能量作物颗粒——芒草的革命

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1.芒草简介
纬度分布
芒(Miscanthus)是一种C4根状草，约有15种多年生草本植物，原产于非洲和南亚的亚热带和热带地区(其中一种(M. sinensis)向北延伸至温带的东亚)，它于20世纪30年代作为观赏作物从远东引入欧洲，从20世纪50年代开始，经过研究、育种和选育，已发展成为一种生物质作物。这种作物在包括欧洲温带在内的许多气候带都具有相当大的潜力。现在在欧洲和美国越来越多地作为能源作物种植。在适宜的气候条件下，3年后的潜在产量为>20吨DM/ hm2 /年。
产量:
一英亩的巨大芒草可以产生13吨可收获的干物质，其产生的能量相当于12吨的粉河盆地煤炭。芒(Miscanthus x giganteus)是一种多年生草，根据伊利诺伊大学的研究，它能长到12英尺高，每年每英亩能产生令人印象深刻的15吨生物量。
在爱尔兰共和国，芒草的干物质产量可预期与英格兰北部相似，每年每公顷12-15吨干物质。
特性：

财产	描述
收获时含水率	20 - 50%
体积密度(打包)	130-150kg /m³.
收获的散装密度（切碎）	70 - 100公斤/ m³
热值（网）	~ 17 gj /吨(干基)
灰分内容	typically2 - 3%
灰融合(融化)温度	1090℃
一些烧结观察到的温度	600℃

用途：
首先，芒草可以用作动物床上用品——生产马床上用品
然后，Miscanthus被认为是造纸工业的原料，是用于建筑材料的纤维源。
并且，Miscanthus也广泛用作地理纺织品中的纤维材料。它用作罐头来支持装饰盆栽植物，并且还进行了从燃烧过程中产生的MISCanthus灰烬作为肥料。
其中最重要的一种是芒草，芒草具有初始生物质材料能量值的80-90%，可以制成颗粒或煤球，作为能源生产和共烧的原料。已经检查的能量生产替代品是与加热厂中的煤和燃烧共燃烧。
在爱尔兰，人们越来越意识到需要按照《京都议定书》的承诺减少温室气体排放，并开发替代能源，以减少对有限的化石燃料资源的依赖。爱尔兰政府已经通过了欧盟的可再生能源指令，目标是到2020年可再生能源占总能源消耗的20%，爱尔兰的强制性目标是16%，这进一步推动了开发本土生物能源资源的需求。

2.芒草丸制作过程
芒草是一种长高3米以上的多年生能源作物，形似竹子，每年不补种而产。芒草的快速生长、低矿质含量和高产使其成为生物质燃料。而芒草可能不太容易作为生物质锅炉的燃料，如果没有一些预处理，如切丁或造粒。最灵活的燃料格式是颗粒燃料，芒草燃料颗粒可以生产的价格类似于其他生物质颗粒。整个制球过程包括:收获(含打包)-切碎-干燥-制球-冷却-包装-储存。

2.1收获
在春天期间每年收获Miscanthus，通常是传统的农业机械。
时间:
在爱尔兰在夏天剧烈增长后，Miscanthus在秋季停止生长。随着冬季持续到下列春季约30％的水分含量，叶片落下茎干。具有较低水分含量的收获生物质更容易存储，并且生物量的热值随着水分含量的降低而增加。Miscanthus（1月，2月）的早期收获可以生产具有高湿度和叶片含量的产品，这对于许多应用也是不合适的。相比之下，延迟收获（4月下旬）可能会损害新兴作物的新增长，橡树公园的研究表明，收获流量可能导致新兴芽造成永久性损害。因此，最佳收获时间在这两个极端之间，一般在3月或4月初。土壤必须适合重型机械。
质量:
为了确保产品的最佳质量，重要的是在正确的水分中收获Miscanthus并以合适的方式储存以保持干燥。不应收获在冬季作物下的地面上收集的叶子垃圾层。坐在地面上的叶片通常过度湿润，因为它与土壤直接接触。叶片材料将腐烂，发霉，绝对湿润，具有含有土壤或小石头的高概率。包含该叶片可能导致收获材料内的水分含量和灰分含量的增加。此外，该叶片内的营养物质为后续作物提供营养。因此，应设定割具割具拾取的高度和打包机接收的高度以避免拾取这种材料。此外，重要的是，阳光不倾斜，因为这将收集任何腐烂的叶片，这些叶片将在一年中和冬季冬季冬季脱落。
机械:
MISCANTHUS可以通过用于饲料玉米的自推进的收割机收获，用散装或割草的干式芯片材料，使其进一步干燥，随后与燃料一起干燥，造粒或碎片，以供将来用作燃料。
由于芒草茎的高度和强度，适用于收割玉米的机械类似，但如果水分含量不低于20%，散装处理和储存新鲜切片可能会导致成型、加热和变质。或者，将芒草修剪以降低茎秆的硬度，增加水分流失，然后裹起来，切碎或捆成捆。各种打包机可用于干物质密度为130kg /m3的圆捆和干物质密度为150kg /m3的方捆。
也可以使用紧凑型滚筒打包机收获MISCanthus，其密度为300-350 kg / m3或由用于收获芦苇草的专业设备，包括用于收获芦苇草的捆包。
得出结论是，由于以下原因，割草机调理剂更适合Miscanthus收获： -
•更有效的生物量回收
更好的条带尺寸
•更快速的活动
•更大的茎调理，使能
•更好的捆包形成

