امکانیة استخدام حطب الذرة کمصدر للطاقة

نوع المستند : Original Article

المستخلص

أصبح استخدام الطاقة الجدیدة والمتجددة ضرورة ملحة نتیجة للنضوب السریع للوقود التقلیدی وتعتبر الکتلة الحیویة من أکبر مصادر الطاقة الجدیدة والمتجددة لتوافرها. وینظر الیوم الی الکتلة الحیویة کمصدر من مصادر الطاقة الواعدة لتخفیف انبعاث غازات الاحتباس الحراری وبالتالی یؤدی الی تحسین الظروف البیئیة المحیطة. وتعتبر المخلفات الزراعیة منتجات ثانویة داخل منظومة الانتاج الزراعی والتی تمثل مشکلة کبیرة لدی المزارعیین وتؤثر بالسلب علی البیئة المحیطة، من بین هذه المخلفات حطب الذرة حیث یتم التخلص منه بطریقة بدائیة مثل الحرق أوالتخزین فوق اسطح المنازل مما یؤدی الی الحرائق وزیادة التلوث البیئی. ویمکن تعظیم الاستفادة من حطب الذرة بتحویله الی طاقة نظیفة مما یساهم فی حمایة البیئة من التلوث وتحسین الوضع الاقتصادی والبیئی. ویمکن استخدام هذه المخلفات کمصدر للطاقة عن طریق تکنولوجیا القولبة أو التکثیف.
الهدف من هذة الدراسة هو قولبة حطب الذرة للوصول إلى الأهداف التالیة:
1- المساهمة فی حل مشکلة التخزین الضارة, حرق حطب الذرة فی مصر ومنع تکون السحابة السوداء.
2- الحفاظ علی البیئة والزراعة بالتعامل مع هذة المخلفات بطریقة آمنة.
3- إنتاج وقود حیوی صلب ، قابل للتخزین بسهولة، وسلیم بیئیا فی المناطق الریفیة المصریة.
لتحقیق الأهداف السابقة تم إجراء الخطوات التالیة:
1- ضغط حطب الذرة على ثلاثة مستویات للرطوبة (7,33، 8,72 و 10,52٪) باستخدام المکبس الهیدرولیکی.
2- إستخدام أربعة مستویات لضغط التشکیل (15, 32, 49 و60 میجا باسکال)، ثلاثة مستویات من درجات الحرارة (درجة حرارة الغرفة (35 oم),   75o م و 100o م)، وثلاث أزمنة لبقاء العینات تحت الضغط (10, 20 و 30 دقیقة).
3- دراسة تأثیر عوامل الدراسة على خصائص الجودة لقوالب حطب الذرة مثل [الکثافة الظاهریة (کجرام/م3)، رجوعیة القوالب (٪)، مقاومة القوالب للماء (دقیقة) ومتانة القوالب (٪)].
4- تقییم جودة المنتج النهائی لاستخدامة کوقود حیوی صلب بقیاس انبعاثات غازات (أول اکسید الکربون، ثانی اکسید الکربون، وأکاسید النیتروجین)، کفاءة عملیة الاحتراق للقوالب الناتجة ومقارنة النتائج مع نتائج حطب الذرة المفروم.
کانت أهم النتائجالتىتمالحصولعلیهاکالتالى:
1- بزیادة ضغط التشکیل تزداد کلا من الکثافة الظاهریة , ونسبة الانضغاط , ومقاومة القوالب للماء و المتانة للقوالب الناتجة. بینما تقل الرجوعیة بزیادة ضغط التشکیل.
2- بزیادة المحتوی الرطوبی تقل کلا من الکثافة الظاهریة , ونسبة الانضغاط , مقاومة الماء و المتانة للقوالب الناتجة. بینما تزداد الرجوعیة بزیادة المحتوی الرطوبی.
3- بزیادة درجة الحرارة تزداد کلا من الکثافة الظاهریة , ونسبة الانضغاط , ومقاومة القوالب للماء و المتانة للقوالب الناتجة. بینما تقل الرجوعیة بزیادة درجة الحراة.
4- بزیادة زمن بقاء العینة تحت الضغط تزداد کلا من الکثافة الظاهریة , ونسبة الانضغاط , ومقاومة القوالب للماء و المتانة للقوالب الناتجة. بینما تقل الرجوعیة بزیادة زمن بقاء العینة تحت الضغط.
5- أن الانبعاث الناتجة من حرق قوالب حطب الذرة الناتجة کانت أقل من الانبعاثات الناتجة من حرق المخلف حطب الذرة المفروم. حیث کانت انبعاثات أول أکسید الکربون لقوالب حطب الذرة 95٪. أیضا الشیء نفسه بالنسبة لانبعاثات ثانی اکسید الکربون، وأکاسید النیتروجین. کما أن مدة بقاء القوالب مشتعلة کانت أکبر بالمقارنة بعینات حطب الذرة المفروم.
6- وکانت أفضل  الخصائص للقوالب الناتجة عند ضغط تشکیل 60 میجا باسکال ، محتوی رطوبی 7,33٪ ، درجة الحرارة 100o م وزمن بقاء العینة تحت الضغط  30 دقیقة.
7- کانت أکبر قیمة للکثافة، نسبة الضغط، مقاومة القوالب للماء والمتانة  هی 1472 کجم/م3، 27، 98٪ و 88 دقیقة على التوالی. فی حین، کان الحد الأدنى للمرونة التی تم الحصول علیها 4,88٪ وکانت أقل نسبة للغازات المنبعثة (أول وثانى أکسید الکربون واکاسید النتیتروجین) کانت للقوالب الناتجة بالمقارنة مع حطب الذرة المفروم لذلک توصى الدراسة بإستخدام قوالب حطب الذرة کوقود صدیق للبیئة.

