1.介绍
松树是松属的针叶树,属于松科。有常绿的针叶树树脂树(或很少灌木)生长3-80米高,大多数物种达到15-45米高。松树也可用作木柴。但是,直接燃烧松木,不仅经济,而且燃烧效率低,并会释放大量的一氧化碳、二氧化碳等煤烟造成环境污染。如果将其制成木屑颗粒,其燃烧效率可达80%以上。二氧化硫、氨化合物和粉尘的排放更少。

颗粒燃料(或颗粒)是由压缩的有机物或生物质制成的燃料。木屑颗粒是最常见的颗粒燃料类型,通常由压实的锯末、加工木材、制造木制品和家具等过程中产生的相关工业废料制成。颗粒根据其热值、水分和灰分含量以及尺寸进行分类。它们可以用作发电、商业或住宅供暖和烹饪的燃料。球团密度极高,可以在低水分含量(低于10%)的情况下生产,这使得它们能够以非常高的燃烧效率燃烧。此外,他们的规则几何和小尺寸允许自动送料与非常精细的校准。它们可以通过螺旋输送机或气力输送给燃烧器。它们的高密度也允许紧凑的存储和合理的长途运输。它们可以很方便地从油罐车吹到客户的储油库或筒仓。
随着2005年以来化石燃料价格的飙升,以及欧盟2020年的政策目标,欧洲和北美对颗粒加热的需求有所增加,一个规模可观的行业正在形成。根据国际能源机构的任务40,木屑颗粒的产量在2006年到2010年间翻了一倍多,达到1400多万吨。现在是做颗粒生意的好时机。本文还对以松木木屑为原料制备颗粒的可行性进行了详细的分析。

2.湿法松木屑制球团的技术可行性

松木颗粒

2.1木屑颗粒形成机理
木材的近似化学成分是纤维素,半纤维素和木质素。纤维素是植物细胞壁的主要成分,其含量越高,植物细胞壁组织越多。植物细胞壁中的半纤维素用于纤维素和木质素通过效果。木质素可以提高植物本身的机械强度,植物粘合剂纤维。
在开始压缩时,固体颗粒排列松散,结构开始发生变化。在压力作用下,颗粒之间的相互位置在操作过程中发生不断的变化,物料的颗粒之间的空气被挤压。较大的木质纤维素颗粒在巨大的压力下成型开始断裂,而塑料流动,由于原料颗粒之间的相互接触变得非常紧。在垂直于主应力方向上,原料颗粒不断延伸,不断填补空隙。压力辊的高压导致木材的温度大大提高,木质素会轻微塑化,形成一种自然的“胶水”,在木球冷却时将其粘在一起。

2.2松树的化学成分
松木(其他属相似)的化学成分约为:42%纤维素,25%半纤维素,30%木质素,3%果胶,淀粉,灰分,其他。纤维素的主要成分是葡萄糖的聚合物(每个纤维素分子约1万个葡萄糖单位),它形成微小的微纤维,微纤维聚集形成较大的基本纤维,这是管胞壁的主要成分。短链半纤维素(150 - 200葡萄糖单位)填充纤维素链和不同大小的纤维之间的空间。木质素是一种酚类化合物(苯带有甲氧基、丙基和羟基),与纤维素紧密结合。
松树属于软木材。软木颗粒通常有较高的热量输出和较低的灰分。这就是软木胜出的地方。以下是木材工业所做的一项研究的信息。
白橡木8810 BTU/磅
黄色松树9610 BTU /磅
一个软木颗粒会每磅比硬木多产生10-20%的BTU,而且产生的灰更轻。

2.3松丸生产
我公司的颗粒生产设备和技术非常先进,性价比很高。燃料球团制造的整个过程包括原料接收、破碎、干燥、成球、冷却和包装。如果最终产品的质量是可接受的,那么每一步都必须小心进行。
图1木屑颗粒出口商的生产过程