2.2切
当芒被收割并在田间打包以增加密度和最大限度地提高运输效率时，它会被运送到加工设施，在那里被切割。芒被切成纤维(25mm-35mm长度)然后用切碎器或粉碎机干燥成颗粒状。

2.3干燥
切碎的芒进一步干燥，使用干燥机允许加工成球团。造粒所需含水率为10%-15%。

2.4造球
•变速螺旋机将芒草传送到机器锤磨
•可在提升螺杆中添加和混合粘合剂
•混合成分装入接收料斗中
振动筛将回收的灰尘和细粉筛掉
•热芒球团通过收集槽退出磨机
•热球团在装有的球团收集输送机中冷却冷却风扇，皮带速度是可变的，以确保颗粒在储存前有机会冷却
芒草颗粒的功能特点如下:

参数	价值
直径（mm）	6
水分含量	＜8％
净热值（MJ / kg）	18
能源消耗(MJ / GJ)	272.1
密度（kg /m³）	600
温室气体（绿色房屋气体）排放	15.5 - -20.23公斤二氧化碳eq / GJ

2.5包装
冷却过程后，Miscanthus颗粒不会直接进入燃料过程中，避免使用潮湿影响的Miscanthus颗粒，包装过程非常必要。颗粒包装机有效处理包装过程。它们可以包装在20kg环保纸袋中，以及15kg塑料袋。

3.芒粒在爱尔兰的应用
这些颗粒燃料的市场机会在于热电联合应用和商业发电厂，但主要是在农业加热市场，创造了比其他加热燃料更有利的环境。

它们也可以用作床上用品，比如马、小宠物、爬行动物、家禽和牛的床。在这里我们要讨论一下动物寝具的好处以及如何使用。

好处:
•自然、可持续、环保
优异的吸收率和气味控制
•创造一个柔软，有弹性和防滑表面
•几乎不含灰尘(由6毫米纤维制成，而不是木屑)
•易于存储和使用（不需要浇水）
•易于处理（快速堆肥）
•持久持久和成本效益（每周需要1袋）
•1年碳中和(木材需要20年以上)
•原产地和制造于英国

如何使用:
使用细叉叉来散布乳腺颗粒以产生均匀的层。
如果需要，用少量的水(大约。每袋3升)，等待30分钟。每天清除滴落物，根据需要更换颗粒——在大多数情况下，使用颗粒床，人们将不需要添加任何额外的水。
尽管这些颗粒实际上不好吃，但当你第一次使用它们时，特别是如果你的牛有吃被褥的倾向，请放置一个测试样本。首先建立床并减少在床上进食的可能性，用少量水喷洒颗粒并等待30分钟。

4.爱尔兰Miscanthus颗粒的市场条件
价格
在价格方面，即使以今天的价格，芒草也能直接与石油等传统化石燃料热源竞争。据报道，运往欧洲的芒草颗粒的价格为每吨100美元，这种高大的多年生草每英亩10吨的产量甚至可以与高价的玉米竞争。
机会
使用芒草颗粒提供了一些潜在的好处，包括进口替代和减少温室气体，此外还为农民提供了一个替代企业。在非木质颗粒(包括柳树、芒草、油菜和谷物秸秆颗粒)中，由柳树和芒草制成的颗粒最容易制作，质量最高，燃烧时颗粒和气体排放水平最低。
未来的前景
芒草颗粒目前在爱尔兰根本没有商业规模的生产。但是，目前已经建立了若干支助机制，以便在爱尔兰发展固体生物燃料市场。再热和绿色家园计划引起了人们对使用生物质颗粒燃料的巨大兴趣。已经开发了由芒和锯木厂残留物制成的木屑和颗粒的新市场。人们现在开始对在生物质锅炉中使用芒草产生兴趣。最初的目标市场将是酒店和医院等有大量持续供热需求的建筑。
使用芒草颗粒作为泥炭发电厂的联合燃料可能会为这些作物打开一个重要的市场出口。这三个泥炭站每年总共燃烧300万吨泥炭。到2015年，如果要实现泥炭站30%的共燃，就需要生物质颗粒取代90万吨泥炭。要达到这一目标，大约需要60万吨生物质颗粒。
芒草颗粒与所有其他可获得的RES资源一起，有可能对爱尔兰的能源供应问题做出重大贡献。