于該項目的鍋爐灰分不超過5%。
“我們提出了將紙板顆粒與木顆?；旌弦陨晕⒎糯髢r值的想法，但我們從未期望灰分含量超過5%，”Gall說，并補(bǔ)充說研究人員與負(fù)責(zé)的工廠操作員進(jìn)行了定期溝通，他們同意5%的紙板顆粒含量是最好的。
當(dāng)壓縮成顆粒狀燃燒時，紙板的性能會提高。
但是，他說，控制鍋爐中的灰分是一個主要問題。
研究還確定，紙板顆粒的熱值比木質(zhì)顆粒低15%。這些信息被用來計算出與木質(zhì)顆粒相當(dāng)?shù)膬r格，使研究團(tuán)隊能夠了解他們的制造成本是超過還是低于該價格。他們發(fā)現(xiàn)，如果能夠引入補(bǔ)貼制度或城市垃圾分流制度，他們至少可以實現(xiàn)收支平衡或有機(jī)會盈利。
潛在影響
收集廢紙板的成本可能很高，但Gall表示，許多社區(qū)企業(yè)和組織都渴望直接將他們不需要的紙板垃圾送到工廠，以避免支付垃圾填埋場傾卸費。
大部分送往垃圾填埋場的硬紙板要么臟了，要么損壞了，幾乎無法用于顆粒生產(chǎn)，但Gall指出，將其中約60%的硬紙板轉(zhuǎn)移出來，每年就能獲得60噸以上的可用原料。
奧羅拉研究所在這個項目上與Delta Enterprises開展合作，Delta Enterprises是Gwich'in擁有的一家當(dāng)?shù)厮綘I公司，該公司提供了進(jìn)入其車間安裝顆粒機(jī)的機(jī)會。Delta準(zhǔn)備最終接管基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)運營。
Gall說：“我們正在訓(xùn)練他們，教他們?nèi)绾问褂弥屏C(jī)，同時解決我們的研究問題?！?/p>
為了支付研究項目的費用，由加拿大皇家土著關(guān)系和北方事務(wù)部提供的Northern REACHE(社區(qū)健康和電力的負(fù)責(zé)任能源方法)提供了95,000美元的贈款。固定成本包括維持每小時250磅的處理速度所需的7.5萬美元的設(shè)備。這筆贈款除了支付碎紙機(jī)、筒倉和制粒機(jī)的費用外，還用于支付電力和服務(wù)升級的費用。
該項目的預(yù)期效益包括創(chuàng)造本地就業(yè)機(jī)會、節(jié)省垃圾填埋場空間，以及減少因紙板垃圾不均勻分解而產(chǎn)生的甲烷氣體排放。
（原文來自：生物質(zhì)雜志 51生物質(zhì)顆粒交易網(wǎng)，新能源網(wǎng)綜合）
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