经验的价值：关于木质颗粒制造你所需要知道的

　　约翰·斯旺(John Swaan)是木质颗粒公司想要的那种人。拥有数十年的森林管理、纤维物流和颗粒生产经验，斯旺拥有的知识是阅读任何手册或教科书都无法获得的。

　　30年前，斯旺成立了木质颗粒制造商太平洋生物能源公司(Pacific BioEnergy Corp.)，见证了许多业务的成功与失败。也许对那些失败的项目来说，有一点安慰的是，几乎总是能获得有价值的知识。斯旺说：“在过去的30年里，木颗粒工业已经吸取了相当多的经验教训，但现在仍在不断学习中。这给我们提供了指导。真正的问题在于细节，而细节真的很重要。”

　　通过细节，斯旺涉及到从工厂选址到设计、纤维原料制备以及了解它如何影响每一种植物成分等方方面面。斯旺表示，在考虑这些之前，企业首先要做的就是找到他认为至关重要的利基经验。他说：“有两种类型的开发着，第一种是小型开发者，他们通常有自己的想法，认为这应该如何工作，而且看起来相对简单，所以他们按照自己的方式来做。另一种是投资者，他们可能会雇佣承包商、设计/工程公司和设备供应商。他们中的许多人可能拥有庞大的资产负债表，但在这方面并没有太多的专业知识，然后这些工厂某一天就会停止运转，并面临诉讼。”

　　说到经验，Mid-South工程公司是一家涉足该行业十多年的公司，为美国大多数大型颗粒设备提供工程服务。该公司的高级项目经理斯科特•斯塔米(Scott Stamey)表示，从小型升级和故障排除，到完成绿地和棕地项目的设施设计。和斯旺一样，斯塔米强调经验和专业知识的重要性。他说：“关于从树木到成品颗粒的生物质处理和加工过程，有无数的细节，忽视这些可能会在未来几年对产量和质量产生负面影响。影响新设备设计或扩建的主要变量包括原材料特性的范围——当前和未来——干燥工艺要求、未来扩建方案、运输和接收物流、自动化水平以及任何颗粒质量要求。每个项目都是不同的，所以工程师必须确保完全理解业主的需求和目标。”

　　具体来说，根据斯旺的说法，首先要考虑的可能也是最重要的细节是原料，这应该是决定一个成功的颗粒厂应该放置在哪里以及如何建设的首要重点。

　　专注于纤维原料

　　斯旺强调，纤维原料应该在离工厂75英里(约120公里)以内，质量很重要。他说：“有些人认为任何一种纤维都可以，在这个过程中它会把自己拉直，但事实并非如此。如果是垃圾进来，那就是垃圾出去。此外，了解不同种类的木材也很重要，你必须将含水率和材料的处理保持一致。”

　　斯旺重申，纤维应该是均匀的，就像颗粒成型机所需要的那样。“要想成功，这一点至关重要——不仅是生产本身，还与维持正常运营时间有关，这对你的利润率至关重要。”

　　Evergreen Engineering的负责人贾斯汀•普莱斯(Justin Price)详细解释了纤维处理和水分含量的一致性如何影响工厂运营和最终产品。他说：“典型的制粒机，我们购买的是残渣——刨花、湿锯末、干锯末、木片等等——所有这些产品，以及它们在你的工厂里是如何组织的，如何进入你的系统，这将影响你的生产过程。你需要控制湿纤维的尺寸和水分含量，以获得更紧密的一致性。”

　　这是通过良好的筛选和纤维上浆机制来实现的，根据价格，以及基于配方的混合。普莱斯说：“纤维应该由供应商分开，这样你就可以相应地混合，并管理每一种产品在系统中的进给率。如果你有一个前端装载机，它可能是一勺湿纤维和两勺干燥纤维，这取决于水分含量。如果你使用的是料斗，那么你就可以控制进入烘干机的料斗的进料量，确保进入烘干机的料斗大小一致。”

　　普莱斯说，虽然每一种原料的水分含量并不相同，但生产过程中的热量会使其变得更加均匀。“对于很多滚筒式干燥机来说，当纤维进入时，重而湿的东西就会进入干燥机的外圈。当它变干时，它会沿着干燥器向下移动，体重减轻，落到中心。如果你有一个干燥的物质进来，它不会停留在滚筒干燥机的外圈很长时间——它会下降得更快——而湿物质会在干燥机里停留更长时间。”

　　送一批一致性的原料通过烘干机，它将产出一批更好的最终产品。“因此，你的关键性能指标是水分含量，常规的原材料取样，考虑尺寸因素，然后将其与热量和能量输入进行比较——你会发现，什么样的设备能让干燥系统达到统一。”

　　当物料从烘干机中取出时，应再次取样以确定湿度和大小。普莱斯说：“很多时候，这种原料都是过度干燥的，必须在造粒机前加水。如果你的水分含量非常稳定，你可以减少用于调理的水量。”

