論壓塊生物質(zhì)成型燃料的優(yōu)勢

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論壓塊生物質(zhì)成型燃料的優(yōu)勢

馬小勇1賈艷紅2(1.河北冀都環(huán)?？萍加邢薰?， 河北 石家莊 050022；2.石家莊裕華區(qū)堤上小學， 河北 石家莊 050051)

為了保證中國GDP年均增長7%以上,能源供應則應保持每年遞增4%左右。以現(xiàn)有的開采速度, 中國已探明煤炭能夠使用30年,石油只夠使用44年,天然氣還能連續(xù)開采63年，這樣算來，我們用完了，下一代怎么辦。

大氣污染；生物質(zhì)成型燃料；經(jīng)濟成本低；污染??；能源替代

近日,重度霧霾籠罩中國多個城市,中國的空氣污染再次成為西方媒體關注的熱點?！昂竦螺d霧,自強不吸”,這個網(wǎng)絡名詞也在人們口中廣為流傳。由此引發(fā)的環(huán)境問題變成了所有人重視的焦點，環(huán)境污染如何治理到了刻不容緩的緊要關頭。

大家都知道煤和石油是重要的能源，同時也是不可再生能源，它的形成要上億年，目前，中國能源消費量已位居世界第二。根據(jù)有關計算,為了保證中國GDP年均增長7%以上,能源供應則應保持每年遞增4%左右。以現(xiàn)有的開采速度, 中國已探明煤炭能夠使用30年,石油只夠使用44年,天然氣還能連續(xù)開采63年，這樣算來，我們用完了，下一代怎么辦。中國煤炭大多直接燃燒，使用于工業(yè)鍋爐、窯爐和采暖的煤炭占47.3%,在使用效率不高的同時造成嚴重的環(huán)境污染。煤炭消費是造成煤煙型大氣污染的主要原因，也是溫室氣體排放的主要來源，若持續(xù)下去，將給生態(tài)環(huán)境帶來巨大壓力，因此急需替代能源的出現(xiàn)。

目前清潔能源風電、太陽能等發(fā)展迅猛，由于其占地較大，地域性較強，尚不能適合全國分散型的需求，然而有一種生物質(zhì)壓塊型燃料好像更適合代替煤炭，成為中小企業(yè)及各類園區(qū)的首選。

生物質(zhì)成型燃料多為莖狀農(nóng)作物、花生殼、樹皮、鋸末以及固體廢棄物(糠醛渣、食用菌渣等)經(jīng)過加工產(chǎn)生的塊狀燃料，其直徑一般為6～8毫米，長度為其直徑的4～5倍，破碎率小于1.5%～2.0%，干基含水量小于10%～15%，灰分含量小于1.5%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。河北省地方標準《生物質(zhì)成型燃料》(DB13/T 1175-2010)中規(guī)定了生物質(zhì)成型燃料應滿足的指標要求，其中要求全硫≤0.20%。

下面從幾個方面說明生物質(zhì)成型燃料的清潔性：

1 根據(jù)實際調(diào)查生物質(zhì)成型燃料具有以下優(yōu)勢

(1)生物質(zhì)成型燃料發(fā)熱量大，發(fā)熱量在3900～4800千卡/kg左右，經(jīng)炭化后的發(fā)熱量高達7000～8000千卡/kg。

(2)生物質(zhì)成型燃料純度高，不含其他不產(chǎn)生熱量的雜物，其含炭量75%～85%，灰份3%～6%，含水量1%～3%，絕對不含煤矸石，石頭等不發(fā)熱反而耗熱的雜質(zhì)，將直接為企業(yè)降低成本。

(3)生物質(zhì)成型燃料不含磷，燃燒時不產(chǎn)生五氧化二磷，不腐蝕鍋爐，可延長鍋爐的使用壽命。

(4)燃燒效益高，易于燃盡，殘留的碳量少。與煤相比，揮發(fā)份含量高燃點低，易點燃；密度提高，能量密度大，燃燒持續(xù)時間大幅增加，可以直接在燃煤鍋爐上應用。

