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摘要：我國大量的秸稈被焚燒或廢棄．不但造成嚴重的環境污染，而且浪費了寶貴的可再生能源，因此研究開發生物質壓塊燃料具有重要意義。通過對生物質壓塊燃料國內外發展現狀、生產工藝、性能特點和主要技術參數的闡述，詳細分析了使用生物質壓塊燃料的節能效益、生態效益和經濟效益，展望開發生物質壓塊燃料前景。   1生物質壓塊燃料的發展狀況 生物質壓塊燃料的發作始于20世紀，如今生物質固化成型燃料在日本、歐盟、美國等國家和地區已經商品化，非常普及和方便，在超市都能買到。1985年日本平均每戶家庭年消耗生物質固化成型燃料750kg；2005年美國林地就提供了3．68億t生物質燃料資源用于能源生產，美國能源部計劃到2030年生物質能源的使用量占美國發電量的5％、運輸燃料使用量的20％和化學品生產量的25％，相當于美國現有石油消費量的30％。 我國從20世紀80年代中期開始生物質固化成型燃料的開發研究，積極引進國外先進機型，組織技術攻關，在消化、吸收的基礎上研制出適合我國區域農作物秸稈特性的各種類型的秸稈壓塊機，用以生產顆粒、棒狀(塊狀)成型燃料。全國現有農作物秸稈固化成型燃料加工廠(公司)300多家，年生產生物質固化成型燃料200萬t以上；2009年全國通過生物質氣化、干餾、固化等能源化利用審核的農作物秸稈數量為165萬t，發放以獎代補資金2．3l億元。江蘇現有秸稈固化成型燃料加工廠50多家，年產秸稈固化成型燃料25萬t，為農作物秸稈能源化利用開辟了新路徑。 2生物質壓塊燃料的生產工藝及特點 生物質壓塊燃料固化成型技術工藝線路為：秸稈料曬干處理(含水率控制在8％一12％)一秸稈料揉搓—儲存回性一攪拌混合(含水率控制在12％一25％)一均勻輸送上料一除鐵一壓制成型一輸送出料一自然風干一計量包裝一檢驗入庫一成品。生物質壓塊燃料具有密度大、熱值高、燃燒充分、成本低、使用方便、清潔衛生、便于運輸和儲存等特點，可作為氣化爐、取暖爐、農業暖房、鍋爐和發電的燃料，同時可作為生產沼氣、肥料、飼料和高密度板等的原料，用途非常廣泛。  3生物質壓塊燃料的主要技術參數 3．1密度 生物質壓塊燃料按其密度分為低密度(小于O．5∥m3)、中密度(0．6一1．1∥m3)、高密度(1．1～1．4∥m3)三種。低密度農作物壓塊適宜做動物飼料，中密度壓塊適宜于戶用型秸稈半氣化爐、小型鍋爐和經改造的自動爐排機械加料的大型鍋爐，高密度壓塊更適宜進一步加工成為炭化產品。 3．2灰分 生物質壓塊燃料的燃盡率可達96％，剩余4％的灰分可以回收做鉀肥，實現了“農作物秸稈一燃料～肥料一農作物秸稈”的循環利用。 3．3水分 農作物秸稈揉搓料含水率過高時，壓塊過程中產生的蒸汽不能順利地排出，結果造成秸稈壓縮成型燃料表面開裂，成型效果較差；秸稈揉搓料含水節能率過低時，較難成型，而且密度較大，這是因為微量適宜的水分對秸稈木素的軟化、塑化具有促進作用。揉搓料含水率控制在15％～20％范圍內比較適宜壓塊成型。 3．4熱值 生物質壓塊燃料的密度大，在壓制成型過程中，高壓使原料從松散到致密。從而限制了揮發分逸出速度，延長了揮發物的燃燒時間，通常其熱值14220—16730kJ／kg。其燃料反應大部分只在壓塊燃料表面進行，燃燒狀況屬于靜態滲透式擴散燃燒，類似于煤的燃燒過程。