　　至于原材料取样的频率，普莱斯说，如果进料是一致的——纤维来自相同的来源，天气是正常的——操作人员每班只需取样四到六次。“如果你遇到倾盆大雨，而你的产品被存放在室外，你必须更多地关注这一点，并经常取样。重要的是让你的操作人员适应这一点，为什么这很重要，并了解对工艺配方的影响。如果水分在空气中到处都是，你会在你的颗粒上看到它。它会形成不同的形状，耐用性会改变，它们可能不会粘在一起，并且通过制粒机时会产生不平衡的流量。人们往往很注重尺寸，这很重要，但如果水分反弹，你会看到同样的效果。”

　　普莱斯说，跟踪停机时间对于减少由于不一致引起的问题至关重要。“如果你从基于活动的维护转向更基于计划的程序，你可以开始考虑消除短期中断。如果一个人走出去，关上料斗，抓起一个泥锤，敲打它30秒，让它继续运行，这不会出现在停机报告中，因为这已经成为了操作程序，尽管这并不正常。当你发现是什么导致你停机时，你可以制定一个程序来预先防止它们。”

　　更多的考虑 设计与建造

　　斯旺说，除了要有一个在工厂设计方面有经验的人，还必须有一个专业的工艺技术人员，因为颗粒工厂很难操作。“你需要一个能让它继续下去的人。我们现在已经有多年的经验来了解什么颗粒尺寸在这个过程的哪个部分最有效，这取决于我们的经验。747或任何一种飞机本身都有起飞的能力，但你需要一个自信的团队或飞行员知道如何驾驶它，而且驾驶得很好，否则飞行过程将是灾难性的。你真的必须了解如何保持运营和作业流程——这是你无法设计的。”

　　斯塔米说，就目前建造新工厂或扩建项目的成本而言，差别很大。他表示：“我们不建议从年产量的成本角度来考虑建造颗粒厂。这些数字可能具有误导性，因为需要对它们进行广泛的假设。成本会因原材料的不同而有很大的差异，例如，由100%干刨花组成的原料所需的加工设备要比100%圆木原料所需的设备少得多。”

　　斯塔米补充说，在考虑项目预算时，与场地开发、运输和接收物流相关的成本往往被低估，但可能会极大地影响所需的总资本。“项目的初步研究和高水平的成本估算可以快速、经济地完成，并将为您提供更好的决策信息。”

　　安全

　　斯塔米说，颗粒生产的一个好处是，该工厂内的几乎所有流程都已经在其他木制品工厂中存在了几十年。“过去几年，随着行业认识到木颗粒的一些独特挑战，木颗粒生产和储存的安全性有所提高，研究也有所进展。”

　　斯旺说：“你必须明白，你面对的是非常易燃易爆的东西。我们中的一些人经历过爆炸和火灾，知道应该有人坐在桌边，根据推荐信，给你一些安全方面的指导。”

　　根据斯旺的经验，在颗粒厂提供足够的安全和防火保护的典型价格最终是最初设想的三到四倍。“这些原则都是一样的，无论设施大小，”他表示。

　　许可和排放

　　斯塔米指出，颗粒行业对许可证的要求在不断变化，因此，包括顾问和工艺工程师在内的协调计划比以往任何时候都更为重要。他说：“当你在办理许可证时，你应该非常清楚你的排放因素是什么。你不希望以后再回来，添加一个废气治理设备(RTO)。归根结底，这需要环境工程师们找到等效的测试数据，并对审批流程进行彻底审查。”

　　普莱斯说，开发商应该咨询木材产品行业的工程师和技术专家。“随着工艺变得更加精细，我想我们会看到测试显示，我们从工艺中得到的挥发性有机化合物(VOCs)比我们预期的要高，这又回到了干燥的问题上。通常情况下，如果你在干燥木制品方面做得很好，你就会在干燥机中捕捉到这些挥发性有机化合物。但是，当你经过制粒机时，你可能会达到挥发性有机污染物可以释放的温度。我预计会看到一些设施受到影响，他们的许可证上没有正确报告挥发性有机污染物。”

　　普莱斯说，假以时日，他怀疑会有更多的监管重点放在制粒环节上。“制粒环节往往会使材料达到挥发性有机化合物释放的温度范围，所以他们可能会考虑这一点，尤其是在我们的行业正受到来自环境和可持续发展角度的更多审视的时候。”

　　至于说木颗粒生产是一门艺术的玩笑，斯旺持有不同的看法。“我认为这更像是一种技能，”他补充道。“你需要技能——基本上是75%的技术，25%的技能。如果你不重视员工的技能，剩下的75%就不重要了——工厂会无法运转。”

　　作者：颗粒机杂志编辑 Anna Simet

　　asimet@bbiinternational.com

　　（原文来自：生物质杂志 中国新能源网综合）