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将纸厂残留成燃料颗粒
1.造纸厂残留物的高潜力

1.1造纸厂简介
纸由含有纤维素纤维的原料制成,通常是木材,再生纸和农业残留物。在发展中国家,大约60%的纤维素纤维源自非木材原料,包括甘蔗渣,谷物,竹,芦苇,esparto草,黄麻,亚麻和剑麻。造纸生产的主要步骤是原料制备,如木屑和芯片制作;纸浆制造;纸浆漂白;纸制造;和纤维再循环。在造纸厂中,残留物的产生是不可避免的。纸浆和纸张制造的特征在于,内部和外部的不同循环,并且尊重重复的层次,再循环和无法再循环的等级被送到能量回收,例如木质残留物,树皮残留物等。

造纸厂工厂


1.2不同造纸工艺阶段产生的残留物类型不同

1.2.1原料制备
造纸厂使用的木材原料主要来自森林或锯木厂工业的副产品。采伐残余物主要残留在森林中。
1.2.2纸浆制造业
用于制浆的木材首先要剥皮,留下一定数量的树皮残留物。制浆方法主要有两种,即牛皮纸制浆(占主导地位的化学制浆方法)和机械制浆。不同的制浆工艺产生不同的残渣。
在牛皮纸制浆中,木片是用化学物质煮熟的。烹饪可以去除木质素,将木材分解成纤维。化学制浆的残渣有绿渣、石灰泥和石灰泥。
在机械制浆中,纤维通过在旋转的石头上磨圆木或在旋转的圆盘和固定的板之间精炼木屑来彼此分离。机械制浆的残渣主要是纤维和较大木材成分的混合物。
1.2.3造纸制造业
造纸过程中的残留物包括木材纤维和矿物质。

1.3造纸工业残留物的主要利用

这里我们以欧洲的造纸工业为例。

从图中可以看出,造纸厂渣油主要用于造纸厂内部,以满足工艺的电和热需求;但仍有许多纸浆和纸张生产的残留物被投入垃圾填埋场,否则这些残留物可能对能源回收很有价值。

利用造纸厂的残留物


1.4能源生产

从第1.2段开始,我们可以获得大多数造纸工业残留物的信息来自木材,自然资源,因此可以用作生物燃料以进行能源生产。这些生物燃料的燃烧会导致灰分。然而,如果这些残留物直接燃烧为燃料,则存在许多缺点。它们的形状不规则,能量密度低,通常受温度和水分的影响,并且可能难以运输。如果它们被用作共同燃料,它们应该具有共同燃料的主要特性,这可以通过致密化实现。致密化产生规则的形状,提高能量密度,降低温度和水分的影响,并增加了交通的易于运输。制造燃料颗粒是这些造纸厂残留物致密化的理想方法。

2.用造纸厂废渣制造燃料球团的优点

2.1燃料颗粒的好处

造纸厂的能耗

燃料颗粒的形状,尺寸,能量含量和水分均匀均匀,与其他木材燃料相比,更容易运输,储存和传送,并且它们需要更小的存储空间。它们的高能量密度意味着它们比造纸厂残留物的体积更多。
除了燃料球团的这些优点外,燃烧球团的设备比其他生物燃料系统更自动化,效率更高。

2.2纸厂的益处

在世界范围内,纸浆和造纸工业是第五大能源消耗行业,占整个世界能源消耗的4%。大约20%的纸张制造成本是能源成本。因此,寻找一种新的清洁、廉价的燃料来替代昂贵的化石燃料,对造纸企业降低能源成本至关重要。燃料球就是其中之一。一吨木屑颗粒的能量相当于120加仑的取暖油。造纸厂通过在造纸厂将磨渣和其他废木材制成致密燃料球团,产生用于造纸的蒸汽和电力,可以将煤炭的使用量减少到一定的百分比,从而降低能源成本
让我们作为一个例子。

