بخشی از مقاله
چکیده
با افزایش جمعیت جهان، نیاز افراد برای انرژی افزایش می یابد. هدف از این تحقیق تبدیل کاه برنج همراه با سبوس برنج به بریکت میباشد. در نتیجه، می بایست خواص حرارتی بریکت ها تعیین گردد. محتوای خاکستر بر مبنای وزن خشک، در محدوده % 20 -13 بوده و با توجه به حفاظت کاه برنج پس از برداشت محصول متفاوت است.
خاکستر کاه برنج بطور کلی شامل SiO2 %75 ، K2O % 10 ، P2O5 %3 ، %3 F2O3 ، CaO % 1/3 و مقادیر کمی Mg، S و Na می باشد. آزمون FTIR، برای تعیین گروه های عاملی کاه برنج و خاکستر آن صورت گرفت. آزمون ریلکسیشن و تهیه بریکت بااستفاده از دستگاه پرس هیدرولیکی انجام شد. ارزش حرارتی کاه برنج با استفاده از دستگاه بمب کالریمتر تعیین گردید.
به منظور تعیین پروفیل سوختن کاه برنج، از دستگاه TG استفاده شد. از دو نمودار کاه برنج و خاکستر آن در آزمون FTIR می توان نتیجه گرفت که لیگنین موجود در کاه برنج در طی فرآیند سوختن، به صورت کامل وارد واکنش اکسیداسیون شده و اما مابقی ترکیبات موجود در کاه با درصد ناچیزی در همان محدوده FTIR مربوطه شان در خاکستر باقی می مانند.
با افزایش خاکستر، ارزش حرارتی مواد کاهش یافت. در آزمون TG کاه برنج، پروفیل سوختن کاه برنج، به دو بخش تقسیم شده، نخست قسمتی که سریع میسوزد و بخشی که به کندی میسوزد. در نتیجه سوختن یکنواخت صورت نمی گیرد. بنابراین کاه برنج باید با سایر موادی که دارای پروفیل سوختن یکنواختی هستند مانند، ضایعات کاغذی، خاک اره، ترکیب شده و سپس سوزانده شود.
مقدمه
علت اصلی قرار دادن زیست توده در زمینه انرژی، فرایند بنیادین فتوسنتز است. در این فرایند گیاهان انرژی خورشیدی را به زیست توده تبدیل می کنند، بنابراین خورشید بزرگترین منبع انرژی تجدید پذیر است . گیاه سبز تنها ارگانیسمی است که قادر به جذب انرژی خورشیدی به کمک رنگدانه سبز، کلروفیل میباشد . این فرایند، انرژی خورشیدی را به انرژی شیمیایی از ترکیبات ارگانیکی به کمک دی اکسید کربن و آب تبدیل میکند
تعریف دیگر از زیست توده شامل گیاهان چوبی و گیاهی است. اجزای گیاهی شامل مواد سلولزی بافت های چوبی است که بطور مستقیم انرژی حرارتی را از طریق سوزاندن عرضه داشته و یا سوخت های گازی و مایع بطور مستقیم پس از تبدیل تامین میکند
سوخت های زیست توده، متشکل از سلولز و همی سلولز، نسبت به زغال سنگ دارای عطر کمتر و اکسیژن بیشتری هستند
این نوع سوخت بطور کلی نسبت به سوخت های فسیلی حاوی درصد کمتری از کربن و درصد بیشتری از اکسیژن است . در نتیجه مقدار حرارت در وا حد جرم زیست توده در مقایسه با سوخت های فسیلی کمتر است . این بدان معنی است که برای استفاده از یک واحد معادل انرژی قابل استفاده باید سوخت زیست توده بیشتری بکار گرفته و فرآوری شود
استفاده از زیست توده به دلیل مزایای زیست محیطی آن مورد توجه سراسر جهان قرار گرفت
در طول دهه های اخیر استفاده از زیست توده برای تولید انرژی بطور افزایشی به عنوان یک جایگزین برای سوخت های فسیلی ارائه شده است. همچنین زیست توده میتواند راه حلی برای کاهش دی اکسید کربن در جو باشد
فرانکوٌ و همکاران، اشاره کردند که کاربرد زیست توده برای تولید گرما و قدرت به عنوان یک جایگزین عملی برای سوخت های فسیلی می باشند . - Franco et al., 1998 - انتشار گازهای آلاینده در این نوع سوختها به دلیل مقادیر کم نیتروژن - N - و گوکرد - S - به مراتب کمتر است. عناصر مفید عمده در خاکستر این مواد، پتاسیم و فسفر است
در بیشتر کشور های در حال توسعه زیست توده، بیشترین بخش سوخت مصرفی کشور را فراهم میکند . این نوع سوخت، گرمای لازم برای پخت و پز، خشک کردن محصولات و فرایند های کارخانه و غیره را تامین میکند
کاه برنج به عنوان ضایعات زیست توده کشاورزی میتواند یک منبع انرژی تجدید پذیر و جایگزین برای سوخت های فسیلی جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و همچنین جلوگیری از مشکلات آلودگی محلی ناشی از سوختن باشد . کاه برنج به دلیل اینکه تجدیدپذیر بوده و کربن دی اکسید خنثی میکند، به عنوان یک سوخت جذاب است .
تهیه مواد
کاه برنج مورد استفاده از روستای دانیال واقع در استان مازندران تهیه شد . مقدار رطوبت این کاه بر مبنای تر %8 بود. با استفاده از آسیاب چکشی کاه برنج خرد شده، و در دو سطح فشار 50 - و 75 بار - دو سطح دما - 100 و 150 درجه سلسیوس - و دو سطح اندازه ذرات - کوچکتر از 0/6 میلیمتر و بین 2 و 0/6 میلیمتر - بریکت سوختی از کاه برنج تهیه شد. که در هر کدام حدود 5 گرم از کاه برنج و %40 سبوس برنج استفاده شد
