حبيبات قشرة جوز الكاجو

كريات قشرة جوز الكاجو (CNSP) هي نوع من وقود الكتلة الحيوية يتم إنتاجه عن طريق تكثيف قشور الكاجو (Anacardium occidentale)، وهو منتج نفايات زراعية وفير. تولد صناعة معالجة الكاجو العالمية ملايين الأطنان من هذه البقايا سنويًا، خاصة في المناطق المنتجة الرئيسية مثل فيتنام، التي تنتج وحدها أكثر من 1.5 مليون طن متري من قشور الكاجو كل عام. تعتبر هذه الأصداف تقليديًا نفايات، ولكن يتم التعرف عليها الآن كمورد متجدد قيم لتوليد الطاقة. يوفر تحويل هذه النفايات إلى كريات طريقة مستدامة لإدارة النفايات مع المساهمة في الاقتصاد الدائري​ عن طريق تحويل-منتج ثانوي زراعي إلى مصدر طاقة قيم.

يتضمن إنتاج CNSP عدة مراحل رئيسية. أولاً، يتم جمع قشور جوز الكاجو الخام من مرافق معالجة الكاجو. يتم بعد ذلك تجفيف هذه الأصداف لتقليل محتوى الرطوبة، وهو أمر بالغ الأهمية للاحتراق الفعال لاحقًا. يتم طحن الأصداف المجففة إلى جزيئات دقيقة ومن ثم يتم ضغطها تحت ضغط عالٍ لتكوين كريات أسطوانية كثيفة يبلغ قطرها عادةً 6-8 مم وطولها 10-30 مم. في بعض الاختلافات في العملية، يمكن إضافة مواد رابطة طبيعية مثل الجلسرين لتحسين تماسك الحبيبات، مما يؤدي إلى منتجات مصنفة على أنها CNSGP (كريات الجلسرين بقشر الكاجو). يعمل اللجنين الطبيعي الموجود في الكتلة الحيوية كعامل ربط خلال هذه العملية، مما يساعد على تكوين كريات مستقرة ومتينة مناسبة للمناولة والنقل.

تمتلك CNSP خصائص كيميائية وفيزيائية مميزة تجعلها مناسبة كوقود. تشمل الخصائص الرئيسية ما يلي:

• محتوى الرطوبة: عادة حوالي 14.95%، وهو متوافق مع أنواع وقود الكتلة الحيوية الأخرى مثل كريات نشارة الأوكالبتوس (15%).
• الكثافة الظاهرية: حوالي 1030 ± 40 كجم/م3، مما يشير إلى إمكانية التكثيف والضغط العالية.
• مادة متطايرة: نسبة عالية تبلغ حوالي 88.09%، مما يؤثر على سلوك الاحتراق من خلال تعزيز التحلل الحراري السريع.
• محتوى الرماد: منخفض نسبياً عند حوالي 1.20%، وهو أمر مفيد لأنه يقلل من البقايا بعد الاحتراق.
• الكربون الثابت: عنصر مهم لإطلاق الطاقة بشكل مستدام أثناء الاحتراق.
• القيمة الحرارية: تتراوح بين 4,200-4,800 سعرة حرارية/كجم، مما يوفر إنتاج طاقة عاليًا يضاهي العديد من كريات الخشب.

غالبًا ما تلبي هذه الخصائص معايير التجارة الدولية لوقود الكتلة الحيوية أو تتجاوزها، مما يضمن جودتها وأدائها في مختلف التطبيقات.

وقد تم تحليل احتراق CNSP في سيناريوهات مختلفة، وخاصة بالنسبة للتطبيقات الصناعية. تشمل النتائج الرئيسية من تحليلات الاحتراق ما يلي:

• ملف درجة الحرارة: أثناء الاحتراق، يحقق CNSP متوسط ​​درجات حرارة حوالي 295.00 ± 89.47 درجة في منطقة الاحتراق.
• خصائص الانبعاثات: ينتج عن احتراق CNSP تركيزات أقل من أول أكسيد الكربون (CO) وأكاسيد النيتروجين (NOx) مقارنة بالكريات التي تحتوي على مواد رابطة الجلسرين (CNSGP). تتضمن قيم الانبعاثات المحددة حوالي 2901 ± 499 جزء في المليون من ثاني أكسيد الكربون و39.83 ± 10.91 جزء في المليون من أكاسيد النيتروجين.
• الكفاءة: يساهم المحتوى المتطاير العالي في CNSP في احتراق أسرع وارتفاع درجات حرارة الغازات المنبعثة، مما يجعل العملية فعالة.

توضح خصائص الاحتراق هذه أن CNSP بديل احتراق فعال وأنظف نسبيًا-للوقود الأحفوري لأغراض التدفئة الصناعية.

يقدم CNSP فوائد بيئية كبيرة من خلال تعزيز تثمين النفايات الزراعية. يؤدي استخدامها إلى تقليل الاعتماد على-مصادر الطاقة غير المتجددة​ مثل الفحم ويقلل من التأثير البيئي المرتبط بالتخلص من النفايات. من منظور اقتصادي، يقدم CNSP بديلاً فعالاً للوقود-من حيث التكلفة. غالبًا ما تكون أرخص بنسبة 10-15% من الكريات الخشبية بينما تقدم قيمة حرارية مماثلة، مما يجعلها خيارًا جذابًا للمشترين الصناعيين. إن الإمداد المستقر والوفير للمواد الخام من صناعات معالجة الكاجو، خاصة في بلدان مثل فيتنام، يضمن إنتاجًا ثابتًا ويدعم الاقتصادات المحلية من خلال إضافة قيمة إلى مجاري النفايات الزراعية.

يستخدم CNSP في المقام الأول كوقود حيوي صلب في مختلف البيئات الصناعية، بما في ذلك:

• الغلايات الصناعية: توفير الحرارة لعمليات التصنيع.
• محطات توليد الطاقة ذات الكتلة الحيوية: تعمل كوقود متجدد لتوليد الكهرباء.
• صناعات السيراميك والنسيج: عندما تكون هناك حاجة إلى درجة حرارة ثابتة وعالية-.

السوق العالمية لكريات الكتلة الحيوية، بما في ذلك CNSP، تتوسع بسرعة. تعد دول مثل اليابان وكوريا الجنوبية من المستوردين الرئيسيين، حيث تستورد اليابان أكثر من 3.5 مليون طن متري من كريات الكتلة الحيوية سنويًا. يعمل الاتحاد الأوروبي أيضًا على زيادة واردات الكتلة الحيوية كجزء من إستراتيجيته للتخلص التدريجي من الفحم وتحقيق الحياد الكربوني بحلول 2050 . ويسلط هذا الطلب المتزايد الضوء على الأهمية الإستراتيجية لـ CNSP في المشهد العالمي للطاقة المتجددة.