الموضوعات الرئيسية

المراجع

ASAE Standard S269.4 (1996). Cubes, Pellets and Crumbles - Definition and methods for determining density, durability and moisture content.
Debdoubi A., A. Elamarti and E. Colacio (2004). Production of fuel briquettes from esparto partially pyrolyzed, Energy Conversion and Management, 46, 1877–1884.
EL-Bessoumy R. R. (2005).Effect of using agricultural residues in building materials characteristic. MSC, Thesis. Ag. Eng. Dept., Faculty of Agriculture, Al-Azhar University.
El-Khateeb, H. A.; S. K. Geneday; A. A. Soluman, M. A. El-Atter (2012). Modification of Meat Chopper Machine and Possibility of Utilization on Purpose to Briquetting of Corn Stalk. The 19th. Annual Conference of the Misr Soc. of Ag. Eng., 14-15 November, 2012: 473-492.
El Saeidy E. (2004). Technological fundamentals of briquetting cotton stalks as a biofuel (Doctoral dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Land wirtschaftlich - Gärtnerische Fakultät), Renewable Energy in Agriculture in Egypt, pp: 20-34.
Fapetu, O. P. (2000). Production of charcoal from tropical biomass for industrial and metallurgical process. Nigeria Journal of Engineering Management, 1(2), 34-37.‏
Gamea, G. R.; E. A.  El Saeidy; and S. F. El Sisi (2012). Quality properties for cotton stalks and rice straw briquettes. The 19th. Annual Conference of the Misr Soc. of Ag. Eng., 14-15 November, 2012: 303-324.
Jekayinfa S. O. and O. S. Omisakin (2005). The energy potentials of some agricultural wastes as local fuel materials in Nigeria. Agricultural Engineering International the CIGR E-Journal of Scientific Research and Development Vol., VII Manuscript E.E 05 003: 10Pp.
Jha S. K., A. Singh and A. Kumar (2008(. Physical characteristics of compressed cotton stalks. Biomass Engineering, 99, 205 – 210.
MALR (2013). Ministry of Agriculture and Land Reclamation, Agricultural research Centre, The weather monthly report, Egypt.
Mullen, J.; O. O. Fasina.; C. W. Wood.; and Y. Feng (2005). Storage and handling characteristics of pellets from poultry litter". Applied Engineering in Agriculture, 21, 645–51.
Nalladurai, K.; and R. V. Morey (2009). Factors affecting strength and durability of densified biomass products". Biomass and Bio-energy, 33, 337–359.
Oladeji, J. T.; and E. B. Lucas (2014). Densification and fuel characteristics of briquettes produced from corncob. Academia Arena, 3(6), 25-30.
Panwar, V.; B. Prasad.; and K. L. Wasewar (2011). Biomass Residue Briquetting and Characterization. J. Energy Eng.-ASCE 137, 108–114.
Yaman S., M. Sahan, H. Haykiri-Acma, K. Şeşen and S. Küçükbayrak (2001). Fuel briquettes from biomass–lignite blends. Fuel processing technology, 72(1), 1-8.
Wilaipon, P (2007). Physical Characteristics of Maize Cob Briquette under Moderate Die Pressure. The 2nd International Conference on Thermal Engineering and Applications. United Arab Emirates, Jan 3-6, 2006. UAE University.

ملفات

شارك

إرسال الاستشهاد إلى

الإحصائيات