生物質顆粒燃料:一種顆粒燃料-中文百科頻道

基本特性描述

産品定義

生物質燃料多為稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼以及“三剩物”經過加工産生的塊狀環保新能源。

标準

根據瑞典的以及歐盟的生物質顆粒分類标準，若以其中間分類值為例，則可以将生物質顆粒大緻上描述為以下特性：生物質顆粒的直徑一般為6~8毫米，長度為其直徑的4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，幹基含水量小于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%。若使用添加劑，則應為農林産物，并且應标明使用的種類和數量。歐盟标準對生物質顆粒的熱值沒有提出具體的數值，但要求銷售商應予以标注。瑞典标準要求生物質顆粒的熱值一般應在16.9 兆焦上。

背景資料

目前，生物能源技術的研究與開發已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應開發研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場等，其中生物能源的開發利用占有相當大的份額。國外很多生物能源技術和裝置已經達到商業化應用程度，同其他生物質能源技術相比較，生物質顆粒燃料技術更容易實現大規模生産和使用。使用生物能源顆粒的方便程度可與燃氣、燃油等能源媲美。以美國、瑞典和奧地利等國為例，生物能源的應用規模，分别占該國一次性能源消耗量的4%、16%和10%；在美國，生物能源發電的總裝機容量已超過1MW，單機容量達10～25MW；在歐美，針對一般居民家用的生物質顆粒燃料及配套的高效清潔燃燒取暖爐竈已非常普及。

中國也十分重視生物能源的開發和利用。20世紀80年代以來，中國政府一直将生物質能源利用技術的研究與應用列為重點科技攻關項目，開展了生物質能利用新技術的研究和開發，使生物質能技術有了進一步提高。但中國生物質能的利用研究主要集中在大中型畜禽場沼氣工程技術、稭稈氣化集中供氣技術和垃圾填埋發電技術等項目，對于生物質能顆粒燃料産品的生産加工與直接燃燒利用的研究還剛剛起步。

國内部分高校和科研機構開展了生物質顆粒成型技術的研究，取得了一定成績。但是，生物質能源顆粒産品在中國推廣應用還很少，為了使中國生物質能源顆粒盡快産業化和商業化，我們對其推廣應用中存在的問題進行了分析，并探讨了解決的對策與方法。

生物質顆粒燃料優勢

1，生物質顆粒燃料發熱量大，發熱量在3900~4800千卡/kg左右，經炭化後的發熱量高達7000—8000千卡/kg。

2，生物質顆粒燃料純度高，不含其他不産生熱量的雜物，其含炭量75—85%，灰份3—6%，含水量1—3% ，絕對不含煤矸石，石頭等不發熱反而耗熱的雜質，将直接為企業降低成本。

3，生物質顆粒燃料不含硫磷，不腐蝕鍋爐，可延長鍋爐的使用壽命，企業将受益匪淺。

4，由于生物質顆粒燃料不含硫磷，燃燒時不産生二氧化硫和五氧化二磷，因而不會導緻酸雨産生，不污染大氣，不污染環境。

5，生物質顆粒燃料清潔衛生，投料方便，減少工人的勞動強度，極大地改善了勞動環境，企業将減少用于勞動力方面的成本。

6，生物質顆粒燃料燃燒後灰碴極少，極大地減少堆放煤碴的場地，降低出碴費用。

7，生物質顆粒燃料燃燒後的灰燼是品位極高的優質有機鉀肥，可回收創利。

8，生物質顆粒燃料是大自然恩賜于我們的可再生的能源，它是響應中央号召，創造節約性社會。

推廣應用中存在的問題與分析

1；傳統技術制粒成本高

中國采用的制粒方法均為傳統生産方法，木質顆粒的制粒原理見圖1，它與現有的飼料制粒方式相同，即原料從環模内部加入，經由壓輥碾壓擠出環模而成粒狀。其工藝流程見圖2，包括原料烘幹、壓制、冷卻、包裝等。該工藝流程需要消耗大量能量，首先在顆粒壓制成型過程中，壓強達到50～100MPa，原料在高壓下發生變形、升溫，溫度可達100℃～120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能；第二，原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒，為了達到這個濕度，很多原料要烘幹以後才能用于制粒；第三，壓制出來的熱顆粒（顆粒溫度可達95℃～110℃）要冷卻才能進行包裝。後2項工藝消耗的能量在制粒全過程中占25%～35%，加之成型過程中對機器的磨損比較大，所以傳統顆粒成型機的産品制造成本較高。

