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應型煤壓球機成型的生物質煤與礦物質煤的比較

發布時間:2018-04-25 11:46| 瀏覽: |來源: 新聞中心

我國是一個能源消費大國,在一次能源生產和消費中煤炭占了66 左右。隨著我國對能源需求量的逐年增加以及大量化石能源消費帶來的環境壓力的不斷加劇,新能源和可再生能源的開發利用越來越受到重視。生物質能源就是其中的一種可再生能源,近年來發展特別迅速,已逐步受到全世界各國的重視。我國政府對生物質能源也給予了前所未有的關注,投入了大量的資金、人力和物力。
與此同時,我國在生物質能源轉換技術方面也取得很多成績。生物質能源轉換技術主要分為生物質氣化技術、生物質液化技術、生物質固化技術等。生物質同化技術根據型煤壓球機成型的方法不同,又可分為常溫壓縮成型(冷壓球機成型、熱壓成型。熱壓成型工藝中采用的成型設備主要有螺桿擠壓式壓球機、機械驅動活塞沖壓式壓球機、液壓驅動活塞沖壓壓球機等兒種形式。它們所生產出的產品,通過實驗表明,在許多方面都可以作為礦物質煤的替代品,因此我們稱為生物質煤(bio—coa1)。即生物質煤是指,以生物質秸稈為原料,經生物質壓球機設備加工而成的可以在一定程度上替代煤的燃料,也被稱為白煤(white coa1)、生物質成型燃料等。生物質煤的出現改變了生物質秸稈不易儲存、不易運輸、能量密度低的缺點,使生物質秸稈從一種低品位的能源轉化為較高品位的能源。同時在使用過程中燃料自身的熱效率有r顯著的提高,煙 問題也得到有效遏制,因而越來越受到人們的重視。 
本文提到的生物質煤是指河南農業大學研制的HPB-HI型生物質壓球機所生產出來的產品。該產品在生產過程中未加入任何輔助原料,是生物質秸稈經粉碎后,直接經機器加工而成。
1 生物質煤與礦物質煤的比較 
1.1 資源方面 
礦物質煤是一些在千萬年前的植物殘骸,經過長年累月的覆蓋和地殼運動的壓力漸漸形成,周期很長。我國礦物煤炭資源相當豐富。據調查,在距地表以下2000m深以內的地殼表層范圍內,預測煤炭資源遠景總量達50 592億t。截至2000年底,煤炭探明保有儲量總量10077億t,資源探明率19.9 。根據國際通行的劃分標準,我國現有煤炭經濟可開發剩余可采儲量為1145億t,約占世界同類儲量(9 842億t)的l1.6 。煤炭作為我國最主要的能源資源,不但儲量多,而且分布廣、煤質較好、品種比較齊全。按2000年煤炭產量10億t計算,我國煤炭資源探明儲量的保證程度高達1 000年,其中經濟可開發剩余町采儲量的保證程度為l14年。我國目前已成為世界上最大的煤炭生產國,煤炭產量占世界總產量的三分之一,而且我國還是世界上煤炭出口大國,煤炭出口量占世界總出口量的l1 。同時我國也是世界上最大的煤炭消費國,2000年中國煤炭消費量占世界煤炭消費總最的28%。中國煤炭生產與消費占到了中國一次能源生產和消費總量的66 左右。 煤炭作為主要能源,在相當長的時期內,它在我國能源結構中的地位不會改變,但隨著環保標準越來越嚴格,再生能源的開發和利用,煤炭在能源構成中所占的比例會有所下降。生物質煤的形成主要是基于生物質秸稈的生產。據統計,我國每年秸稈的產量大約在6.2億t左右,除一部分被利用外,還有很大一部分被遺棄或直接焚燒。如果我們把這6.2億t左右的秸稈全部利用,按照熱值將其轉換成標準煤(轉換方法:生物質煤的燃燒熱值一般為l 5000KJ/kg左右,標煤的熱值為29400KJ/kg,即生物質煤的熱值相當于標煤熱值的51左右),那么我們每年就可以為國家節省大約3.16億t標煤,這個潛力是非常巨大的,并凡,生物質秸稈的形成周期大多都是5~8個月,生物質煤的形成周期也是5~8個月,與化石能源煤相比,形成周期相當短,同時生物質煤是可再生能源,是取之不盡、用之不竭的。
1.2 應用范圍方面 
礦物質煤直接燃燒時產生大量的熱量,可用于發電、民用、供暖,隔絕空氣的條件下還可以制成焦碳和煤氣。焦碳可用于煉鋼,煤氣是一種家用燃料。另一種產品是焦油,可用來鋪路。此外經處理的煤可成為化學制品,如醫藥、塑料、消毒劑、燃料、肥料和炸藥等。煤廣泛應用于社會中的方方面面,就我國國情來講,由于我國煤炭資源相對豐富,經濟上與天然氣、石油相比也較為廉價,同時,煤炭也是可潔凈利用的能源,所以煤炭在相當長的時間內仍將是我國主要的一次能源。 
生物質煤的應用前景也相當廣闊。生物質煤燃燒時可以放出相當于標煤5O 的熱量,所以它完全可以替代煤作為民用燃料和小型工業鍋爐的燃料,為國家節省大量的能源。由于自身的揮發性較高,可以作為氣化原料,也可以作為液化的原料。 