采用不同農作物秸稈生產的生物質壓塊燃料，其熱值有所不同，1kg燃燒時間約為1—4h。整個燃燒過程的需氧量趨于平衡，燃燒過程穩定。 生物質壓塊燃料的熱值因秸稈的種類不同而不同。以玉米秸稈為例：熱值約為煤的0．8～o．9倍，即1．1t玉米秸稈成型燃料相當于1t煤；如果把玉米秸稈成型燃料在下燃式生物質燃燒鍋爐中燃燒，其燃燒效率是燃煤鍋爐的1．3～1．5倍。因此lt玉米秸稈成型燃料的熱量利用率與1t優質煤的熱量利用率相當，甚至更高。 3．5廢氣排放 (1)CO：排放接近零。生物質中的碳來自空氣中流動的cO：，通過光合作用將其固化在生物質中，而生物質壓塊燃料在燃燒過程中，又產生等量的CO：放到空氣中，即生物質生長過程和燃燒過程結合在一起，實現了CO：的零排放。 (2)NO：排放量為14m∥m3(微量)。 (3)sO：排放量為46m∥m3，遠低于國家標準，可忽略不計。 (4)煙塵排放量低于127mg／m3，遠低于國家標準。  4生物質壓塊燃料使用分析 4．1使用生物質壓塊燃料的節能效益生物質壓塊燃料容易著火，易于燃盡，灰分含碳量接近于零；使用生物質燃料可以降低鍋爐空氣過剩系數，減少鍋爐床層通風阻力，降低風機功耗，減少排煙損失，鍋爐熱效率可以提高10％一20％。 4．2使用生物質壓塊燃料的環境效益 煤炭在鍋爐燃燒后，排出大量的飛灰、爐渣、sO，和cO，，其中飛灰和sO：是主要的空氣污染物．爐渣占用大量的土地，sO：是主要的溫室氣體。而鍋爐使用生物質壓塊燃料則可最大限度地減少廢氣和污染物的排放，具有非常顯著的環境效益。據測算，與燃燒二類煙煤相比，燃燒生物質壓塊燃料的飛灰(粉塵)、爐渣、SO：減排率分別為93％、69％、91％，CO，實現零排放。 4．3使用生物質燃料的經濟效益 目前農作物秸稈的收購價為160形t，生產秸稈成型燃料的能耗為70kwh／t，折合70形t，秸稈成型燃料的用工成本為45形t，設備折舊為10衫t，修費用為5形t，其他費用按10影t計算，則1t秸稈成型燃料的生產成本合計為300衫t。現在秸稈成型燃料的銷售價格為450彤t左右，那么1t秸稈成型燃料的純利潤在150影t左右；1個秸稈成型燃料加工廠按年產300f)t計算，1年創收45萬元，基本上1年就能收回投資，經濟效益十分顯著。秸稈成型燃料不僅可以作為替代燃料，它也是一個可以大量出口創匯的產品。據有關資料介紹，生物質燃料在美國市場的小包裝零售價格為170美影t，大包裝價格約為135美形t；在瑞典的交貨價格為150美形t。據測算，秸稈成型燃料批量生產成本不超過300形t，按70—80美影t出口，這樣的價格在國際市場上是有競爭力的。如果能夠規模化生產和持續大批量的出口，將促進農民、農林業增加綜合經濟效益具有重要意義。 5結語 隨著生物質壓塊燃料生產技術的不斷進步和各級政府的高度重視，生物質壓塊燃料生產將進一步規模化、產業化，生物質壓塊燃料生產技術不僅能有效地解決我國農村秸稈隨意廢棄和焚燒的問題，將其變廢為寶，而且為農民增收提供了一條重要途徑，同時可以實現二氧化碳零排放，二氧化硫、氮氧化物等排放，均低于國際排放標準，能有效改善生態環境，進而承擔中國對世界做出的莊重減排承諾。因此，加快秸稈的能源化利用勢在必行。 關于更多資訊歡迎訪問：河南天起生物質燃料有限公司 |
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