क्या संक्रमित लकड़ी को काटने से बायोमास ईंधन के लिए उसका कैलोरी मान कम हो जाता है?

गर्मी और बिजली उत्पादन के लिए वुडी बायोमास का उपयोग नवीकरणीय ऊर्जा की ओर संक्रमण की आधारशिला है। हालांकि, उपलब्ध फीडस्टॉक का एक महत्वपूर्ण हिस्सा {{1}विशेष रूप से तूफान से {{2}क्षतिग्रस्त पेड़, रोगग्रस्त जंगल, या प्रबंधित वुडलैंड्स {{3}कवक, बैक्टीरिया, या कीड़ों से संक्रमित है। इस सामग्री के लिए एक सामान्य प्रीप्रोसेसिंग चरण कतरन (या टुकड़े करना) है, जो आसान हैंडलिंग और दहन के लिए कण आकार को कम करता है। यह बायोमास के लिए एक महत्वपूर्ण प्रश्न उठाता है संचालक: क्या संक्रमित लकड़ी को टुकड़े-टुकड़े करने से उसका कैलोरी मान और कम हो जाता है?
इसका सीधा उत्तर यह है कि नहीं, कतरने से लकड़ी में रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है या इसकी अंतर्निहित ऊर्जा सामग्री कम नहीं होती है। हालाँकि, संक्रमण अक्सर टुकड़े करने से पहले लकड़ी को ख़राब कर देता है, और टुकड़े टुकड़े करने की प्रक्रिया अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावित कर सकती है कि निम्न गुणवत्ता वाला ईंधन कितनी कुशलता से कार्य करता है। यह लेख लकड़ी के क्षय के पीछे के विज्ञान, टुकड़े टुकड़े करने की यांत्रिकी और बायोमास ईंधन की गुणवत्ता पर शुद्ध प्रभाव की पड़ताल करता है।
1.असली अपराधी: जैविक क्षय, न कि यांत्रिक टुकड़े-टुकड़े करना
कैलोरी मान को समझने के लिए, हमें पहले यह देखना होगा कि क्या जलता है। लकड़ी में ऊर्जा मुख्य रूप से लिग्निन और सेल्युलोज से आती है। जब लकड़ी संक्रमित होती है, तो आमतौर पर सड़न से संक्रमित होती है, जिससे हेटेरोबासिडियन (जड़ सड़न) या गैनोडर्मा (भूरा सड़न) जैसे कवक पैदा होते हैं। ये जीव एंजाइमों का स्राव करते हैं जो भोजन के लिए इन पॉलिमर को तोड़ते हैं।
•भूरा सड़न: कवक लिग्निन को काफी हद तक बरकरार रखते हुए सेल्युलोज को विघटित करता है। लकड़ी भंगुर और काली हो जाती है लेकिन कुछ संरचनात्मक अखंडता बरकरार रखती है।
सफेद सड़न: कवक लिग्निन और सेलूलोज़ दोनों को तोड़ देता है, जिससे लकड़ी एक रेशेदार, हल्के द्रव्यमान में बदल जाती है।
•नरम सड़न: बहुत गीली स्थितियों में आम है, यह द्वितीयक कोशिका दीवारों में सेलूलोज़ पर हमला करता है।
सभी मामलों में, माइक्रोबियल चयापचय ठोस दहनशील कार्बन यौगिकों को CO₂, पानी और फंगल बायोमास में परिवर्तित करता है। यह जैविक क्षरण कैलोरी मान को कम करता है। वन उत्पाद जर्नल में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि भारी क्षय वाली लकड़ी सड़ांध की गंभीरता और प्रकार के आधार पर अपनी मूल सूखी वजन ऊर्जा सामग्री के 15% से 50% के बीच खो सकती है।
