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研究人員找到了一種使用枯樹作為發電廠燃料的方法

時間:2022-03-25 14:01 作者:admin 分享到:

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?!备トR說?!叭绻覀兡軠p少野火的發生進而抵消一些碳排放,它就有更多的優勢?!?/p>

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發電站帶來問題。生物質燃料會導致發電廠堵塞,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?!备トR說?!八鼤档驼麄€發電廠的效率,如果你處理不當,最終可能會讓發電廠關閉?!?/p>

考慮到這些問題,弗萊和他的團隊致力于創造一種生物質燃料,讓發電廠可以放心使用。在猶他州埃默里縣亨特發電廠的一次演示中,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電廠。

這種成功很大程度上歸功于團隊創造的燃料。由于發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的燃料,一些發電站可能仍不愿做出轉換。

弗萊說:“發電廠必須確保燃料是安全的,因為如果你把發電廠停掉,那么它會傷害到整個系統中的每個人?!?/p>

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電廠就不會造成問題。

研究人員計劃繼續與幾家發電廠合作,希望使生物質燃料成為燃煤發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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