تحليل الحبيبات

تحليل الحبيبات

يعد وقود الحبيبات بديلاً متجددًا ونظيفًا للتدفئة المنزلية ومستقر التكلفة. وهو عبارة عن منتج من الكتلة الحيوية يتم إنتاجه من مواد متجددة (عادة ما تكون نفايات الخشب المعاد تدويرها). هناك العديد من المساكن التي تستخدم حبيبات الخشب للتدفئة، في المواقد المستقلة، ومدافئ التدفئة، والأفران، والغلايات. ويُستخدم وقود الحبيبات للتدفئة أيضًا في الأماكن واسعة النطاق مثل المدارس والسجون. يتم إنتاج الحبيبات في منشآت التصنيع وبيعها لدى تجار المواقد والمشاتل ومتاجر مواد البناء ومتاجر الأعلاف ولوازم الحدائق. باختصار، يعد وقود الحبيبات وسيلة لتحويل ملايين الأطنان من النفايات إلى طاقة من خلال إنقاذها من إرسالها إلى مكبات النفايات.

تحليل الحبيبات

تشمل أمثلة وقود الكتلة الحيوية الخشب، وحبيبات الخشب، ورقائق الخشب، والورق المهمل، والعديد من المنتجات الزراعية الأخرى والمنتجات الثانوية التي يمكن استخدامها للحصول على الطاقة. المبدأ الأساسي للكتلة الحيوية هو أنها قابلة للتجديد. إن الاتساق المذهل وكفاءة الاحتراق التي يتمتع بها وقود الحبيبات ينتجان جزءًا صغيرًا جدًا من الانبعاثات الجسيمية للكتلة الحيوية الخام. تتمتع مواقد الحبيبات بأقل قدر من انبعاثات الجسيمات مقارنة بجميع مواقد الوقود الصلب. وبفضل المبادرات الحرجية المستدامة المناسبة والإدارة الزراعية، فإن الكتلة الحيوية لا حدود لها تقريباً ومستقرة إلى حد ما في السعر مقارنة بالوقود الأحفوري.

يقوم العديد من مصنعي الحبيبات بأخذ المنتجات الثانوية مثل نفايات الخشب ومعالجتها في حبيبات بحجم قلم الرصاص تكون موحدة في الحجم والشكل والرطوبة والكثافة ومحتوى الطاقة. لا يتم حرق الكتلة الحيوية الخام بشكل مباشر لأن محتوى الرطوبة في الكتلة الحيوية الخام يتراوح بين 20 إلى 60 في المائة. ومع ذلك فإن محتوى الرطوبة في الحبيبات أقل بكثير (4 إلى 8 في المائة من الماء). بالإضافة إلى ذلك، فإن كثافة وقود الحبيبات أعلى بكثير من كثافة الكتلة الحيوية الخام. من الممكن نقل المزيد من الوقود في منطقة شحن معينة وتخزين المزيد من الطاقة في الموقع. وفي الوقت نفسه، تتم معالجة الحبيبات بشكل أسهل وأكثر قابلية للتنبؤ. إن شكلها وحجمها الموحدين يسمحان بتوفير نظام تغذية أصغر وأبسط، مما يقلل التكاليف. يمكن تخزين هذه الكثافة العالية والشكل الموحد في صوامع قياسية، ونقلها على عربات السكك الحديدية وتسليمها في حاويات الشاحنات.

يشير تحليل الكريات في سياق الوقود بشكل عام إلى فحص واختبار حبيبات الوقود، مثل تلك المصنوعة من الكتلة الحيوية أو الخشب أو المواد النووية، لتقييم جودتها وتكوينها وخصائص أدائها. هناك مفهومان أساسيان هنا:

  • تحليل حبيبات الكتلة الحيوية/وقود الخشب: تستخدم في أنظمة التدفئة أو المواقد أو محطات الطاقة. يتضمن التحليل المعلمات الرئيسية التالية:
    • محتوى الرطوبة: يؤثر على كفاءة الاحتراق.
    • محتوى الرماد (كثير جدًا): يعني المزيد من البقايا والصيانة.
    • القيمة الحرارية (محتوى الطاقة): كمية الطاقة التي يطلقها الحبيبات.
    • الكثافة الظاهرية: تؤثر على التخزين والنقل.
    • المتانة: مدى سهولة كسر الحبيبات أو إنتاج الغبار
    • محتوى الكلور/الكبريت: يمكن أن يؤدي الإفراط في تناوله إلى تآكل المعدات.