कतरन एक पूरी तरह से यांत्रिक प्रक्रिया है। यह अपरूपण बल और प्रभाव के माध्यम से बड़े टुकड़ों को छोटे टुकड़ों में तोड़ देता है। यह कार्बन को जलाता नहीं है या अस्थिर यौगिकों को वाष्पित नहीं करता है; इसलिए, यह प्रति किलोग्राम शुष्क पदार्थ के सकल कैलोरी मान (जीसीवी) को सीधे कम नहीं करता है। यदि आपके पास 1 किलो सूखे, संक्रमित लकड़ी के चिप्स हैं, तो उनमें समान मात्रा में संभावित ऊर्जा होती है, चाहे वे एक बड़े टुकड़े में हों या धूल में कटे हुए हों।
2.अप्रत्यक्ष प्रभाव: श्रेडिंग संक्रमित लकड़ी के साथ कैसे परस्पर क्रिया करती है
जबकि टुकड़े टुकड़े करने से रसायन विज्ञान नहीं बदलता है, यह संक्रमित सामग्री के भौतिक गुणों को महत्वपूर्ण रूप से बदल देता है, जो दहन के दौरान प्रभावी ऊर्जा पुनर्प्राप्ति को प्रभावित करता है।
A. नमी की मात्रा में वृद्धि
संक्रमित लकड़ी में अक्सर कोशिका दीवारों के टूटने के कारण पानी को बनाए रखने की उच्च क्षमता होती है। टुकड़े करने से सतह का क्षेत्रफल {{2} से {{3} आयतन अनुपात नाटकीय रूप से बढ़ जाता है। यदि ईंधन को ठीक से संग्रहित किया जाता है तो यह सूखने में मदद करता है, इसका मतलब यह भी है कि सामग्री ठोस लॉग की तुलना में वायुमंडलीय नमी को बहुत तेजी से पुन: अवशोषित कर सकती है। उच्च नमी सामग्री दहन दक्षता का प्राथमिक दुश्मन है, क्योंकि ऊर्जा आपके घर को गर्म करने या भाप पैदा करने के बजाय पानी को उबालने में बर्बाद हो जाती है।
बी.त्वरित गिरावट
टुकड़े-टुकड़े करने से ताजी सतहें ऑक्सीजन और माइक्रोबियल गतिविधि के संपर्क में आ जाती हैं। यदि संक्रमित लकड़ी को टुकड़े-टुकड़े कर दिया जाता है और फिर हफ्तों या महीनों के लिए ढेर में छोड़ दिया जाता है, तो एरोबिक बैक्टीरिया और कवक जंगल में शुरू होने वाली अपघटन प्रक्रिया को तेज कर सकते हैं। टुकड़े-टुकड़े करने के बाद होने वाले इस क्षय से समय के साथ कैलोरी मान में मापनीय गिरावट हो सकती है।
C. ऐश कंटेंट और स्लैगिंग
फफूंद की वृद्धि लकड़ी में खनिज राख की मात्रा में योगदान करती है। जब संक्रमित लकड़ी को काटा जाता है, तो कटाई के दौरान उठाई गई मिट्टी और मिट्टी बारीक कणों में अच्छी तरह मिल जाती है। उच्च राख सामग्री शुद्ध कैलोरी मान (एनसीवी) को कम कर देती है क्योंकि खनिज जलते नहीं हैं। इसके अलावा, कुछ कवक क्षार धातुओं (जैसे पोटेशियम) को केंद्रित कर सकते हैं, जो बारीक धूल में टुकड़े हो जाने पर, बॉयलर में स्लैगिंग और गंदगी में योगदान कर सकते हैं, जिससे परिचालन कम हो जाता है। ईंधन की सैद्धांतिक बीटीयू सामग्री अपरिवर्तित रहने पर भी दक्षता।
3. दहन दक्षता के लिए श्रेडिंग के लाभ
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पहले से मौजूद संक्रमण से जुड़ी कमियों के बावजूद, निम्न श्रेणी की लकड़ी का उपयोग करने के लिए कतरन आम तौर पर फायदेमंद है:
