[新品] 生物质固体成型燃料

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最后更新: 2015-03-01 17:19
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生物质固体成型燃料的特征以及效益环评分析

   生物质固体成型燃料的特征
    (一)、  生物质成型燃料是利用新技术及专用设备将各种农作物秸秆、木屑、锯末、果壳、玉米芯、稻草、麦秸、麦糠、树枝叶等低品位生物质,在不含任何添加剂和粘结剂的情况下,通过压缩成密度各异的生物质成型的清洁燃料,因为秸秆等物料中含有一定的纤维素和木质素,其木质素是物料中的结构单体,是苯丙烷型的高分子化合物。具有增强细胞壁、粘合纤维素的作用。木质素属非晶体,在常温下主要部分不溶于任何溶剂,没有熔点,但有软化点。当温度达到一定值时,木质素软化粘结力增加,并在一定压力作用下,使其纤维素分子团错位、变形、延展,内部相邻的生物质颗粒相互进行啮接,重新组合而压制成型,使松散的、能量密度低、热效率仅为10%左右、不易保存、不便运输与利用的生物质原料,经过加工变为致密的、能量密度高的、热效率可达45%左右、易保存和便于运输的高品位清洁能源产品。它具有燃烧特性好、燃烬率高、粉尘少、化学污染排放低的优势。
(二)、生物质固体成型燃料的组成结构
     生物质固体成型燃料由可燃质、无机物和水分组成,主要含有碳(C)、氢(H)、氧(O)及少量的氮(N)、 硫(S)等元素,并含有灰分和水分。
 碳:生物质成型燃料含碳量少(约为40-45%),尤其固定碳的含量低,易于燃烧。
 氢:生物质成型燃料含氢量多(约为8-10%),挥发分高(约为75%)。生物质燃料中碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇到一定的温度后热分解而析出挥发。
 硫:生物质成型燃料中含硫量少于0.02%,燃烧时不必设置烟气脱硫装置,降低了企业处理脱硫成本,又有利于环境的保护。
 氮:生物质成型燃料中含氮量少于0.15%,NOx排放完全达标。
 灰分:生物质成型燃料采用高品质的木质类生物质作为原料,灰分极低,只有3-5%左右。
(三)、生物质固体成型燃料的理化指标
    生物质燃料成型后的主要技术参数:密度:700—1300千克/立方米;  灰分:3—20 %; 水分≤15% 。热值:3500—4500大卡/千克;生物质成型燃料块的热值以原料的种类不同而不同。以玉米秸秆为例:热值约为煤的0.8~0.95倍,即1.1t的玉米秸秆成型燃料块相当于1t煤的热值,玉米秸秆成型燃料块在配套的下燃式生物质燃烧炉中燃烧,其燃烧效率是燃煤锅炉的1.3~1.5倍,因此1t玉米秸秆成型燃料块的热量利用率与1t煤的热量利用率相当。
生物质固体成型燃料的指标表:
项    目  指   标 
热    值 >4200kcal/kg
密    度 >1.1t/m³
外    观 淡黄色圆柱型φ0.6cm
灰    分 ≤ 1.1%
水     分 ≤ 8%
燃 烧 率 ≥ 95%
热 效 率 ≥ 81%
排烟黑度 (林格曼度)  ≤ 1%
排尘浓度 ≤ 80mg/m³
(四)、生物质固体成型燃料BMF的特性
    (1)生物质燃料可实现温室气体二氧化碳(CO2 )生态“零”排放,BMF的能量来源于自然界光合作用固定于植物上的太阳能,其燃烧时排放的二氧化碳(CO2 )来自于其生长时对自然界二氧化碳(CO2 )的吸收,因此, BMF具有二氧化碳(CO2 )生态零排放的特点。
    (2)生物质燃料属低碳能源:BMF的燃烧以挥发份为主,其固定炭含量仅为15%左右,因此是典型的低碳燃料。
    (3)减少二氧化硫(SO2)排放:BMF含硫量比柴油还低,仅为0.05%,不需设置脱硫装置就可实现二氧化硫(SO2)减排。
    (4)粉尘排放达标:BMF灰份为1.8%,是煤基燃料的1/10左右,设置简单的除尘装置就可实现粉尘排放达标。
    (5)减少氮氧化物(NOx)的生成:BMF氮含量低,氧含量高,燃烧时能有效减少空气的需求量,减少氮氧化物(NOx)的生成。
    (6)BMF来源于农林废弃物,烬率可达96%,剩余4%的灰分可以回收做钾肥,实现了“秸秆→燃料→肥料”的有效循环。不会产生“与人争粮”和“与人争地”的社会问题,原料分布广泛多样、热含量大、成本低,循环生长,取之不尽,用之不竭,是典型的循环经济项目。
    (7)安全方便:BMF密度大、体积小,固体成型,密封包装,运输贮存安全方便。
    (8)烧后的废气排放:CO2零排放;NO2 14毫克/立方米 (微量); SO2  46毫克/立方米远低于国家标准;烟尘低于127毫克/立方米 远低于国家标准。
    (9)生物质成型燃料挥发份高,易析出,碳活性好,易燃,灰分少,点火快,更加节约燃料,降低使用成本。
  目前我国城镇4t/h以下的小型锅炉主要以燃油(气)、燃煤居多,其中广东省就有十几万台之多。以生物质成型燃料代替油(气)、煤炭燃烧,经济效益非常显著,下表以蒸汽锅炉为例,假设以生物质成型燃料每月消耗10000元的标准为计算比例,列示了生物质成型燃料燃料与各种燃料运行成本的比较表:

项 目 生物质成型燃料 煤 炭 天然气 柴 油 备 注
每月燃料消耗费用数额 
 
11600元 11300元 12300元 17300 元  
燃料费用节约率(-%) -6% -5% -21% -42%  
环保效益 较好 较差  

(五)、生物质固体成型燃料与其它燃料的性价比

类别项目 II类烟煤 轻柴油 天燃气 生物质燃料 备 注
发热量 5000kcal/kg 10200kcal/kg 8600kcal/nm3 3900kcal/kg  
热效率 1100.14kg/m3 820kg/m3 0.756kg/m3 800.11kg/m3  
燃料密度 较好 较差  
CO2G/kw.h排放 955 818 430 20  
SO2G/kw.h排放 11.8 14.2 --- 0.1  
NOXG/kw.h排放 4.3 4.0 0.5 1.2  
价格对比 0.90元/kg 8元/kg 3.6元/Nm3 1元/kg 以时价为准  
燃料消耗量 650kg/h 261.5kg/h 340Nm3/h 700kg/h 以4t/h锅炉计算  
消耗费用 585元/h 2092元/h 1224元/h 700元/h 以4t/h锅炉计算  
综合评价 排放大,处理 环保成本高,国家建议少用需改进 使用成本高 ,政策不提倡 燃性较好 使用方便 但政策不提倡 使用成本具中位 使用成本低排放少,污染小、政策鼓励扶持  


 

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