(5)生物質(zhì)成型燃料清潔衛(wèi)生，投料方便，減少工人的勞動強度，極大地改善了勞動環(huán)境，企業(yè)將減少用于勞動力方面的成本。

(6)生物質(zhì)成型燃料燃燒后灰碴極少，極大地減少堆放煤碴的場地，降低出碴費用。

(7)生物質(zhì)成型燃料燃燒后的灰燼是品位極高的優(yōu)質(zhì)有機鉀肥，可回收創(chuàng)利。

(8)生物質(zhì)成型燃料是可再生的能源，與傳統(tǒng)的燃料相比，不僅具有經(jīng)濟優(yōu)勢也具有環(huán)保效益，完全符合了可持續(xù)發(fā)展的要求。

2 污染物排放

根據(jù)《第一次全國污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊?第十分冊》燃燒生物質(zhì)鍋爐排放系數(shù)：廢氣量6552.29Nm3/t燃料(有末端治理)；二氧化硫產(chǎn)污系數(shù)17Skg/ t燃料(S為含硫量)；煙塵產(chǎn)污系數(shù)37.6kg/t燃料；NOx產(chǎn)污系數(shù)1.02kg/t燃料。燃煤排放系數(shù)：廢氣量6552.29Nm3/t燃料(有末端治理)；二氧化硫產(chǎn)污系數(shù)16.5Skg/t燃料(S為含硫量)；煙塵產(chǎn)污系數(shù)9.18Aar+7.56kg/t燃料；NOx產(chǎn)污系數(shù)9.7kg/t燃料。

我們以日產(chǎn)150噸蒸汽的鍋爐為例，年運行300d，噸蒸汽需熱量2260MJ，1千卡＝4182J，計算需用生物質(zhì)成型燃料(熱值4500千卡/kg計)量5404噸/年。如用煤(熱值7000千卡/ kg計)作燃料，用量為3474噸/年。

鍋爐煙氣采用雙堿法麻石水膜除塵器處理，煙塵去除效率99.5%，二氧化硫去除效率80%，NOx去除率50%。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算同樣熱量需求情況下，生物質(zhì)成型燃料和燃煤兩種燃料污染物產(chǎn)生及排放達標情況對比，見表1。

由上表可知，在以上同樣熱量需求下，燃生物質(zhì)成型燃料比燃煤少產(chǎn)生污染物為：煙塵460.91t/a，SO227.48t/a，NOx28.187t/a。鍋爐煙氣經(jīng)雙堿法麻石水膜除塵器治理后，燃生物質(zhì)成型燃料鍋爐產(chǎn)生煙氣經(jīng)雙堿法麻石水膜除塵器治理后，外排煙氣中污染物能符合《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271-2014)表3燃煤鍋爐標準要求，即煙塵≤30mg/m3、SO2≤200mg/m3、NOx≤200mg/m3。而如果采用燃煤為燃料，則經(jīng)雙堿法麻石水膜除塵器治理后外排煙氣中污染物濃度不能滿足《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB 13271-2014)表3燃煤鍋爐標準要求。

表1 不同燃料的污染物產(chǎn)生及排放情況對比表

面對如此嚴峻的大氣污染形勢，和越來越嚴格的污染物排放控制標準，在不改變爐型燃燒方式和除塵脫硫設施的基礎上，采用生物質(zhì)成型燃料替代煤炭可見是最佳選擇。

3 經(jīng)濟成本低

使用生物質(zhì)成型燃料的經(jīng)濟成本如何，我們以蒸汽鍋爐把1t水變成蒸汽的經(jīng)濟成本為例來進行對比，見表2。

表2 不同燃料把1t水變成蒸汽能耗及經(jīng)濟對比

再以把1t的水從20℃加熱到60℃的經(jīng)濟成本為例進行對比，見表3。

表3 不同燃料把1t水從20℃加熱到60℃的經(jīng)濟對比

根據(jù)表1和表2數(shù)據(jù)對比分析，要想替代煤炭，減少污染物排放，在目前經(jīng)常使用的替代能源輕柴油、重油、天然氣、電、生物質(zhì)成型燃料中，生物質(zhì)成型燃料經(jīng)濟成本是最低的，可見是企業(yè)的首選。

綜上所述，生物質(zhì)成型燃料替代煤炭具有絕對優(yōu)勢，具有顯著環(huán)境效益和經(jīng)濟效益，隨著對清潔、低碳能源需求的增長，我國生物質(zhì)成型燃料必將發(fā)展前景廣闊。

[1]《第一次全國污染源普查工業(yè)污染源產(chǎn)排污系數(shù)手冊·第十分冊》 .

[2]《生物質(zhì)成型燃料》(DB13/T 1175-2010).

[3]《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB 13271-2014).