غلاية تعمل بالكتلة الحيوية

الغلاية التي تعمل بوقود الكتلة الحيوية هي غلاية تنتج الحرارة أو البخار عن طريق حرق الكتلة الحيوية مثل رقائق الخشب، وكريات الخشب، والنفايات الزراعية، والحمأة (مياه الصرف الصحي). في غلاية الكتلة الحيوية، يؤدي حرق الكتلة الحيوية (سواء في الفرن أو على الشبكة) إلى إنشاء غازات ساخنة تستخدم لتسخين المياه من خلال مبادل (نقل الحرارة). يتم بعد ذلك تصريف المياه إما كبخار أو ماء ساخن ويمكن استخدامها للتدفئة أو التطبيقات الصناعية أو توليد الكهرباء. تشتمل تكنولوجيا غلايات الكتلة الحيوية الحديثة على معالجة الوقود وإزالة الرماد وأنظمة التحكم لضمان احتراق فعال وموثوق.

يمكن اعتبار غلايات الكتلة الحيوية مصادر للطاقة المتجددة مقارنة بأنظمة الوقود الأحفوري مثل الغاز الطبيعي أو الفحم. يمكن لغلايات الكتلة الحيوية أن تنتج انبعاثات دفيئة أقل عندما يتم حصاد الكتلة الحيوية بشكل مستدام. في حين أن تكنولوجيا الاحتراق لأنظمة الكتلة الحيوية تتطلب أنظمة أكثر تفصيلاً لمعالجة الوقود وإزالة الرماد مقارنة بغلايات الوقود الأحفوري، إلا أن أنظمة الكتلة الحيوية لا تزال قادرة على توفير وسيلة اقتصادية لإنتاج الحرارة، خاصة عندما يكون توافر وقود الكتلة الحيوية وسعره مناسبًا. عند النظر إليها ككل، يمكن لأنظمة الحرارة والطاقة المجمعة (CHP) أو أنظمة الكتلة الحيوية المعيارية تحقيق كفاءات عالية جدًا (تساوي، أو تتجاوز في معظم الحالات) تلك الخاصة ببعض أنظمة الوقود الأحفوري عند تصميمها بشكل صحيح.

يشتمل بناء غلايات الكتلة الحيوية الصناعية على مجموعة واسعة من المواد الأولية للكتلة الحيوية، بما في ذلك رقائق/كريات الخشب، والكتلة الحيوية الزراعية، والمخلفات الناتجة عن حصاد وزراعة المحاصيل، وغيرها من منتجات النفايات المعالجة. يمكن للعديد من أنظمة تغويز الكتلة الحيوية الصناعية استخدام كلا الوقودين، وفي بعض الحالات تنتج غازًا صناعيًا ليتم حرقه في التوربينات، في حين أن تلك التي تحرق الكتلة الحيوية فقط أو خليط فحم الكتلة الحيوية توفر عمومًا نطاقًا واسعًا من أنظمة تخزين الوقود ونقله ومناولته اعتمادًا على نوع وتصميم الموقد أو الشبكة والتكنولوجيا المحددة المستخدمة للاحتراق.

تعد غلايات الكتلة الحيوية تقنية شائعة في محطات توليد الطاقة، وبالإضافة إلى توليد الكهرباء، فهي سائدة في أنظمة الحرارة والطاقة المشتركة. في أنظمة الحرارة والطاقة المشتركة، عادةً ما يستخدم البخار الناتج عن غلاية الكتلة الحيوية لتشغيل توربين أو محرك لإنتاج الطاقة الكهربائية، بينما يتم توفير الحرارة الفائضة لأنظمة التدفئة المركزية و/أو استخدامها لتطبيقات الحرارة الصناعية الأخرى، وبالتالي تحسين كفاءة الطاقة والعائد على الاستثمار.

ينبعث من احتراق الكتلة الحيوية الجسيمات وأكاسيد النيتروجين وغيرها من الملوثات المرتبطة بالاحتراق. عندما تتم زراعة الكتلة الحيوية وحصادها بشكل مستدام، قد يكون صافي انبعاثات غازات الدفيئة أقل من انبعاثات الوقود الأحفوري. ومن خلال استخدام ضوابط الانبعاثات، والإدارة الفعالة لإمدادات هواء الاحتراق، وتصميمات الغلايات الحديثة، يمكن تقليل الانبعاثات إلى الحد الأدنى. وتساعد حوافز الطاقة المتجددة من خلال السياسات، فضلاً عن التصميم الدقيق لأنظمة طاقة الكتلة الحيوية، على التخفيف من العديد من الآثار البيئية السلبية لاحتراق الكتلة الحيوية.

يعد الرماد والمخلفات الأخرى الناتجة عن حرق الكتلة الحيوية جزءًا لا يتجزأ من تصميم نظام غلايات الكتلة الحيوية، وبالتالي، كما هو الحال مع جميع تصميمات النظام، يمكن أن تشمل الأنظمة شبكات وناقلات لنقل الرماد وأنظمة آلية لجمع الرماد السفلي و الرماد المتطاير (من غاز المداخن)، مما يسمح بجمع كلا النوعين من الرماد. يعتمد حجم الرماد المتولد وتكوينه على نوع وقود الكتلة الحيوية المستخدم؛ تنتج النفايات الزراعية ونشارة الخشب وكريات الخشب رمادًا بخصائص مختلفة. تعد الإدارة الفعالة للرماد أمرًا ضروريًا لتحسين الاحتراق، ومنع تلوث المبادل الحراري للاحتراق (والمداخن)، ولتخطيط الصيانة.

عند التخطيط لتصميم نظام الكتلة الحيوية الصناعية، يجب أولاً أن تؤخذ في الاعتبار تكلفة الوقود وعدد المصادر المتاحة، إلى جانب طرق تخزين ومناولة الوقود الذي تم شراؤه، والقدرة المطلوبة لإنتاج الماء الساخن/البخار المطلوب (أي سعة الغلاية)، الضوابط المستخدمة للحفاظ على مستويات التشغيل المطلوبة، وأي لوائح تحكم مستوى انبعاثات الملوثات المتولدة. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي النظر في كيفية تفاعل نظام تسخين الكتلة الحيوية مع أي شبكة توزيع للمياه الساخنة/البخار موجودة أو مخطط لها.

غلايات الكتلة الحيوية هي شكل شائع من الغلايات الصناعية، حيث توفر إما البخار أو الماء الساخن لدعم الصناعات المختلفة، بما في ذلك التصنيع ولب الورق والورق وتجهيز الأغذية، وما إلى ذلك. في حين أن الاستثمار الرأسمالي الأولي من المرجح أن يكون أعلى من تركيب المعدات اللازمة للتعامل مع و التحكم في إمدادات وقود الكتلة الحيوية، فمن المحتمل أن تكون تكاليف التشغيل أقل بسبب انخفاض سعر وقود الكتلة الحيوية وتوافره. باستخدام وقود الكتلة الحيوية، يمكنك التخفيف من مخاطر تقلب تكلفة الوقود ودعم أهداف الطاقة المتجددة. في كثير من الحالات، سيوفر استخدام وقود الكتلة الحيوية تكلفة إجمالية أقل على مدار عمر مصنعك.