في هذه التحليلات، تم اتخاذ معيار "ISO 17225-2 الوقود الحيوي الصلب - خصائص الوقود والفئات - الجزء 2: حبيبات الخشب المصنفة" كأساس. يصف هذا المعيار فئات جودة الوقود وخصائص حبيبات الخشب المخصصة للاستخدامات الصناعية وغير الصناعية. يغطي هذا المعيار فقط حبيبات الخشب المنتجة من المواد الخام التالية:

    • الغابات والمزارع والأخشاب البكر الأخرى
    • المنتجات الثانوية والمخلفات من صناعة معالجة الأخشاب
    • الخشب المستعمل الذي لم تتم معالجته كيميائيا

لا يتم تضمين حبيبات الكتلة الحيوية المعالجة حرارياً (على سبيل المثال الحبيبات المقلية) في نطاق هذا المعيار.

  • تحليل حبيبات الوقود النووي: في مجال الطاقة النووية، عادة ما يتم الحصول على حبيبات الوقود من ثاني أكسيد اليورانيوم واستخدامها في قضبان الوقود للمفاعلات. يتضمن التحليل المعلمات الرئيسية التالية:
    • كثافة الحبيبات والمسامية: تؤثر على كمية الوقود التي تناسب القضيب وكيفية تصرفه تحت الضغط.
    • حجم الحبيبات والعيوب السطحية والبنية الدقيقة: حجم الحبيبات والشقوق والعيوب وما شابه ذلك.
    • التركيب الكيميائي والتخصيب: خاصة بالنسبة لليورانيوم المخصب.
    • إطلاق الغاز الانشطاري (بعد التشعيع): اختبار كيفية تسرب الغازات مثل الزينون والكريبتون أثناء الاستخدام.
    • الموصلية الحرارية: تؤثر على كيفية انتقال الحرارة.

يتم إجراء هذه الاختبارات عادة في مختبرات خاضعة لرقابة شديدة بعد تعريضها للإشعاع في خلايا ساخنة باستخدام أدوات روبوتية.

تشمل المعايير الدولية المستخدمة في تحليل الحبيبات ما يلي، على سبيل المثال لا الحصر:

  • ISO 17225-2 الوقود الحيوي الصلب - خصائص الوقود وفئاته - الجزء 2: حبيبات الخشب المصنفة
  • ASTM C776-17 المواصفة القياسية لحبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم المسحوقة لمفاعلات الماء الخفيف. هذا المعيار مخصص لحبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم المتكلس النهائية. ينطبق على حبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم التي تحتوي على اليورانيوم بتركيز 235U للاستخدام في المفاعلات النووية. تعترف هذه المواصفة القياسية بوجود اليورانيوم المعاد معالجته في دورة الوقود وبالتالي تحدد الحدود النظيرية لحبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم المصنوعة من ثاني أكسيد اليورانيوم من الدرجة التجارية. يتم تعريف ثاني أكسيد اليورانيوم من الدرجة التجارية بحيث يكون المنتج، من وجهة نظر تصميم الوقود وتصنيعه، معادلاً بشكل أساسي للمنتج المصنوع من اليورانيوم غير المشع. لا يمكن بالضرورة اعتبار ثاني أكسيد اليورانيوم الذي يقع خارج هذه الحدود معادلاً، وبالتالي قد يحتاج إلى أحكام خاصة في منشأة تصنيع الوقود أو تصميم الوقود.
  • ASTM C759-10 طرق الاختبار القياسية للتحليل الكيميائي، والطيف الكتلي، والطيف الكيميائي، والنووي، والإشعاعي الكيميائي لمحاليل نترات البلوتونيوم من الدرجة النووية (دليل فحص حبيبات الوقود النووي). يصف هذا المعيار إجراءات التحليل الكيميائي، والطيف الكتلي، والكيميائي الطيفي، والنووي، والكيميائي الإشعاعي لتحديد ما إذا كانت محاليل نترات البلوتونيوم من الدرجة النووية تتوافق مع المواصفات.
  • طريقة الاختبار القياسية ASTM C1674-16 لقوة الانحناء للسيراميك المتقدم ذو المسامية الهندسية (قنوات خلوية على شكل قرص العسل) في درجات الحرارة المحيطة (تقييم البنية الدقيقة لحبيبات ثاني أكسيد اليورانيوم المسحوقة). يصف هذا المعيار طريقة اختبار لتحديد قوة الانحناء (معامل الانحناء للكسر) للهياكل الخزفية المتقدمة ذات بنية قناة قرص العسل ثنائية الأبعاد في ظل الظروف المحيطة.

تتمتع مؤسستنا، التي تحاول دعم الشركات من كل القطاعات بمجموعة واسعة من دراسات الاختبار والقياس والتحليل والتقييم التي أجرتها لسنوات، بطاقم عمل قوي يتابع عن كثب التطورات في العالم في مجال العلوم والتكنولوجيا ويحسن نفسه باستمرار. وفي هذا السياق، يتم أيضًا توفير خدمات تحليل الحبيبات للشركات.

واتس اب