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生物质固体成型燃料的关键技术在我国推广应用的可行性

2017-09-06 17:51:22 来源:网络

3国内外成型技术比较

3.1工艺流程

生物质成型燃料技术工艺流程见图1所示。

3.2国外主要成型燃料生产技术

美国秸秆利用主要是打捆技术,用途不是作燃料,而是饲料或其他工业的原料。欧洲国家主要把生物质用作燃料和发电,替代油和煤,加工设备、锅炉、热风炉、发电设备等都已产业化、规模化。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备已经定型,且已产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域已普遍推广应用[1]。目前国外生物质成型方式有4种,即环模和平模式、螺旋挤压、机械活塞及液压活塞式。

3.3国内主要成型燃料生产技术(见表1)

3.4生物质成型燃料技术标准

在标准制定方面,国外如欧洲已经制订了比较详细的标准,例如奥地利的国家标准ONORMM7135(压块和颗粒)、瑞典的国家标准SS187120(颗粒)和SS187121(压块)、德国的国家标准DIN51731(压块和颗粒)、意大利的国家标准CTI-R04/5(压块和颗粒)。欧盟也已制定了一个通用的生物质颗粒技术分类规范(CEN/TS14961)[12]。

我国制定生物质成型燃料技术标准比较晚,2008年11月由河南农业大学主持制订了农业部《生物质固体成型燃料技术条件》和《生物质固体成型燃料加工设备技术条件》2个标准,已于2010年9月1日颁布实施。

4生物质固体成型燃料技术的可行性

据世界能源消费预测,化石能源将不断枯竭,地下石油、天然气及煤的储量,按目前的利用速率只够用60年左右[13]。而生物质成型燃料能够代替化石燃料的燃烧,经过压缩成型后的生物质成型燃料其燃烧性能得到极大改善,其成型燃料的热值相当于普通中质烟煤。因此,在我国人口密度大,总能耗高的条件下,这项技术必将有着广阔的发展前景。

4.1生物质资源可行性

中国生物质资源相当丰富。以农作物秸秆为代表的生物质资源量大充足,覆盖面广,价格低廉,可以再生,仅根据谷草比算得我国的农作物秸秆总量大约有7亿t,约占全世界总量的20%~30%,而农作物秸秆用于燃料的占25%~30%,折合0.75亿t标准煤。并且农艺专家已提出秸秆应适量还田,不能连年全部还田,饲料化处理量有限,多数地区都采取了禁烧秸秆措施,为成型燃料技术的发展提供了充足的原料。

4.2配套设备可行性

生物质成型燃料技术的配套设备已逐步完善。生物质秸秆从田间收集→干燥→粉碎→成型→燃烧所需设备必须配套,才能在农村、城镇中推广应用。其中,收集环节是瓶颈,解决得不好将制约成型燃料技术的发展。经过多年的研究,国内部分成型设备及其配套设备的发展已趋于成熟[14,15],已研究出了以高耐磨陶瓷材料作为成型部件的成型机;采用双室燃烧技术设计的小型生物质燃烧炉具(生活和取暖)和专用锅炉已在农村应用,燃烧效果好,大大减少了生物质燃烧炉高温结渣和低温沉积问题。近年来,在河南、辽宁、安徽等地已将成型设备、配套燃烧炉具进行了示范推广,取得了良好示范效果。

4.3环保效益可行性

该项技术进入生产应用领域后,越来越显示了它在环保方面的优势。我国城市燃煤污染严重,大中城市已取缔2t以下燃煤锅炉,急于寻求清洁的替代能源。如果改燃天然气或电,成本较高,并且天然气、石油短缺,若大量依赖进口,影响国家能源安全。这便给成型燃料技术的发展带来了“机遇”[16,17]。生物质成型燃料燃烧后的灰尘及排放指标比煤低,可实现CO2、SO2降排,减少温室效应,有效地保护生态环境。生物质成型燃料进入规模化生产后,不仅环保效益明显,而且还可安排农民就业,增加收入,经济和社会效益同样显著。

4.4经济效益可行性

成型燃料完全可以代替煤用于锅炉,其价格在中国中部价格基本与煤相当,在中国东部、南部地区大大低于煤。并且,随着能源紧张以及环境问题的日益严重,煤等化石燃料的价格还会不断攀升,这又为生物质成型燃料的应用创造了巨大的利润空间。此外,国家已经逐步取缔城镇小型燃煤锅炉,更为此项技术的应用推广创造了一定的价格空间。

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