向前推進(jìn)的黑色顆粒

　　在瑞典松茲瓦爾（瑞典東部的港口城市）的一個(gè)工廠里被整齊地藏起來的是一個(gè)生產(chǎn)蒸汽爆炸材料的中試反應(yīng)堆。一個(gè)看似不起眼的工具包，它屬于維美德（Valmet）纖維技術(shù)研發(fā)中心，是芬蘭領(lǐng)先的全球森林工業(yè)和能源技術(shù)企業(yè)Valmet Oyj的一個(gè)分部。憑借其新穎的工藝，該公司可能已經(jīng)打破了“雞肉和雞蛋”市場(chǎng)的僵局。

　　作為一個(gè)地標(biāo)，松茲瓦爾在木纖維、紙漿和紙張加工技術(shù)方面擁有悠久的傳統(tǒng) — Sunds、SCA和Defibrator成為Sunds Defibrator，這是一種機(jī)械式的纖維分離工藝，2013年美卓（METSO）分拆后成為維美德。

　　蒸汽爆炸或蒸汽處理可以產(chǎn)生“黑色”顆粒，支持者認(rèn)為它們是比傳統(tǒng)的“白色”生物質(zhì)顆粒更安全和更具成本效益的可再生生物質(zhì)燃料。像他們烘焙出的黑色顆粒一樣，蒸汽爆炸產(chǎn)生的黑色顆粒每公斤可以蘊(yùn)含更多的能量，具有強(qiáng)烈的疏水性，不會(huì)自發(fā)熱或產(chǎn)生廢氣，導(dǎo)致更少量的灰塵，更可以像煤炭一樣磨碎和燃燒。

　　據(jù)維美德稱，它的黑色顆?？梢栽谛⌒驮O(shè)備中100％的替代煤炭，在大型工廠中替代煤炭的比例可高達(dá)70％，而不需要定義尺寸細(xì)節(jié)。作為工業(yè)規(guī)模的多燃料鍋爐系統(tǒng)的全球主要供應(yīng)商，該公司無疑對(duì)其鍋爐中不同燃料的性能有所了解。

　　然而，與其同樣廣為人知和備受尊敬的奧地利領(lǐng)先的同行安德里茨公司（Andritz AG）不同，該公司偶然選擇了烘干路線 - 因?yàn)槠淠壳暗募夹g(shù)組合不包括造粒設(shè)備，所以在木漿造粒行業(yè)可能更像是一匹黑馬。

　　也就是說，公司確實(shí)擁有工業(yè)規(guī)模的顆粒廠所需的其他設(shè)備，如材料處理、剝皮機(jī)、減小尺寸、皮帶干燥機(jī)和輸送以及生產(chǎn)蒸汽爆炸材料的技術(shù)。

　　利用差異

　　其他技術(shù)開發(fā)商，如挪威的Arbaflame和美國(guó)的Zilkha生物質(zhì)公司，已經(jīng)開發(fā)了蒸汽處理技術(shù)，并且一直忙于為投資者提供解決方案，同時(shí)向電力公用事業(yè)市場(chǎng)提供產(chǎn)品。這里已經(jīng)說明了兩個(gè)顯著差異：公司規(guī)模和缺乏示范設(shè)施。

　　作為一家公開上市的公司，維美德財(cái)務(wù)實(shí)力雄厚，足以作為完整的交鑰匙工程、采購(gòu)和施工（EPC）承包商運(yùn)營(yíng)。事實(shí)上，該公司已在世界各地成功建設(shè)多個(gè)數(shù)百萬歐元規(guī)模的工業(yè)過程項(xiàng)目，如制漿造紙廠或生物質(zhì)發(fā)電廠。

　　其次，Arbaflame和Zilkha都使用黑色顆粒生產(chǎn)設(shè)備，并且至少有一個(gè)商業(yè)承購(gòu)協(xié)議已經(jīng)到位，而維美德甚至沒有示范工廠，只是Sundsvall的試點(diǎn)單位。

　　雖然該公司表示它可以提供現(xiàn)有白色顆粒工廠的改造服務(wù)，但缺乏自己的示范工廠可能會(huì)成為一個(gè)棘手的問題，至少就木質(zhì)顆粒工業(yè)而言。

　　2014年2月，當(dāng)Valmet和Zilkha基于Zilkha的解決方案開發(fā)“全球聯(lián)合產(chǎn)品”時(shí)，Valmet和Zilkha簽署了一份五年期合作協(xié)議，將“蒸汽爆炸黑色顆粒帶入市場(chǎng)” 。據(jù)維美德稱，該合作伙伴關(guān)系引發(fā)了一些潛在的黑色顆粒廠項(xiàng)目。

