盡管所謂的黑顆粒被廣泛認為是一種優于傳統白顆粒的燃料，但它們的使用量仍然有限。其中一個原因是與生產相關的成本較高，這是瑞典Exergy和Jalo Biopellets計劃在一個聯合項目中將主要解決的問題。
生物質是一種可再生能源，然而，未經處理的生物質有許多挑戰，如能量密度低、含水量高、難以儲存和處理麻煩。
因此，為了使效益最大化，在生產能源之前對生物質進行一些處理是必要的。生物質顆粒是一種流行的固體生物質燃料類型，通常由木材廢棄物、林業廢棄物和農業廢棄物生產。
通過生物質造粒，存儲、處理和運輸變得更容易使用和更具成本效益，而質量標準化使貿易成為可能。但主要的好處是，由于密度和低含水率，燃燒時具有較高的燃燒效率。
與普通顆粒相比，黑色顆粒的一些優勢包括高達30%的體積能量密度，對生物降解的敏感性較低，以及耐水性。
與傳統的白顆粒相比，所謂的黑顆粒被認為是一種更好的燃料，尤其是在與煤共燃或改造燃煤電廠方面。與普通顆粒相比，黑色顆粒的一些優勢包括高達30%的體積能量密度，對生物降解的敏感性較低，以及耐水性。
黑色顆粒的生產通常首先使用以下兩種工藝中的一種：碳化或蒸汽爆炸，在成型前對原料進行碳化或蒸汽爆炸處理。
前者是將生物質在低氧環境中加熱至280-320?C，并持續一定時間。碳化是生物質氣化和煤與生物質共燃的預處理步驟。
在后者的過程中，從生物質中去除水分、纖維素糖和其他揮發性有機化合物(VOCs)，以生成與化石煤特性相似的固體生物質燃料。
無論如何，原料的干燥都是一個關鍵的工藝步驟，需要能源，因此，可能會成為一個嚴重的成本項目，正如最近的地緣政治事件所顯示的那樣。
蒸汽干燥技術
所謂蒸汽爆炸技術，是在高溫下加壓蒸汽，然后突然減壓，制造黑色顆粒。
該過程使生物質纖維剛性結構產生斷裂，導致增加熱值，粘結性能，容重和均勻性的生物質燃料。
瑞典Exergy董事總經理Prem Verma在2020年北歐顆粒會議上解釋了使用過熱蒸汽作為干燥介質的好處。在此過程中，還可從凝析油中提取木糖醇、糠醛和乙酸等適銷的生物化學品。
顧名思義，瑞典Exergy的核心蒸汽干燥技術采用蒸汽作為干燥介質。使用ExergyPSSD蒸汽干燥技術，為生物質提供了諸如蒸汽調節產品，精確和均勻的水分，開放的纖維結構和更高的燃燒性能以及最低的生命周期成本。
商業上證明的技術
過熱蒸汽作為干燥介質帶來了許多優勢；傳熱率高，能量回收率高，無大氣排放，運行過程中無火災或爆炸風險，停留時間短。
該技術已經在各種農業、食品、林業和市政應用中運行了40多年。
使用蒸汽干燥器的行業包括：紙漿和紙張、谷物和甜菜乙醇、棕櫚油加工、動物飼料、污水處理、和木屑工廠。
瑞典Exergy AB董事總經理Prem Verma表示：“對于生物質顆粒生產來說，利潤是有形的，我們的干燥機解決方案可以提供最低的能源消耗和最低的碳足跡。”
Prem Verma補充說，由于能源效率和減少碳足跡“正迅速成為保持盈利的首要考慮事項”，對其他行業的新工業應用的咨詢也很多。
ExergyPSSD由一個閉環系統組成，產品即是被干燥的原料，如木屑，是由過熱和加壓蒸汽作為載體輸送。
蒸汽通過以煙氣、蒸汽或熱油為加熱介質的過熱表面加熱。
一個瑞典的Exergy加壓過熱蒸汽干燥器(ExergyPSSD)安裝在木屑顆粒廠(照片由瑞典Exergy提供)。
干燥的產品和過熱的蒸汽在旋風分離器中分離，蒸汽再循環。如果產品很濕，干燥產品的一部分再循環回混合器，在那里它與濕產品混合。
濕產品中的水在干燥器中變成蒸汽，最終可以在其他過程中重復使用。
荷蘭黑顆粒項目
瑞典Exergy公司正與荷蘭生物質能項目開發商Jalo Biopellets B.V合作，在荷蘭開發一個黑顆粒生產設施。
其目的是生產環保的黑色顆粒燃料，幾乎沒有殘留物，同時最大限度地減少二氧化碳排放。
使用Jalo的復雜工藝，可以從低質量的原材料中生產出高質量的黑色能量顆粒。
能源和殘渣的級聯反應發生在整個過程中——從生物質、黑色顆粒、液化食品級二氧化碳和進入區域供熱網的熱量，這將產生強烈的負碳足跡，并為項目帶來額外的收入來源。
Jalo黑色顆粒項目的概念示意圖(圖片由瑞典Exergy提供)。
ExergyPSSD技術非常適合該項目，因為它的閉環設計消除了對大氣的排放。干燥器產生的多余蒸汽將用于二氧化碳捕獲和區域供熱，產生負二氧化碳和額外的能源。
這超過了補償所需的能源，以驅動烘干機。因此，ExergyPSSD將干燥過程從傳統干燥機通常最昂貴和能源需求的階段轉變為項目中最有利可圖和節能的步驟。
Prem Verma最后表示，將ExergyPSSD集成到黑色顆粒生產中很容易，而且可以提高能源效率，為生產商和環境節約了大量能源。
該項目目前處于開工前的最后階段，設計產能為年產12.5萬噸黑色顆粒。
（素材來自：Swedish Exergy 51生物質顆粒交易網、新能源網綜合）
