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生物质颗粒燃料

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生物质颗粒燃料

  • 所属分类:生物质颗粒

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  • 发布日期:2018/11/06
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生物质固化成型燃料的开发与应用

生物质能仅次于煤炭、石油和天然气,居于世界能源消费总量第4位。据专家预测,生物质能极有可能成为未来可持续能源系统的重要组成部分,到下世纪中叶,采用新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总燃料消耗的40%以上。由于生物质替代燃料具有无染污、可再生等显著特点,因此日益受到各国的重视。随着我国经济的不断发展,能源短缺问题显得日益严重,为了解决能源危机、减轻环境污染、保护生态环境,开发利用生物质能显得尤为重要。


1生物质能的概念及存在形式


生物质能是蕴藏在生物质中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质能是可再生能源,通常贮存在如下物质中。


a.木材及森林工业废弃物。


b.农业废弃物。


c.水生植物。


d.油料植物。


e.城市和工业有机废弃物。


f. 动物粪便。


2生物质能的开发方法与产品形式


目前,世界各国十分重视生物质能,都在积极探索生物质能的开发方法与产品形式,现归纳起来主要有以下几种。


a.热化学转换法,可获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品。该方法按其热加工的方法不同分为高温干馏、热解、生物质液化等方法。


b.生物化学转换法,主要指生物质在微生物的发酵作用下,生成沼气、酒精等能源产品。


c.生物油法,利用油料植物所产生的生物油。


d.固化成型法,把生物质固化成成型燃料(如颗粒型、块型、棒型等),以便集中利用和提高热效率。


3开发固化成型生物质燃料的意义


生物质固化成型燃料是将作物秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物粉碎后,送人成型器械中,在外力作用下,压缩成需要的形状。然后,作燃料直接燃烧,也可进一步加工,形成生物炭。在国外,该生产方法已经成熟,如丹麦、德国、比利时、美国、日本等国家已实现了工厂化生产,其产品主要用于取暖炉、锅炉发电等。目前,我国研究和开发出的生物质固化成型机也已应用于生产。生产的致密成型燃料,也已应用于取暖和小型锅炉。经测定,该种燃料排放的污染物低于煤的,是一种高效、洁净的可再生能源。


3.1应用便利,易于贮运


固化成型法与其它方法生产生物质能相比较,具有生产工艺、设备简单,易于操作,生产设备对各种原料的适应性强及固化成型的燃料便于贮运(可长时间存贮和长途运输)和易于实现产业化生产和大规模使用等特点。另外,对现有燃烧设备,包括锅炉、炉灶等,经简单改造即可使用。成型燃料使用起来方便,特别对我国北方高寒地区,炕灶是冬季主要的取暖形式,在广大农村有传统的使用习惯,成型燃料也易于被老百姓所接受。


3.2替代煤炭,保护生态环境


预计到2020年,中国的GDP可能达到5万亿美元,能源需求25~30亿t标煤,其中仅石油缺口达1.6~2.2亿t。大量燃烧一次性能源,排放大量的SO。和COz等,对环境造成污染,加剧了地球温室效应。我国目前农作物秸秆年产量约为6亿t,折合标煤3亿t,其中53%作为燃料使用,约折合1.59亿t标煤,如果这些原料都能固化成型有效开发利用,替代原煤,对于有效缓解能源紧张,治理有机废弃物污染,保护生态环境,促进人与自然和谐发展都具有重要意义。


3.3提高能源利用率


直接燃烧生物质的热效率仅为10%~30%,而生物质制成颗粒以后经燃烧器(包括炉、灶等)燃烧,其热效率为87%~89%,热效率提高57~79个百分点,节约了大量能源。


4存在的问题及解决办法


目前,我国采用的生物质固化成型燃料的形状主要有棒状、块状和颗粒状。这几种形状燃料的加工方法均为传统生产方法,普遍存在着设备能耗过高、磨损严重和使用寿命短等问题。以生产颗粒状燃料方法为例,它与现有的生产颗粒状饲料的方法相似,即原料从设备环模内部加入,经压辊碾压挤出环模而成颗粒状。该工艺流程需要消耗大量能量,首先是颗粒压制成型过程中,压强达到50~100MPa,原料在高压下发生变形、升温,温度可达100~120℃,电动机的驱动需要消耗大量的电能;其次是原料的含水率要求在12%左右,为了达到这个含水率,很多原料要烘干以后才能用于制粒;再者是压制出来的热颗粒需要冷却,然后才能进行包装。这些工艺流程均需消耗大量能量。


要解决上述问题,可通过下列途径。一是加大科研投入,积极研发新工艺和新设备,降低能耗,减少生产成本;二是引进国外先进设备,消化吸收,形成产业化生产;三是政府扶持,对研制开发单位和用新型生物质能用户进行补贴,降低产品使用成本。


5结论


生物质能作为一种可再生能源,具有取之不尽,用之不竭的特点,在当今国际能源竞争日益激烈,传统能源面临枯竭的情况下,对于其有效开发利用,寻找一条见效快、方便可行、易于被广大用户接受的利用途径,固化成型法是可行的。



据介绍,财政部对中国能源与生物化工产业将采取弹性亏损补贴、原料基地补助、示范补助、税收优惠四项财税扶持政策,为生物能源与生物化工产业的健康发展提供有力保障。


在对生物质能发展实行财税扶持政策的同时,财政部将坚持三项原则:坚持不与粮争地,鼓励开发未利用土地建设生物能源原料基地;坚持产业发展与财政支持相结合,要有利于鼓励企业提高效率,有利于科技进步;坚持生物能源与生物化工发展积极稳妥,引导产业健康有序发展,避免投资过热。


