الهند ، وهي دولة زراعية كبيرة حيث يعتمد 80 ٪ من السكان على الزراعة لكسب العيش ، تولد كميات كبيرة من المخلفات الزراعية. ومع ذلك ، فإن هذه المخلفات غير مستغلة بشكل كاف ، وتفشل في تلبية الاحتياجات المجتمعية بينما تساهم في التلوث البيئي الشديد. لمواجهة هذه التحديات ، هناك حاجة ملحة لاستبدال الوقود الأحفوري بقوالب الفحم ، المصنوعة من مسحوق الفحم باستخدام آلات صنع فحم حجري ، مما يوفر تطبيقات متعددة الاستخدامات عبر المنازل والتجارة والصناعة والزراعة والمزيد.
حالة استخدام الطاقة في الهند:
أدى اعتماد الهند الكبير على النفط المستورد ، حيث استوردت أكثر من 119.2 مليون طن من النفط الخام والبترول سنويا على مدى السنوات ال 25 الماضية ، إلى عدم الاستقرار الاقتصادي والاجتماعي. وإدراكا للفوائد البيئية والاقتصادية، تسعى الهند بنشاط إلى تكنولوجيات الطاقة المتجددة للحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري.
مجموعة واسعة من الوقود الحيوي:
ونظرا لارتفاع تكاليف الوقود غير الحيوي مثل الفحم والغاز الطبيعي، تعتمد الأسر الريفية الهندية في المقام الأول على الوقود الحيوي مثل الحطب، وكعك الروث، والمخلفات الزراعية للطهي، حيث يستخدم ما يقرب من 96٪ من الأسر الريفية الوقود الحيوي.
كفاءة استخدام منخفضة:
على الرغم من وفرة المخلفات الزراعية بما في ذلك قشور الأرز وقشور القهوة وقشور جوز الهند وغير ذلك ، إلا أن كفاءة استخدامها لا تزال منخفضة بسبب العديد من العيوب:
- قيمة حرارية منخفضة نسبيا.
- صعوبات في التحكم في معدلات الحرق.
- التحديات في التغذية الآلية المستمرة.
- متطلبات حجم التخزين الكبير.
- تلوث الهواء الشديد الناتج ، بما في ذلك انبعاثات الجسيمات العالية وإنتاج السخام غير المحترق.
فحم:
يتم إنتاج الفحم ، وهو وقود صلب مسامي بني داكن أو أسود ، من خلال الاحتراق غير الكامل أو الانحلال الحراري للخشب أو المواد الخشبية في غياب الهواء. تشمل المواد الخام الشائعة لإنتاج الفحم أشجارا مختلفة مثل الزان والبتولا والبلوط والصنوبر والتنوب والمزيد.
تعد الجهود المبذولة لتحقيق الاستخدام الأمثل للمخلفات الزراعية ، بما في ذلك إنتاج قوالب الفحم ، أمرا بالغ الأهمية لمستقبل الطاقة المستدامة في الهند ، وتعزيز الإشراف البيئي والمرونة الاقتصادية. قوالب الفحم هي بديل شائع وفعال من حيث التكلفة للوقود التقليدي مثل زيت الديزل والكيروسين وزيت الفرن والليغنيت والفحم والحطب. إنها مصنوعة من مسحوق الفحم الممزوج بمواد لاصقة (النشا والجير وما إلى ذلك) ويتم ضغطها بأشكال مختلفة باستخدام آلة فحم حجري.
في الهند ، يتراوح سعر قوالب الفحم من 0.20 دولار إلى 0.40 دولار للكيلوغرام الواحد ، مما يجعلها أرخص من أنواع الوقود الأخرى مثل الحطب. على سبيل المثال ، تحولت عائلة ديراج من الهند من استخدام الحطب إلى قوالب الفحم ووجدت أنها أكثر فعالية من حيث التكلفة والكفاءة. قوالب الفحم ليست أرخص فحسب ، بل إنها تحترق أيضا لفترة أطول وتنتج دخانا أقل ، مما يجعلها خيارا مفضلا للاستخدام المنزلي.
هناك العديد من المزايا لاستخدام قوالب الفحم:
1. فعالة من حيث التكلفة: قوالب الفحم أرخص من البترول أو الفحم أو الليغنيت ، مما يجعلها خيار وقود فعال من حيث التكلفة.
2. صديقة للبيئة: لا تحتوي على الكبريت وتنتج الحد الأدنى من الرماد المتطاير عند حرقها ، مما يقلل من التلوث البيئي.
3. قيمة حرارية عالية: قوالب الفحم لها قيمة حرارية عالية ، مما يوفر إنتاجا فعالا للطاقة.
4. محتوى منخفض من الرماد: بالمقارنة مع الفحم ، تحتوي قوالب الفحم على محتوى رماد أقل بكثير ، مما يؤدي إلى تقليل النفايات وسهولة التنظيف.
