生物质颗粒研究

生物质颗粒研究

石维达 刘栓全 李岸峻 龚杨婷 田云薇

贺州学院  广西贺州  542800

摘要：随着世界格局能源争端不断和环境污染以及全球变暖问题备受关注，环保意识深入人心，可再生能源开发利用、减少废物排放维护可持续发展成待解课题。本文结合生物颗粒使用概况和国内外发展现状，分析其应用的优点与难点，

关键词：生物质颗粒；节能降耗；燃料脱碳；新能源

大学生创新创业基金项目：生物质颗粒研究（项目编号S202211838053）

1引言

全球变暖带来一系列问题引发人们对未来的思考和担忧。世界主要经济国家都将新能源开发作为国家能源战略，这也反映了人类可持续发展的客观需要。在今后相当长的时间里，新能源开发甚至可能成经济发展的重要引擎。

2生物质颗粒使用概况及国内外发展现状

当前，我国排入大气的污染物中，废气如二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等七成以上来自煤炭的燃烧，同时还包括大量的粉尘。企业为提高煤炭的燃烧效率以及减少废物排放，积极改进工业锅炉结构及配套配套技术。即便如此，也是权宜之计，要全面改变排放污染问题，开放和利用生物质成型燃料成为当前的重要选择。生物质燃料利用效率提高，运输和储存方便，来源和应用范围广。生物质燃料还具有挥发分高、易燃烧、飞灰少、排渣少、二氧化碳的零排放、SO2和NO,排放低、降低.重金属污染物排放、灰渣可还田等优良的环保特性，可称之为绿色能源。生物质成型燃料来源充足，经济，制造成本低廉，比现在高涨的原煤及型煤具有较大的价格优势，利于推广使用。生物质能是可再生能源，在能源日益短缺的今天，开发利用生物质能亦具有重大的能源战略意义。

2.1国外发展现状

2.1国外发展现状

西方国家在生物质造粒机方面的研究已经有几十年的时间，当前也取得诸多成果如美国Foster Wheeler公司基于其研究所得就推出了生物质循环流化床（CFB）锅炉技术，该技术的额定机组发电功率为3.0～47.0 MW。通过这一技术能够对造纸业或者是木材加工行业产生的废料和废弃物进行处理，转化成生物质的燃料加以使用，其生物质燃料主要为木材加工废料、造纸业废弃物等。

日本的Takuma公司也研发出能够利用生物质燃料的锅炉以及设备，当前在日本以及海外一共销售了超过500台相关锅炉设备，此类设备能够有效利用谷物残渣，甘蔗渣以及木屑等。

丹麦BWE公司为全球第1个推出秸秆燃烧发电技术的企业。该技术提出后，丹麦在1998年正式建立了全球首座秸秆生物燃烧发电厂，功率能够达到5.0MW。截止目前丹麦境内已经有至少130家秸秆发电厂，此外还有部分利用垃圾或者是苜蓿进行发电的发电厂，也可使用秸秆材料当做燃料。对当前应用较多的生物质燃料燃烧锅炉炉型进行分析，大致可将其分为喷粉式燃炉以及振动炉排炉两种类型其中后者相较于前者而言，操作简单快捷、结构简易，并且更容易控制燃烧温度，能够有效缓解燃烧过程中的积灰结渣问题，在投资方面的资金需求也相对较低，所以实际应用中更加广泛。巴西为全球甘蔗杆制乙醇规模最大的生产国和消费国。所以对于巴西的能源消耗而言，其甘蔗渣以及甘蔗废弃物等生物质材料极为关键。据统计，巴西在2006年的乙醇总产量可达1.75×10L，为全球乙醇生产总量的38%。