鸟瞰图的Flambeau River Papers与木制颗粒工厂环绕,较低的中心

(这张照片显示了Flambeau River Papers的鸟瞰图,木屑颗粒工厂被圆圈环绕,较低的中心)
位于威斯康辛州的Flambeau River Papers是一家造纸厂,由于天然气和煤炭价格的上涨,这家造纸厂为了降低能源成本而改用了木球燃料,从而避免了破产。Flambeau River paper的一家附属公司开始在该厂利用锯木厂的残留物生产致密燃料球团,其他废弃木材和球团用于生产造纸用的蒸汽和电力。当完全投入运营,每天生产13吨球团时,该公司下属的致密燃料有限责任公司(Densified Fuel LLC)将把煤炭使用量减少到大约10%。

2.3对环境的好处

燃料颗粒被认为是碳中性,这意味着当燃烧颗粒被消耗时释放的二氧化碳量与大气中消耗的二氧化碳相同,而在森林中生长则为植物。因此,燃料颗粒在很大程度上减少到空气的污染。将纸质工厂残留物存放可持续和环境友好。

3.燃料颗粒生产

3.1造纸厂废渣制燃料球团设备
基本设备包括:
木锤式粉碎机:将大尺寸的纸铣刀残留物粉碎成粉末,尺寸小于6mm。
锯末烘干机:降低水分,使物料适合直接成球。
木颗粒机:木屑颗粒生产线的核心设备。颗粒机可分为平模颗粒机和环模颗粒机。平模颗粒机适用于中小型木屑颗粒厂,环模颗粒机适用于大型木屑颗粒厂。
燃料颗粒冷却器:将热颗粒冷却至温度类似于室温。
球团筛:用于清除球团中残留的细小颗粒。
Biopellets包装机:重量和包装颗粒自动,特别是对于大型颗粒生产线。

3.2颗粒制造技术

木颗粒材料

3.2.1收集残留物
收集的生物质通常具有不同的尺寸,因此必须对颗粒生产的进一步加工进行分选和制备。
3.2.2磨
大型生物质材料应通过木锤磨机将其减小到6mm以下。
3.2.3干燥
生产燃料粒料材料的水分含量约为12%-15%。粉末状材料的干燥可以通过旋转式干燥器或管道干燥器进行。
3.2.4造粒
具有适当尺寸和水分含量的材料进入木颗粒机以使燃料颗粒制成。有两种木质颗粒机,即环模木颗粒机和平模木颗粒机。
3.2.5冷却
压缩后的球团温度非常高,约为90℃,因此冷却是球团制造中必不可少的一步。通过冷却,颗粒得到稳定、硬化和最终成形。
3.2.6筛分
筛分颗粒以除去残留的细粒。罚款在使用中是有害的,它们通常在过程中重复使用并重新造粒。
3.2.7包装和储存
颗粒由Bags中的生物丸包装机自动包装。因为颗粒高度容易湿润,所以提供足够的成品颗粒储存非常重要。颗粒也可以存储在封闭的筒仓中。

燃料球团生产


3.3建立球团厂的相关成本

3.3.1设置颗粒磨机的基本成本是:
原料:43%
干燥机:35%
造球机:7%
人员:6%
储存设施:3%
外围设备:2.5%
研磨设备:2%
总投资:1%
制冷设备:0.5%

木球

当考虑到从造纸厂获得免费材料时,这一成本阵列发生了巨大变化,干燥设备消耗了安装成本的93%。这提高了原料价格的重要性。购买生物质原料是颗粒生产中最昂贵的方面。干燥原料是球团生产中最耗能的方面。因此,由于大量的残渣适合于生产燃料球团,因此对造纸厂生产燃料球团是有利的。

颗粒生产成本 球团生产能耗

3.3.2颗粒成本与颗粒植物尺寸
一般来说,成本和颗粒植物大小成正比。

4.结论
为了降低能源成本和保护环境,以可持续、高效和环境友好的方式处理造纸废渣是造纸厂发展的趋势。用造纸厂的废渣制造燃料球团是一种行之有效的方法。