5. احتراق موحد: قوالب الفحم لها حجم وكتلة موحدان ، مما يضمن احتراقا ثابتا وفعالا بدون رائحة.
6. سهل التعامل معها: يسهل التعامل معها وتخزينها ونقلها ، مما يجعلها ملائمة للاستخدام المنزلي والصناعي.
7. كفاءة عالية للغلاية: نظرا لمحتواها المنخفض من الرطوبة وكثافتها العالية ، تؤدي قوالب الفحم إلى زيادة كفاءة الغلاية مقارنة بأنواع الوقود الأخرى.
تتضمن عملية إنتاج قوالب الفحم عدة خطوات:
1. سحق الفحم: يتم سحق الفحم إلى شكل مسحوق لتسهيل صب فحم حجري.
2. إضافة مواد رابطة: تضاف المجلدات إلى مسحوق الفحم لتحسين كثافة وقوة وسلامة القوالب. يمكن أن تكون هذه مواد رابطة غير عضوية مثل الطين أو الجير ، أو مواد رابطة عضوية مثل النشا أو دبس السكر ، أو مواد رابطة مركبة.
3. الخلط: يتم خلط مسحوق الفحم والمواد اللاصقة جيدا لضمان توزيع موحد.
4. التجفيف: يتم تجفيف الخليط لتقليل محتوى الرطوبة ، عادة إلى أقل من 12٪ ، باستخدام مجفف أسطواني دوار.
5. صنع فحم حجري: يتم تغذية الخليط المجفف في آلة قولبة ، حيث يتم ضغطه في الأشكال المرغوبة باستخدام عجلات أسطوانية ذات مآخذ نصف كروية.
بشكل عام ، توفر قوالب الفحم بديلا فعالا من حيث التكلفة وفعالا وصديقا للبيئة للوقود التقليدي ، مما يجعلها خيارا جذابا لكل من التطبيقات المنزلية والصناعية.
يتم تشغيلها بواسطة محرك ، وتغلق مآخذ آلة قولبة الفحم تدريجيا ، مما يعرض المادة الموجودة بالداخل لدرجة حرارة وضغط مرتفعين ، مما يؤدي إلى تكوين قوالب. عند الانفصال ، تسقط قوالب الفحم المضغوط بسلاسة. مواصفات الجهاز مفصلة أدناه:
- حجم المواد الخام: ≤5mm
- محتوى الرطوبة من المواد الخام: <12٪
- حجم فحم حجري: قابل للتعديل
- السعة: 1-50 طن في الساعة
- قدرة خط إنتاج قوالب الفحم: ≤100 طن في الساعة
- أشكال فحم حجري: مربع ، بيضاوي ، وسادة ، إلخ.
- بيئة العمل: خالية من الغبار
في الخطوة الأخيرة ، يتم تعبئة قوالب الفحم المضغوط وبيعها في أكياس بلاستيكية محكمة الغلق.
استخدامات قوالب الفحم:
الاسر المعيشيه:
- الطبخ وغلي الماء وحفلات الشواء العائلية والتدفئة.
- إزالة الروائح الكريهة وإزالة الرطوبة وسماد الحدائق.
مهنة:
- تستخدم في مؤسسات تقديم الطعام للطبخ والشواء وخبز التبغ والشاي وما إلى ذلك.
صناعة:
- تصنيع البلاط والأواني والسيراميك.
- حشو لخرسانة البناء والمواد العازلة والمواد المقاومة للحرارة.
- وقود للغلايات الصناعية وأجهزة التغويز وعامل الكربنة للصهر.
زراعة:
- تحسين التربة والاحتفاظ بالرطوبة وتوازن الأس الهيدروجيني.
- عامل بطيء الإطلاق للأسمدة العضوية.
تربية:
- وقود لتفقيس الكتاكيت وإضافات الأعلاف ومزيلات العرق.
ربحية مشاريع قوالب الفحم:
ينطوي الاستثمار في مشاريع قوالب الفحم على تكاليف ثابتة ومتغيرة ، بما في ذلك المعدات وتأجير الأماكن والعمالة والمواد الخام والكهرباء والصيانة والإصلاح والنقل. تشير دراسة حالة لمنتج قوالب فحم هندي يولد 960 طنا سنويا إلى دخل سنوي إجمالي قدره 40,000 ألف دولار مع فترة استرداد في غضون 8 أشهر.
استنتاج:
إن استخدام المنتجات الثانوية الزراعية لإنتاج قوالب الفحم يقدم فوائد اقتصادية واجتماعية على حد سواء ، ويقدم حلا مستداما لإدارة النفايات والتلوث البيئي. يمكن أن يحقق الاستثمار في خطوط إنتاج قوالب الفحم عوائد كبيرة مع المساهمة في الاقتصاد الزراعي والاستدامة البيئية في الهند.