松木颗粒制造

(1)原材料收货
木质颗粒的生产始于原料的产生。原材料的质量决定了颗粒的质量。确保湿松木锯末干净(没有树皮或污垢)。此外,锯末不应暴露在天气上,这可以保护锯末免受一些有害的元素。
(2)破碎
原材料需要通过平模压制,在上面钻一个小孔(木屑为6mm)。如果湿的松锯末比这个尺寸大,就应该把它压碎。合适的锤磨坊需要将锯末粉碎成小颗粒。
(3)干燥
在原料中保持适当的水分水平对最终颗粒的整体质量至关重要。对于木材,原料所需的水分水平在或接近15%。水分可以通过烘箱干燥或通过吹热空气通过颗粒来从原料中去除。
(4)造粒
实际上在这一步中创建了颗粒。辊子用于压缩生物量,抵靠称为“模具”的加热金属板。模具包括钻孔的几个小孔,这使得生物质在高温和压力条件下被挤压。如果条件是对的,生物质颗粒将熔化成固体质量,从而变成颗粒。叶片通常用于将颗粒切成预定长度,因为它离开模具。锯末是一种特别合适的颗粒原料,因为在木材中自然存在的木质素用作将颗粒保持在一起的胶水。
(5)冷却
颗粒,当他们离开模具,是相当热(~150°C)和相当软。因此,它们必须在使用前冷却和干燥。热量和湿气是通过我们特制的冷却设备排出的。颗粒的最终水分含量不应高于8%。
(6)包装
一旦形成颗粒并冷却,它们就包装在袋中或储存在块状中。颗粒可以无限期地储存,但必须保持干燥以防止劣化。

3.湿法松木屑制球团的经济可行性
3.1松木屑颗粒的机会

(1)农村用户
在没有天然气的地方,松木屑颗粒具有重要的市场机会。主要是在该州的农村地区,那里没有天然气;这些地区被认为是发展松木屑颗粒市场的主要地区。
(2)在州立锚租户
目前使用燃料油、剩余油/废油和丙烷的商业、机构和工业设施是支持松木木屑颗粒市场发展的潜在主力租户。其中包括食品加工设施;惩教设施部;沥青、混凝土和石化公司;和学校。
(3)先建立需求,再建立供给
它首先专注于在更大的设施中建立基本负荷需求。当产量达到足够的水平时,将开发一个颗粒磨来满足这一需求。
(4)出口市场
欧洲木颗粒消耗在世界上排名第一。目前欧盟能源的颗粒消耗量为1.5亿吨,生物能量的总能耗约为1.02亿吨。能源市场专家预计2020年的木颗粒市场将增长约2500万吨。

3.2利用湿法松木屑生产球团的成本分析
世界上最大的木屑颗粒生产国是美国。它的产量是世界第二大产油国的两倍多。这决定了木屑颗粒的价格。2013年钱逸飞分析了美国南部生产并出口到欧洲的木屑颗粒的价值链。研究发现,在假设情景下,饲料成本约占总成本的52%,而工厂运营成本和港口运输成本分别约为39%和9%。如果颗粒生产商以155美元/吨的价格交货,他们可以实现20.7%的毛利率。这一利润率低于制造业30%左右的平均利润率,但高于许多其他林业行业的利润率。

表1颗粒生产中心的成本分解

假设场景
总成本的百分比
高的
原料成本
64
52.1%
50
70
工厂运营成本
总成本
47.91
39.0%
21.12
131.19
固定成本
27.91
22.7%
11.48
51.77
资产贬值
22.41
18.2%
6.48
45.77
固定运营管理成本
5.5
4.5%
5
6
可变成本
20.
16.3%
9.64
79.42
能源
10
8.1%
5.64
39.42
人员
10
8.1%
4
40
港口交货成本
11
8.9%
7
15
直接生产成本
122.91
100.0%
78.12
216.19
FOB木质颗粒价格
155
130
160

美国木屑颗粒主要由硬木制成。松树属于软木材。它往往更便宜。这是因为软木树的生长速度更快,因此更容易生产,成本也更低。这也使得软木更加环保,因为它比硬木更容易再生。

4.结论
从以上分析可以看出,我们生产松木屑的技术是相当成熟和先进的。松木木屑是制作木屑颗粒的优质原料。在制粒过程中不使用添加剂,使制粒过程易于控制,降低不良率。相对硬木而言,松树生长较快,因此成本较低。并且,销木颗粒的热值较高,热值较高,灰分含量较低。松木屑颗粒具有广阔的市场前景。