　　然而，該公司還指出，不同地區(qū)面臨不同的挑戰(zhàn)，而且該技術(shù)可能并不適合所有人。此外，公司在最近幾年各種會(huì)議上的介紹表明，它可能不是顆粒行業(yè)本身看到的第一批維美德設(shè)備。

　　既定的理念

　　維美德可能看起來只是一個(gè)后來者，但值得指出的是公司來自哪里。簡(jiǎn)而言之，蒸汽爆炸過程本身可以追溯到William Mason和磚石工藝 — 一種在20世紀(jì)30年代商業(yè)化的纖維板產(chǎn)品。

在瑞典松茲瓦爾的維美德纖維技術(shù)研發(fā)中心的一個(gè)工作室里，隱藏著所有黑魔法的中試反應(yīng)堆。

　　因此木纖維在壓力下用蒸汽處理然后迅速減壓的概念并不新鮮。該過程的變體用于人造板行業(yè)，該公司也服務(wù)于這個(gè)行業(yè)。正是這種工藝技術(shù)被該公司隔離并適用于生產(chǎn)黑色顆粒的蒸汽爆炸材料。

　　連續(xù)工藝

　　將木屑或微屑形式的物料在用緩沖筒倉(cāng)送入加壓反應(yīng)器之前，先用干燥螺桿將其送入加壓反應(yīng)器，然后使用螺旋塞 — 一種用于制漿行業(yè)的常用技術(shù)將物料送入加壓容器。

　　使用螺旋塞時(shí)，材料本身在進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)形成防止壓力損失的密封。一旦進(jìn)入，只需添加蒸汽，維美德高級(jí)工藝工程師PeterBjörklund解釋說。

　　材料在反應(yīng)器內(nèi)部移動(dòng)，停留時(shí)間取決于生物質(zhì)的類型和粒度，然后通過吹氣閥從反應(yīng)器排出到所謂的吹管中。

　　正是在這里發(fā)生了事實(shí)上的蒸汽爆炸現(xiàn)象 — 隨著蒸汽飽和材料通過吹閥從高壓移動(dòng)到正常大氣壓力中，摩擦和壓力的突然下降導(dǎo)致材料瞬間分解或“爆炸”成小顆粒，幾乎成為粉末。

　　這也意味著在蒸汽爆炸和造粒步驟之間不需要額外的處理。

　　樹皮和整合式熱電聯(lián)產(chǎn)裝置

　　生物質(zhì)顆粒燃料價(jià)值鏈中唯一最重要的因素是原材料成本 — 獲得大量低成本原材料將大大提高任何顆粒項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。蒸汽爆炸過程為低等級(jí)、低成本材料升級(jí)為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

　　其中一種原材料是來自木材加工行業(yè)的樹皮，如鋸木廠和制漿廠，并且隨著這些行業(yè)變得更加節(jié)能，并不是所有的樹皮都需要在內(nèi)部使用。此外，樹皮預(yù)干燥的低品位余熱和工藝蒸汽在這些行業(yè)也很容易獲得。

維美德高級(jí)工藝工程師PeterBjörklund在奧地利WSED討論其蒸汽處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

　　我們?cè)谒善澩郀柕脑囼?yàn)單位從樹皮生產(chǎn)黑色顆粒以驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)。試驗(yàn)運(yùn)行證實(shí)了軟木樹皮生產(chǎn)黑色顆粒的適用性，很快可能為熱力和電力行業(yè)提供一個(gè)有希望的選擇，PeterBjörklund說。

　　Björklund強(qiáng)調(diào)的另一種可能性是將黑色顆粒與一個(gè)封裝的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）生產(chǎn)系統(tǒng)集成在一起，為生產(chǎn)提供能量，為電網(wǎng)提供多余的電力。

　　這依賴當(dāng)?shù)睾晚?xiàng)目的具體情況，在整體可行性方面尤其如此，特別是在上網(wǎng)電價(jià)方面，Björklund很快表示，在現(xiàn)場(chǎng)使用高品質(zhì)燃料沒有多大意義。

　　相反，熱電聯(lián)產(chǎn)廠將使用低等級(jí)的濕燃料，如廢物或樹皮，而木片將被升級(jí)為黑色顆粒，隨著多余的電力向外銷售。

　　出于某些原因，日本內(nèi)陸會(huì)使用那些“未經(jīng)使用的木材”（可能會(huì)非常適合這種熱電聯(lián)產(chǎn)的模式），時(shí)間會(huì)告訴我們維美德的方法是否有助于打破僵局。

　?。ㄔ膩碜裕簢?guó)際生物質(zhì)能雜志）