1. बेहतर दहन कैनेटीक्स: छोटे कण तेजी से प्रज्वलित होते हैं और अधिक पूरी तरह से जलते हैं। यह ग्रिप के माध्यम से कम जले हुए कार्बन के निकास को सुनिश्चित करके सड़ी हुई लकड़ी की कम ऊर्जा घनत्व को ऑफसेट करने में मदद कर सकता है।
2. एकरूपता: कतरन सड़ी और मजबूत लकड़ी को एक साथ मिलाती है, जिससे लॉग को मैन्युअल रूप से छांटने की तुलना में अधिक सुसंगत ईंधन ग्रेड बनता है।
3. रसद: कटी हुई सामग्री को छर्रों या ब्रिकेट में सघन करना वास्तव में इसे भंडारण के दौरान आगे की नमी और जैविक हमले से बचा सकता है।
4. बायोमास उत्पादकों के लिए व्यावहारिक सिफ़ारिशें
यदि आप बायोमास ईंधन के लिए संक्रमित लकड़ी का प्रसंस्करण कर रहे हैं, तो निम्नलिखित सर्वोत्तम प्रथाओं पर विचार करें:
•गंभीरता का आकलन करें: लकड़ी का दृश्य निरीक्षण करें। लकड़ी जो "पंकी" है (उंगली के दबाव में आसानी से टूट जाती है) ने व्यवहार्य होने के लिए बहुत अधिक द्रव्यमान खो दिया है। लकड़ी जो केवल फीकी पड़ गई है लेकिन संरचनात्मक रूप से अभी भी अपनी अधिकांश ऊर्जा बरकरार रखती है।
•तुरंत सुखाएं: केवल तभी काटें जब आपके पास सामग्री को जल्दी सुखाने की योजना हो (संयंत्र से निकलने वाली अपशिष्ट गर्मी का उपयोग करके)। कटी हुई संक्रमित लकड़ी को बारिश में न रहने दें।
•नमी की निगरानी करें: 20-25% से कम नमी की मात्रा का लक्ष्य रखें। यह स्वस्थ लकड़ी की तुलना में संक्रमित लकड़ी के लिए अधिक महत्वपूर्ण है।
•फीडस्टॉक्स को मिश्रित करें: ईंधन मिश्रण को संतुलित करने और बॉयलर की समस्याओं को रोकने के लिए कटी हुई संक्रमित लकड़ी को उच्च गुणवत्ता वाले चूरा या साफ चिप्स के साथ मिलाएं।
संक्रमित लकड़ी को काटने से उसका कैलोरी मान कम नहीं होता है। कटाई से पहले जैविक संक्रमण प्रक्रिया के दौरान ऊर्जा की हानि होती है। हालाँकि, अगर प्रसंस्करण के बाद सामग्री को सही ढंग से नहीं संभाला जाता है, तो कतरन आगे के क्षरण के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करती है। सतह क्षेत्र में वृद्धि से, कतरन संक्रमित लकड़ी को नमी अवशोषण और त्वरित सड़न के प्रति अधिक संवेदनशील बना देती है, जो अप्रत्यक्ष रूप से प्रभावी ताप उत्पादन को कम कर देती है।
बायोमास ईंधन उत्पादकों के लिए, मुख्य बात यह है कि कतरन को ऊर्जा हानि के कारण के रूप में नहीं देखा जाए, बल्कि सावधानीपूर्वक समय की आवश्यकता वाले कदम के रूप में देखा जाए। सुखाने और दहन से ठीक पहले संक्रमित लकड़ी को कतरकर, ऑपरेटर लकड़ी की समझौता की गई जैविक स्थिति के नकारात्मक प्रभावों को कम करते हुए छोटे कणों की बेहतर जलने की विशेषताओं का लाभ उठा सकते हैं।