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研究人員找到了一種使用枯樹作為發(fā)電廠燃料的方法文章來源:CBC全球生物質能源 | 發(fā)布日期:2022-03-23 | 作者: | 點擊次數:
野火在美國西部變得越來越突出和普遍。造成這些火災的一個因素是樹皮甲蟲——一種在樹皮下挖洞和繁殖的小甲蟲,如果受到嚴重侵擾,最終會導致樹木腐爛和死亡。 被樹皮甲蟲殺死的死樹和森林在美國西部的森林中很多見。根據楊百翰大學(Brigham Young University)化學工程教授安德魯·弗萊的說法,在一些森林中,超過70%的樹木已經死亡。這些枯死的樹木是野火的完美燃料,大大增加了大范圍和嚴重火災的可能性。 為了幫助解決這個問題,弗萊和楊百翰大學的其他研究人員致力于開發(fā)新的方法,將這些枯死、腐爛的樹木轉化為可用于燃煤電廠的燃料。另一個結果是,使用這種燃料可以減少凈碳排放。 “從兩個角度來看,這個項目真的很有用。”弗萊說。“如果我們能減少野火的發(fā)生進而抵消一些碳排放,它就有更多的優(yōu)勢。” 然而,使用枯死和腐爛的樹木存在問題。這些樹木是來自植物的生物質、可再生有機材料,可能會給沒有能力處理它的傳統(tǒng)發(fā)電站帶來問題。生物質燃料會導致發(fā)電廠堵塞,燃燒木材釋放的礦物質也會在機械裝置上覆蓋灰燼(結焦),這可能很危險。 “灰在燃燒器中是一件壞事,因為它覆蓋了傳熱表面和熱量需要逸出的地方。”弗萊說。“它會降低整個發(fā)電廠的效率,如果你處理不當,最終可能會讓發(fā)電廠關閉。” 考慮到這些問題,弗萊和他的團隊致力于創(chuàng)造一種生物質燃料,讓發(fā)電廠可以放心使用。在猶他州埃默里縣亨特發(fā)電廠的一次演示中,弗萊和他的團隊證明了這是可能的。他們在那里24小時燃燒了900噸與煤混合的生物質,取得了巨大成功。該演示是一個重要的里程碑,表明生物質燃料可以安全有效地用于發(fā)電廠。 這種成功很大程度上歸功于團隊創(chuàng)造的燃料。由于發(fā)電廠的設計旨在處理煤炭而不是樹木,因此為了避免對現有硬件進行更改,創(chuàng)造一種新型燃料。 為了制造這種燃料,弗萊使用了兩種不同的方法。一種是將樹木切碎成非常小的顆粒,然后將它們加熱一段時間,這一過程稱為烘焙。另一種稱為蒸汽爆破的方法是用蒸汽對切碎的木材材料加壓,然后迅速釋放壓力。這些方法對開發(fā)新燃料至關重要,因為它們提供了一種方法來分解樹木的木質素結構。一旦這種結構被破壞,加工后的生物質就可以被壓成顆粒并像煤炭一樣處理。 然而,即使使用這種新開發(fā)的燃料,一些發(fā)電站可能仍不愿做出轉換。 弗萊說:“發(fā)電廠必須確保燃料是安全的,因為如果你把發(fā)電廠停掉,那么它會傷害到整個系統(tǒng)中的每個人。” 為確保新制備燃料的安全性,弗萊和他的團隊進行了廣泛的測試和調查。他們使用燃燒器和其他模仿發(fā)電廠的小型設備來測試他們的材料和新燃料,以確保一旦過渡到真正的發(fā)電廠就不會造成問題。 研究人員計劃繼續(xù)與幾家發(fā)電廠合作,希望使生物質燃料成為燃煤發(fā)電廠可行的長期選擇。 有關這些努力的最新研究可以在《能源與燃料》雜志上找到。
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