(1)生物質煤含碳量較少。  物質煤中含碳培最高的也僅為5O 左右。相當于生成年代較少的褐煤的含碳量。特別是固定碳的含量也明 比礦物質煤少。因此,生物質煤 耐燒。熱值較低(生物質煤一般為13000~1 7 000KJ/kg,礦物質煤一般為24 000~25 000 KJ/kg)。 
(2)生物質煤含氧量高。生物質煤含氧量明顯地多于礦物質煤。它使得牛物易于引燃,在燃燒時可相對地減少供給空氣量。 
(3)生物質煤含氫量稍多。揮發分明較多。生物質煤中碳多數和氫結合成低分子的碳氰化合物,遇到一定的溫度后熱分解而析出揮發物。所以,生物質煤易被引燃。燃燒初期。析出量較大,在空氣和溫度不足的情況下易產生鑲黑邊的火焰。 
(4)生物質煤含硫鏈低。生物質煤中含硫 大多都少于0.20 ,燃燒時不必設置氣體脫硫裝置,降低 成本。又有利于環境的保護。 
(5)生物質煤和礦物質煤的密度大致相列。 
通過農戶在實際中的使用,基本上驗證了我們上面的理論分析。生物質煤作為民用燃料和小型工業鍋爐燃料時,完全可以和煤媲美,作為煤的替代燃料。1.4 環境方面煤炭開采對環境的影響:煤礦開采對土地資源的破壞表現為地表塌陷、水土流失和沙漠化、固體廢棄物壓占污染土地等.對水資源也造成破壞和污染。在煤炭開采過程中形成的大氣污染主要是來源于礦井瓦斯和煤矸石自燃釋放的氣體。據估計。2000年中國煤礦的瓦斯排放量達96.25億m。(CH 、純量)。約占全球的6O 。這不僅浪費了大量的清潔能源,對礦區大氣環境造成了嚴重危害。而且也大大加劇了全球氣候的變暖,影響全球氣候變化。煤矸石自燃產生大量的SO 、Co、CO等有毒有害氣體是煤礦開采對大氣環境的另一個主要影響。礦物質煤利用中主要存在的問題:一是排放大量的污染物,如粉塵和SO 。
1999年中國SO 排放總量為1 875萬t,煙塵排放量為1159萬t,其中75%以上與燃煤有關,以煤煙型為主的大氣污染導致的酸雨覆蓋區已擴大到國土總面積的30%以上,在很大程度上影響和制約了國民經濟的健康發展。再就是作民用燃料時排放的有害氣體造成室內空氣污染,對人體的健康危害大。二是排放大量的溫室氣體CO,從長遠看,將造成全球氣候變化,海平面上升,給各國農業、交通、能源、水資源等帶來嚴重的影響和損失。據有關專家研究.中國CO。排放的9O 以上來自于能源消費,其中煤炭消費占6O 以上。 
生物質煤是一種綠色能源。由于其使用過程中幾乎沒有Soz產生,產生的COz氣體此使用生物質煤基本不產生大氣污染。由于我國礦物質煤的燃燒造成巨大的環境壓力,我國政府十分重視發展潔凈煤技術(Clean Coal Technology簡稱ccT),并把發展潔凈煤技術作為治理污染、保護環境、節能降耗、技術進步、實現國民經濟可持續發展的重要戰略措施。沽凈煤技術最 是在1985年由美國提出,其內涵是和污染控制等一系列新技術的總稱,是使煤作為一種能源應達到的最大限度潛能的利用,而釋放的污染控制在最低水平,即達到煤的高效、潔凈利用的技術。發展潔凈煤技術是以煤炭資源用于一次能源為主要對象,以煤煙型污染的大氣環境治理為目標,以實現經濟、能源、環境的協調與持續發展為方向,其核心技術是研究煤炭的高效利用和潔凈燃燒的問題。潔凈的煤技術主要包括煤炭加 、潔凈燃煤與發電、煤轉化、污染物治理及資源綜合利用等四個技術領域。目前,水煤漿技術、煤炭氣化技術和煤炭間接液化技術以及煤炭直接液化技術是我國潔凈煤技術開發和應用的重點,并且在許多方面已取得了很大的成績。同時也存在著一些問題。由于潔凈煤技術重在社會效益和長遠的綜合經濟效益的結合。一般都投入大,回收期長。如果沒有國家環保的嚴格要求,企業很難有自覺行動投入資金使用新技術;如果沒有國家政策的激勵和引導。
讓企業在盡可能短的時間內看到經濟效益。企業就不愿去承擔如此大的經濟壓力;如果沒有國家的宏觀布局和整體協調,僅靠某個產業部門。靠某一、兩個行業是推動不了我國潔凈煤技術的快速發展的。生物質煤的成型設備在前面我們已經提到過,在我國都有應用,各有自己的優缺點。河南農業大學研制的HPB-m生物質壓球機已經任河南省進入了示范性階段。通過將近1年的運行使用。這利用壓球機設備在農村受到了極大的歡迎,農民們對生物質煤都持非常歡迎的態度,認為生物質煤的出現不僅可以讓農民增收,而且還解決了國家難以治理的秸稈焚燒問題。在取得一些成績的同時,也出現了一些問題,比如實際生產1t生物質煤的能耗比理論推算的要高,機器某些方面的性能還需要進一步改善。缺乏成型設備和生物質煤應該享有的國家和政府補貼的具體實施辦法等。這些硬的和軟的方面都還需要投入很大的精力。 
 

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