生物质能是指利用自然界的植物以及城乡有机废物转化、生产的能源。 可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、林木及林木果实、禽畜粪便、有机生活垃圾和有机废渣废水等。


一 什么叫做生物质颗粒燃料


1、生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能(biomass energy),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。


2、生物质颗粒燃料(Bio-mass Fuel)是在燃料应用上的一项重大科研成果。它是利用秸秆、水稻杆,薪材、木屑、花生壳、瓜子壳、甜菜粕、苜蓿菜、树皮、杂草等所有废弃的农作物,经粉碎-混合-挤压-烘干等工艺,最后制成颗粒状燃料。它的原材料分布非常广泛,加工工艺先进,成品颗粒可直接作为燃料燃烧。生物质能颗粒以绿色煤炭而著称,是一种洁净能源。作为锅炉燃料,它的燃烧时间长,强化燃烧炉膛温度高,而且经济实惠,同时,对环境无任何污染,可全面代替木材、优质煤、天然气,是高校、节能的环保产品。


二 生物质颗粒燃料(BMF)特性


1、可实现温室气体二氧化碳生态“零”排放:BMF的能源来源于自然界光合作用固定于植物上的太阳能,其燃烧时排放的二氧化碳来自于其生长时对自然界二氧化碳的吸收,因此,BMF具有二氧化碳生态零排放的特点。


2、典型的低碳绿色能源:


① 低炭能源:BMF的燃烧以挥发份为主,其固定炭含量仅为15%左右,因此是典型的低炭燃料。


② 减少二氧化硫排放:BMF含硫量比柴油还低,仅为0.05%,不需设置脱硫装置就可实现二氧化硫减排。


③ 粉尘排放达标:BMF灰份为1.8%,是煤基燃料的1/10左右,设置简单的除尘装置就可实现粉尘排放达标。


④ 减少NOx的生成:BMF氮含量低,氧含量高,燃料时能有效减少空气的需求量,减少NOx的生成。


3、生物质成型燃料的热值。生物质成型燃料的密度一般为1.1-1.3t/m3, 热值约为4800±100Kcal/Kg。1吨生物质成型燃料相当于0.8吨标准煤或0.51吨柴油/燃料油。


4、典型的循环经济项目:BMF来源于农林废弃物,它与以粮食为原料的生物质醇基燃料和以油料作物为原料的生物柴油相比,不会产生“与人争粮”和“与人争地”的社会问题,原料广泛多样、含量达、成本低、循环生长、取之不尽,是典型的循环经济项目。


5、安全方便:BMF密度大、体积小、固体成型,密封包装,运输存储安全方便



一 生物质能源的特点,特征是什么。相对于其他可再生能源,开发生物质的意义是什么。


1.燃烧过程对环境污染小。生物质中有害物质含量低,灰分、氮、硫等有害物质都远远低于矿物质能源。生物质含硫一般不高于0.2%,燃烧过程放出CO2又被等量的生物质吸收,因而是CO2零排放能源。


2.储量大,可再生。 只要有阳光照射,光合作用就不会停止。


3.生物质能源具有普遍性、易取性。不分国家和地区,价廉、易取、加工简单。


4.是唯一可以运输和储存的可再生能源。


5.挥发性组分高、炭活性高,容易着火。燃烧后灰渣少且不易粘结。


6.能量密度低,体积大,运输困难。


生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源,具有含碳量低的特点;加之在其生长过程中吸收大气中的CO2而成为元素的汇。因而用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应和生态良性循环,而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料,成为解决能源与环境问题的重要途径之一。


二 生物质颗粒能代替煤、油等燃料进行加热吗 ? 其热能能达到多少?


1.农作物秸秆中的挥发分一般在76%——86%之间,约200℃时挥发分开始析出,如果此时无法提供足够助燃空气,则未燃尽的挥发分被气流带出,形成黑烟。而生物质颗粒燃料优于致密均匀,限制了挥发。分溢出速度,延长了燃烧时间,缓解了空气供给矛盾。


2.农作物秸秆在挥发分析出以后为松散骨架,气流运动使其解体,形成飞扬黑絮。而生物质颗粒燃料声誉的碳结构紧密,形成蓝所谓火焰包裹的焦炭。


当然可以,热能在4800大卡。颗粒燃料用途:


◎民用取暖和生活用能:燃料利用率高,便于贮存


◎生物质工业锅炉:作为工业锅炉的主要燃料,替代燃煤,解决环境污染


◎发电:可作为火力发电的燃料



生物质颗粒燃料的优势


【低碳环保】、生物质颗粒燃料是一种可再生资源燃料。可以代替石油,煤、天然气。燃料密度高,水分低、低碳。


【节省空间】、生物质颗粒燃料经过高温高压成型,充分的节约了储存空间,也有利于运输。


【 燃烧点高 燃料持续性长】、生物质颗粒燃料能大大提高木质材料的燃烧效率,热效率可提高到80%以上,1t生物质颗粒燃料产生的热量相当于0.8t煤。


生物质燃料的适用范围


适用于对锅炉房的酒店、化工厂、服装加工厂、饲料厂、五金加工厂、涂料厂、宾馆、学校、医院及使用锅炉的企业等。


生物质颗粒燃料性能参数


热 值:≥4500Kcal/kg   密 度:≥1.2t/立方   灰 分:≤2.0%   含水量:≤3%   硫含量:≤0.07


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