2.2国内发展现状

对我国在成型燃料方面的开发利用历史进行分析，其最早起始于上世纪80年代中期，借助对国外优秀设备的引进与学习，基于我国国情逐渐开发设计出适合我国实际需求的生物质成型机，此类设备主要是进行块状、颗粒状或者是棒状生物质成型燃料的生产工作。当然对我国现有生物质固化成型设备和西方发达国家的相关设备进行比较分析，能够看出还存在一定差距，虽然一些指标已经达到国际先进水平或者是十分靠近，但在总体层面而言，还有极大发展提升空间，特别是在表面热处理技术、核心零部件材料技术以及模孔形状优化技术等方面，还有待进一步优化与完善，当前我国生产的核心零部件相较于瑞士BUHLER以及丹麦Sprout-Matador等国外高端品牌生产的核心零部件相比在稳定性方面还存在一定差异。

3生物质燃料颗粒应用优势与难点

3.1应用优势

生物质材料是人类最早利用的能源之一，对生物质材料进行分析，其实际上就是微生物以及动植物等生物体以及其代谢和排泄活动产生的有机物质，因为生物质具有良好的可持续利用特点，而且不会导致二氧化碳排放量增加，所以通过应用此类材料，能够在一定程度上缓解当前全球面临的温室效应和碳排放超标问题。通过将废弃农作物副产品进行回收利用，将其以生物质颗粒的形式发挥其作用，在工业生产中作为燃料加以使用，不仅有利于减少有害气体排放，同时也能够降低工业生产对生态环境带来的负面影响，同时此类物质在工业生产中使用后所形成的废料中含有大量的钾离子，因此还可再次应用于农作物生产实现了物质的循环利用，有效提高能源利用效率。

对当前比较常见的生物质燃料进行分析，其大多是通过花生壳、稻壳、棉籽壳、油茶壳以及玉米芯等材料和三剩物通过再加工得到的块状环保新能源，此类燃料具有清洁卫生，发热量大，投料方便，劳动强度低等显著优势，能够有效促进劳动环境的向好发展，也有利于企业节约人力资源，同时也不会对生态环境带来显著负面影响，而且当前在实际应用中发现生物质颗粒燃料在燃烧后不会产生大量灰碴，有效节约了用于放置煤碴的空间和出碴费用。此外，此类燃料燃烧后，产生的灰烬中富含丰富的钾离子，还可重新应用于农业生产中，具有良好的可循环利用性。

3.2应用难点

当前推出的燃烧设备在热效率污染专业化程度，工艺以及劳动强度等方面还有诸多不足之处，并且也并未实现此类设备的定型发展，在后续发展过程中还需深入研究开发与完善。此外有部分单位和机构在尚未明确生物质颗粒燃料燃烧原理以及相关设计参数的背景下就对现有燃煤设备进行改造，使其负责燃烧生物质，颗粒燃料，此类设备因为专业性差，存在许多问题，就其当前运行情况进行总结，主要涉及到下述几点:

(1)燃烧过程中效率和稳定性均较差，而且会冒黑烟，在烟气中存在较多未燃烧完全的一氧化碳;

(2)烟气中含有过量烟尘，对生态环境带来严重污染;

(3)燃烧时存在严重结块问题，对最终燃烧效果产生负面影响;

(4)排出的烟气会带走大量热量，导致燃烧时的热效率降低;

(5)过量空气系数大，能耗较高。

上述燃烧设备在热性能方面不佳，并且会对生态环境带来显著污染，所以进行科学合理的生物质颗粒燃烧设备和换热设备的开发与生产对我国发展而言具有重要意义与作用。

4 总结

随着当前全球能源性危机问题的逐渐严峻，生物质能升为当前一种具有良好可再生性，且十分清洁的新型能源，逐渐被社会各界所关注与重视，我国政府在该方面也给予高度关注，出台了多项政策法规，希望能够促进生物质能有关行业的进一步发展，当前在日常生产生活中逐渐应用生物质能源具有良好发展前景也逐渐成为大势所趋。当前已将其作为我国未来实现低碳电力供应的重要能源之一，对我国以新能源为主的电力系统发展具有重要意义与作用。 

参考文献
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