生物質(zhì)成型燃料開發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

黃仕英

（北海市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，廣西北海 536000）

生物質(zhì)成型燃料開發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

黃仕英

（北海市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究所，廣西北海 536000）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家為滿足人們對能源的需求大力開采化石燃料造成了我國化石能源儲量迅速下降。為滿足我國長期可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃，開發(fā)新能源已成為必然趨勢。生物質(zhì)成型燃料是一種燃值較高、清潔及燃燒充分的環(huán)保型燃料備受業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。本文就生物質(zhì)成型燃料開發(fā)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

生物質(zhì)燃料 清潔能源 現(xiàn)狀分析 應(yīng)用分析

近年來，隨著我國化石能源儲量的不斷減少及開采難度的不斷加大，使用成本逐步上升；同時化石燃料燃燒所帶的有毒有害物質(zhì)對人類生存環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。為適應(yīng)我國長期可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃及改變我國日益惡化的生態(tài)環(huán)境，清潔能源的開發(fā)越來越受到國家及行業(yè)的高度重視。

生物質(zhì)能源是一種可再生、環(huán)境友好型的清潔能源，具有良好的產(chǎn)業(yè)化前景和巨大的發(fā)展?jié)摿?，在各國的能源結(jié)構(gòu)中占有重要的地位［1］。其中生物質(zhì)成型燃料技術(shù)是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化與利用的主要發(fā)展方向之一。經(jīng)有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，生物質(zhì)成型燃料具有清潔燃燒的優(yōu)點：燃燒性能好，燃燒飛灰極少，有毒有害成分低，燃燒時的溫室氣體排放量僅為煤炭的1/9［2］，NOX和SO2的排放量分別為煤炭的1/5和1/10［3］。生物質(zhì)成型燃料具有原料豐富、生產(chǎn)工藝簡單、操作方便、成本低、便于運輸、熱值高等優(yōu)點。我國是農(nóng)業(yè)大國，大量的農(nóng)林剩余物需要處理，以前通過焚燒、掩埋等方式處理不僅造成了環(huán)境的污染，還帶來了能源的大量浪費。因此，有效利用農(nóng)林剩余物作為燃料是我國實現(xiàn)新能源利用的主要研究方向。

1　我國生物質(zhì)成型燃料開發(fā)流程及現(xiàn)狀分析

我國成型燃料開發(fā)研究工作起步較晚，從20世紀(jì)80年代，由于能源危機，生物壓塊作為一種可再生能源得到人們的重視，便開始對生物質(zhì)固化成型燃料進(jìn)行研究。生物質(zhì)成型燃料主要指以各種生物質(zhì)如樹葉、秸稈、鋸末、稻殼等為主要原材料，通過進(jìn)行有效的篩選、切割、粉碎并通過各種加工成型技術(shù)成型為條狀或塊狀的可用作燃料的物質(zhì)［4］。

目前國內(nèi)生物質(zhì)成型燃料的主要生產(chǎn)技術(shù)有螺旋擠壓技術(shù)、活塞沖壓技術(shù)、輥模擠壓技術(shù)、平模擠壓成型技術(shù)等。螺旋擠壓成型技術(shù)是目前生產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料最常采用的技術(shù)?；钊麤_壓技術(shù)的優(yōu)點為成型密度較大，允許物料水分含量高，但由于其成型原理是以油缸往復(fù)運動的間歇成型，生產(chǎn)率不高，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定且不適宜炭化。相比于螺旋擠壓技術(shù)和活塞沖壓技術(shù)，輥模擠壓成型法對物料適應(yīng)性最好。而大型平模式制粒機具有原料適應(yīng)性廣、產(chǎn)量大、噸料耗電低、輥模壽命長及成型密度可調(diào)等特點被廣泛應(yīng)用于目前生物質(zhì)成型燃料加工中。

我國農(nóng)林剩余物原料豐富，對生物質(zhì)成型燃料穩(wěn)定生產(chǎn)提供了保障。成型后的燃料具有體積小、密度大、儲運方便、成型燃料致密、無碎屑飛揚、使用方便及衛(wèi)生、燃燒持續(xù)穩(wěn)定、燃燒效率高的特點。燃燒后，灰渣及煙氣中污染物含量小，是清潔能源，有利于保護(hù)環(huán)境，因此生物質(zhì)成型燃料是高效潔凈能源，可替代礦物能源用于生產(chǎn)與生活領(lǐng)域。隨著礦物能源日漸枯竭，對環(huán)境污染程度增加，而生物質(zhì)成型燃料技術(shù)水平提高、規(guī)模擴大、成本降低，生物質(zhì)成型燃料在我國未來的能源消耗中將占有越來越大的比重， 應(yīng)用領(lǐng)域及范圍也逐步擴大。

