آلة تصنيع الفحم، والتي تُعرف أيضًا باسم نظام التحلل الحراري للكتلة الحيوية، هي نظام يحول المواد العضوية إلى فحم بالإضافة إلى منتجات ثانوية مثل خل الخشب والزيت البيولوجي والغاز القابل للاحتراق، وذلك في ظروف نقص الأكسجين. عادةً ما يتضمن هذه العملية تجفيف المواد الخام، ثم التسخين لبدء عملية البيروليز، وتكربن المكونات المتطايرة، وأخيرًا تبريد الرماد الصلب الناتج عن هذه العملية.

تتعامل معظم الأنظمة مع مجموعة واسعة من أنواع الكتلة الحيوية، وتشمل نفايات الخشب (رماد الخشب، قطع الخشب الصغيرة، الشرائح)، والبقايا الزراعية (القش، السيقان، القشور)، وبقايا الغابات، والمحاصيل الطاقية، بالإضافة إلى بعض النفايات الخضراء أو نفايات الحدائق الناتجة عن الأنشطة البلدية. تؤثر رطوبة المواد الخام وحجم الجزيئات وقوامها على أدائها، لذلك غالبًا ما يُنصح بإجراء عمليات معالجة مسبقة (مثل تقطيعها إلى قطع صغيرة أو تحويلها إلى كرات) من أجل الحصول على نتائج مثالية.

الكربون الحيوي هو في الأساس فحم مُنتج من المواد العضوية. يمكن استخدام الكربون الحيوي كوقود صلب لتوفير الطاقة، أو كمادة تحسين للتربة وسماد عضوي، كما أن له وظيفة احتجاز الكربون في البيئة.

تشمل المنتجات الثانوية الشائعة الناتجة عن تحلل الكتلة الحيوية بالحرارة خل الخشب (حمض البيرولينيك)، والقطران، والزيت الحيوي، والغاز الاصطناعي. يمكن استخدام خل الخشب في الزراعة أو كمادة خام كيميائية؛ أما القطران والزيت الحيوي فلهما تطبيقات صناعية، أو يمكن تكريرهما لاستخدامهما كوقود. يمكن استخدام الغاز المركب كمصدر للحرارة اللازمة في العمليات الصناعية، أو يمكن تنقيته لاستخدامه في توليد الطاقة.

يعتمد الإنتاج على المواد الخام البيولوجية المستخدمة والخصائص المرغوبة لمادة البيوكاربون الناتجة. تتراوح الكميات النموذجية لمواد الخام المستخدمة في إنتاج الكتلة الحيوية بين…:

آلات تصنيع الفحم بالدفعات: من 1 إلى 15 طنًا في اليوم.

أنظمة إنتاج البيوكارب النصف مستمرة: حوالي 5 إلى 20 طنًا في اليوم.

أنظمة إنتاج البيوكارب النصف مستمرة: حوالي 5 إلى 20 طنًا في اليوم.

أفران التكربن المستمرة بالكامل: من 1 إلى 5 أطنان في الساعة.

تختلف الأرقام الدقيقة حسب محتوى الرطوبة، ونوع المواد الخام المستخدمة، وتصميم الreaktor، بالإضافة إلى ما إذا كان يتم جمع المنتجات الثانوية لاسترجاع الطاقة منها أم لا.

متواصل بالكامل: تم تصميمه للعمل على نطاق واسع، على مدار 24 ساعة يوميًا، مع نظام أوتوماتيكي للتغذية والتفريغ. مثالي للمصانع الكبيرة التي تحتاج إلى أقصى قدر من الإنتاج مع أقل قدر ممكن من التدخل اليدوي.

نصف مستمر: يوفر توازنًا بين الأتمتة والمرونة. يتم تغذية المواد وتحليلها حراريًا بشكل مستمر، لكن يتم تفريغها في دورات منتظمة. مناسب للعمليات ذات الحجم المتوسط إلى الكبير.

الدفعة: أبسط أنواع عمليات التحلل الحراري، حيث يتم تحميل الغرفة المخصصة للعملية، ثم تمر عبر دورة كاملة من التحلل الحراري، وبعد ذلك يتم إخراج المواد منها. هو الأنسب للعمليات الصغيرة، أو اختبار المواد الجديدة، أو عندما تكون احتياجات الإنتاج متقطعة أو على نطاق صغير.

المتطلبات النموذجية لمواد الكتلة الحيوية المستخدمة في مصانع التكربن المستمر هي: أن يكون حجم الجزيئات أقل من 20 مم، ويفضل أن يكون بين 8 و12 مم، وأن تكون نسبة الرطوبة أقل من 15% في العموم.

تعتمد كمية الفحم الناتج على خصائص المادة المستخدمة وظروف عملية التكربن. على سبيل المثال، بالنسبة لقطع الخشب وقشور الأرز وقشور جوز الهند المطحونة، فإن طنًا واحدًا من هذه المواد التي تحتوي على نسبة رطوبة أقل من 10% يمكن أن ينتج ما بين 260 و310 كيلوغرامات من الفحم النهائي، مما يعني أن نسبة الإنتاج تصل إلى 3:1، أي أن ثلاثة أطنان من المواد الخام تنتج طنًا واحدًا من الفحم.

تختلف تكاليف استثمار آلات تصنيع الفحم الحجري حسب الطراز والقدرة الإنتاجية وخيارات تجهيز خطوط الإنتاج. تتراوح أسعار معدات تصنيع الفحم الحجري بين 20,000 دولار أمريكي و1,650,000 دولار أمريكي. تشمل التكاليف التشغيلية تكاليف الطاقة والصيانة ومعالجة المواد الخام والمواد المستهلكة. تتحسن عائدات الاستثمار مع زيادة الإنتاجية، والاستخدام الفعال للطاقة، واستقرار مبيعات المنتجات الثانوية، بالإضافة إلى انخفاض تكاليف التخلص من النفايات. من أجل الحصول على أرقام دقيقة، يجب إعداد عرض خاص بكل موقع وخطة عمل مفصلة.

نعم. تقوم مصانع إنتاج الكربون الحيوي الحديثة بتحسين كفاءة استخدام الطاقة من خلال تنقية الغازات القابلة للاحتراق واسترجاع الحرارة المتولدة في هذه العمليات. يمكن إعادة استخدام الطاقة المستخلصة من غاز السنج لتسخين أفران التكربن، مما يقلل من استهلاك الوقود الخارجي ويخفض تكاليف التشغيل.

نعم. تتضمن محطات تحلل الكتلة الحيوية لدينا أجهزة معالجة متعددة المراحل، مثل أجهزة إزالة الغبار، وأبراج رش لتحييد الغازات الحمضية، وأجهزة امتصاص باستخدام الكربون المنشط، وغيرها.