中國爐具網訊:隨著藍天保衛戰的打響,生物質成型燃料成了“煤改電”“煤改氣”覆蓋不到的“禁煤區”城鎮、農村集中居住區供暖和工業供熱的主要替代能源,未來供熱、清潔取暖等領域應用潛力較大,并且能夠直接替代煤炭,既能作為農村居民的炊事取暖燃料,又能用于城市供熱、發電等。
生物質成型燃料指利用專門設備將農林廢棄物等生物質壓縮為顆粒或塊(棒)狀燃料。與散秸稈相比,秸稈成型燃料體積縮小了6倍-8倍,密度可達到每立方米800-1400千克,便于存儲和運輸,配套專用鍋爐熱效率可達90%以上,污染物排放量低于燃煤鍋爐,同時灰分可回收做肥料,實現“秸稈→燃料→肥料”循環利用,為城市、農村生活用能及工業用能提供了一種既環保又經濟、安全的綠色消費方式。原本只能被高端用戶使用的生物壓縮燃料一旦實現產業化,將像當年小巧的半導體收音機走入千家萬戶一樣,方便、快捷地走入城市與農村,取代燃煤、燃油,從而大幅度地改變我國能源利用結構。
我國生物質固體成型燃料技術研究開發始于20世紀80年代,早期主要集中在螺旋擠壓成型機上,但存在著成型筒及螺旋軸磨損嚴重、壽命較短、功耗大等缺點,導致綜合成本較高,發展停滯不前。2000年以來,生物質顆粒技術得到較快的發展,成型設備的生產和應用已初步形成了一定的規模。目前,生物質固體成型燃料成型機主要有螺旋擠壓、活塞沖壓、模輥式等幾種工藝類型。
近年來,生物質成型燃料技術在我國得到明顯的進展,關鍵技術已取得突破,特別是模輥擠壓式顆粒成型技術已經達到國際同類產品先進水平,有效地解決了功率大、生產效率低、成型部件磨損嚴重、壽命短等問題,生產設備以環模式成型機為主,單機生產能力1-3噸/小時,噸產品能耗50-90千瓦時,模具等關鍵部件使用壽命約3000小時。我國已研制出集原料預處理、粉碎、成型工藝組合成為一體的規模化、低能耗秸稈成型設備成套生產線,以鄉鎮為成型燃料廠建設單元,建成了多個萬噸級生產示范基地,生物質成型燃料生產和應用已初步形成了一定的規模。環模式成型機性能較優,單機生產能力1-3噸/小時,噸產品能耗50-90千瓦時,模具等關鍵部件使用壽命約3000小時。國內相關機構也開發出秸稈成型燃料炊事爐、炊事取暖兩用爐、生物質鍋爐等專用設備。
目前,我國已研制出規模化、低能耗生物質成型技術成套生產線,將原料預處理、粉碎、成型工藝組合集成為一體化成型燃料生產設備,采取以鄉鎮為單位建立成型燃料廠,開發了適合我國國情的秸稈成型燃料技術,建成了多個萬噸級示范基地。自2007年在原農業部支持下建設我國第一個全自動環保生物質成型燃料示范工程以來,在河南、山東、遼寧、黑龍江、吉林、安徽、河北、廣東等地區,推廣建立生產基地。生物質成型燃料產量不斷增長,從2010年300萬噸,提高到2018年約1500萬噸,年均增長率達到22%。據不完全統計,秸稈類成型燃料廠及加工點有1100余處,主要用于中小型鍋爐供熱、發電以及農村炊事供暖用能等。
加快推進秸稈成型燃料的利用,實現秸稈能源化、資源化、商品化,可大幅減少城鎮、農村隨著生活水平提高對化石類優質清潔能源日益增長的依賴,有效緩解農作物秸稈露天焚燒導致的大氣污染和資源浪費問題,對于提高農業綜合生產能力,促進農業農村經濟可持續健康發展,加快建設資源節約型、環境友好型社會具有十分重要的意義。
典型案例
2020年冬天,遼寧省盤錦市大洼區城區集中供熱開始采用生物質成型燃料,從而取代了傳統的燃煤。大洼區政府與采用生物質成型燃料供暖的企業已經簽署了為期30年的“特許經營協議”。這意味著在未來的30年里,大洼區集中供暖都將采用這種新模式。
據項目負責人介紹,生物質本身的熱值并不高,但經壓制成型后,燃料密度增大,熱值和熱效率便也得到提高,所產生熱能的效果可以與煤炭媲美。從價格上講,目前秸稈成型燃料的市場銷售價格為每噸500元至550元,與標準煤的價格基本相當,但是從綜合成本來看,生物質成型燃料要比煤低10%左右。從能源燃燒效率來看,煤炭的燃燒率一般在70%左右,煤入爐以后燃燒的時間較長,耗費的水電較多;而生物質能源的燃燒率卻高達95%。而且,生物質能源在燃燒過程中產生的粉塵、殘灰等污染物也遠少于煤炭。燃煤所產生的殘留物多達30%到40%,生物質燃料燃燒后卻只余5%的灰燼。今年冬天,用生物質成型燃料集中供熱,將節省標煤7萬噸,可減少排放二氧化碳15萬噸。
目前,大洼區這家生物質燃料供熱企業已先后與錦州市義縣張家堡和盤錦市盤山縣高升鎮兩座生物質成型燃料加工基地建立了合作關系,雙方簽訂了常年供應協議,以確保燃料的充分供應。義縣張家堡生物質燃料基地主要是將玉米、稻草等來自農業生產的秸稈轉化為成型燃料,其原材料主要取自義縣張家堡周圍地區。這個燃料基地每年將為大洼區提供約10萬噸的生物質成型燃料。盤山縣高升鎮的生物質燃料基地,主要提供的是一些木質屑片,每年將5萬噸左右的產品銷往大洼。有了這15萬噸生物質燃料,便基本可以保證大洼區城區集中供熱的需要。
在山東,生物質能源在農村也得到很好的應用。濱州市陽信縣溫店鎮、德州市平原縣三塘鄉等地入圍省能源局公布的《2020年度省能源節約專項資金入圍名單》,作為生物質能源推廣應用示范縣積極推廣生物質能、地熱能、太陽能等清潔能源供熱。
據悉,陽信縣的生物質清潔取暖建設已然走出了一條“分散式、分布式、集中式”三種模式相結合的新路子。在溫店鎮駐地及附近村莊,推行生物質熱電聯產集中供暖;在學校、醫院、敬老院等公共場所及部分有條件的村莊,推廣“生物質成型燃料+鍋爐機組分布式取暖”;其余基礎條件偏差的村莊,采用“生物質成型燃料+專用爐具分散式取暖”。
平原縣三唐鄉在推進清潔能源取暖應用領域開展了積極探索,一個“生物質能+太陽能+地熱能+空氣能”多能互補的特色示范區即將建成。經過調研,三唐鄉確定了符合當地實際的“秸稈收儲體系+分布式生物燃料加工中心+生物質燃料+多能互補”的清潔取暖模式,引入清華大學多能互補清潔供暖技術和生物質燃料加工企業。該項目首期將采取多能互補方式清潔取暖1.7萬平方米,兩年內將擴大到15萬平方米左右,建設生物質分散取暖示范村20個、多能互補示范社區4個。同時,投資1800萬元,新建3處、擴建1處標準化秸稈收儲固化加工中心,達到年產生物質顆粒燃料8萬噸的規模,力爭2021年全鄉綠色能源覆蓋率達到85%以上。
原標題:生物質成型燃料 改善大氣的“朝陽產業”
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