2　生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用前景展望

鑒于生物質(zhì)成型燃料具有便于運輸、燃燒性能好、熱值高、燃燒污染低等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐和電廠的燃料、小區(qū)供熱和農(nóng)村取暖等，是替代煤炭的理想燃料［6］。

2.1生物質(zhì)成型燃料在發(fā)電行業(yè)的應(yīng)用

電力是我國主要能源之一，對國家的發(fā)展及人們的生活息息相關(guān)。目前由于新能源開發(fā)不足，我國的電力供應(yīng)主要還是以煤炭為主，其使用成本高、燃燒污染大、對環(huán)境危害嚴(yán)重等不適宜可持續(xù)發(fā)展的要求。我國屬于農(nóng)業(yè)大國，擁有充足的農(nóng)作物剩余物，若將這類物質(zhì)經(jīng)過加工變?yōu)樯镔|(zhì)成型燃料用于發(fā)電將不僅有利于能源的有效開發(fā)與利用，同時也滿足了環(huán)保方面的要求［2］。由于用于發(fā)電的生物質(zhì)為廢木、桔桿等農(nóng)業(yè)廢料，使用成本較低且附加值高，一些國家已作為電力發(fā)展的重要方面得到重視和利用。

2.2生物質(zhì)成型燃料在工業(yè)生產(chǎn)方面的應(yīng)用

工業(yè)生產(chǎn)中熱能的供應(yīng)可以對維持正常生產(chǎn)提供有效保障。目前常見熱能供應(yīng)方式主要由煤炭燃燒提供，其燃燒成本高、污染嚴(yán)重，無法滿足當(dāng)前環(huán)保的要求。為節(jié)約成本及減少環(huán)境污染，以生物質(zhì)成型燃料為主要供能方式的鍋爐—雙層爐排生物質(zhì)成型燃料鍋爐的產(chǎn)生及使用逐步解決了這一問題，在技術(shù)上，該種鍋爐具有高的燃燒效率，煙塵的排放量少等優(yōu)點，在經(jīng)濟上節(jié)約了使用成本，在未來具有很大的發(fā)展前景。

2.3生物質(zhì)成型燃料在后期國家政策的支持與技術(shù)完善

前面提到生物質(zhì)成型燃料具有多方面的優(yōu)點，該項技術(shù)的產(chǎn)生對國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提供了可靠地保證。目前財政部已出臺了《秸稈能源化利用補助資金管理暫行辦法》支持秸稈能源化利用的企業(yè)，國家政策支持力度也在逐步加大。同時在技術(shù)研發(fā)上除了考慮生物質(zhì)固體成型技術(shù)的可靠性和經(jīng)濟性外應(yīng)更多從加工設(shè)備運行可靠性、使用壽命、節(jié)能降耗等方面研發(fā)，努力使生物質(zhì)成型燃料廣泛進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)及銷售階段。

3　結(jié)語

隨著生物質(zhì)成型燃料技術(shù)研發(fā)的逐步成熟及完善，各類新型的設(shè)備逐漸開發(fā)與應(yīng)用，但目前生物質(zhì)成型燃料開發(fā)還遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。面對我國生物質(zhì)成型燃料開發(fā)現(xiàn)狀，國家及相關(guān)企業(yè)應(yīng)加大投入，不斷推進(jìn)生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

［1］陳曦，韓志群，孔繁華，等.生物質(zhì)能源的開發(fā)與利用［J］.化學(xué)進(jìn)展，2007，19（7/8）：1091-1097.

［2］霍麗麗，田宜水，孟海波，等.生物質(zhì)固體成型燃料全生命周期評價［J］.太陽能學(xué)報，2011，32（12）：1875-1880.

［3］劉圣勇，陳開碇，張百良.國內(nèi)外生物質(zhì)成型燃料及燃燒設(shè)備研究與開發(fā)現(xiàn)狀［J］.可再生能源，2002，20（4）：14-15.

［4］李景明，薛梅.中國生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀與發(fā)展前景［J］.農(nóng)業(yè)科技管理，2010（29）.

［5］孫蕊.云南省生物質(zhì)能源林建設(shè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策［J］.林業(yè)建設(shè)，2014（6）.

［6］付婭琦，睢利銘，楊北方，等.生物質(zhì)固體成型燃料的關(guān)鍵技術(shù)及可行性［J］.農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2011（5）：1-4.