2；對生物質能顆粒認識不夠深

大多數人對生物質能顆粒具有高能、環保、使用方便的特性認識不夠，甚至許多用能單位根本就不知道有生物質能顆粒産品，更談不上認識和應用。

3；服務配套措施跟不上

生物質能顆粒産品生産出來後，運輸、貯藏、供應等服務措施跟不上，用戶使用不方便。

傳統技術制粒成本高

目前，中國采用的制粒方法均為傳統生産方法，木質顆粒的制粒原理見圖1，它與現有的飼料制粒方式相同，即原料從環模内部加入，經由壓輥碾壓擠出環模而成粒狀。其工藝流程見圖2，包括原料烘幹、壓制、冷卻、包裝等。該工藝流程需要消耗大量能量，首先在顆粒壓制成型過程中，壓強達到50～100MPa，原料在高壓下發生變形、升溫，溫度可達100℃～120℃，電動機的驅動需要消耗大量的電能；第二，原料的濕度要求在12%左右，濕度太高和太低都不能很好成粒，為了達到這個濕度，很多原料要烘幹以後才能用于制粒；第三，壓制出來的熱顆粒（顆粒溫度可達95℃～110℃）要冷卻才能進行包裝。後2項工藝消耗的能量在制粒全過程中占25%～35%，加之成型過程中對機器的磨損比較大，所以傳統顆粒成型機的産品制造成本較高。

對生物質能顆粒認識不夠深

大多數人對生物質能顆粒具有高能、環保、使用方便的特性認識不夠，甚至許多用能單位根本就不知道有生物質能顆粒産品，更談不上認識和應用。

服務配套措施跟不上

生物質能顆粒産品生産出來後，運輸、貯藏、供應等服務措施跟不上，用戶使用不方便。

以上問題解決的對策與方法

引進ETS制粒新技術、降低制粒成本

ETS(EcoTre System）是意大利研制開發的新型木質顆粒制粒生産系統，原理見圖3。它對原料的濕度适應性強，濕度為10%～35%時就可以成粒，所以大部分原料不需要幹燥即可直接用于制粒；成粒以後的升溫隻有10℃～15℃，壓制出來的顆粒溫度一般隻有55℃～60℃，無須冷卻即可直接進行包裝，通常可以去掉幹燥和冷卻2道工序，如圖4所示。這種制粒方法能耗很低（比傳統的工藝方法減少60%～70%的能量消耗），而且機器磨損也大大減小，總成本降低很多。對于不同的原料，ETS系統在整個生産制粒過程的單位能量消耗為25～60kWh/t、生産成本為68～128美元/t，而傳統工藝的單位能耗為80～180kWh/t，可見，ETS生産效率顯著提高。

據調查，中國農村自制土竈的熱效率最高為20%～25%，即使經過改造，節柴竈的熱效率也僅為38%～40%。經測算，ETS制粒過程僅消耗其本身所含能量的1%左右，生物質能顆粒燃燒器(包括爐、竈等）的熱效率為87%～89%，因此按保守的估計，使用專用燃燒器燃用生物質顆粒産品可提高熱效率47%左右。

木質顆粒在美國市場的小包裝零售價格為170美元/t，大包裝價格約為135美元/t；在瑞典的交貨價格為150美元/t；散裝的木質顆粒在阿姆斯特丹的離岸價為80美元/t。如果中國引進ETS技術生産木質顆粒，産品的生産成本比國外要低很多。經測算，批量生産成本為240元/t左右，零售價格為320元人民币/t（39美元/t），這樣的價格在國際市場上的競争力是毋庸置疑的，在國内可與煤炭價格相抗衡。因此，在中國引進EST制粒技術是經濟的、可行的。

加強生物質能源利用的宣傳力度

發展生物質能源具有良好的生态效益和社會效益。法國政府認為，發展生物質能源，不僅可以保護環境，緩和氣候變化，還能促進農業的可持續發展；使用生物質能源替代石油、煤炭等傳統能源，每年可減少原油進口量1,100萬t，相當于省下了25億到30億歐元，減排CO2 1,600萬t。

美國的實踐表明，生物質能源發電的勞動密集程度比傳統發電方式高。将于2005年實施的法國生物質能源發展規劃，可為法國全境創造和提供3萬個就業崗位。中國勞動力成本低，發展生物質能源比發達國家更具競争力，将為成千上萬的人創造就業機會。有數據表明，中國每100億元人民币産值的生物質能源工業可提供100多萬個就業崗位。中國現有森林年均淨耗量34,395萬m3，其中薪材占29.8%，為10250萬m3 ；，如果将這些薪材制成木質顆粒用來發電（發電效率按30%計），每年可發電1,230億kWh，每年可創産值369億元，增加369萬個工作崗位。