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镇江利用农作物秸秆生产生物质能源颗粒

来源: 发布时间:2019-02-19 5947 次浏览

  摘要:利用农业的 废弃物及各类秸秆或杂草,经粉碎、蒸汽搅拌(stir),在一定的 温度下进行挤压(压缩)、干燥等工序,制成生物质(material)能源颗粒,替代煤、石油等不可再生燃料(fuel),具有良好的 经济效益、环境效益和社会效益。
  1概述
  1.1能源及环境状况
  中国目前的 能源以煤炭和石油为主。但消耗的 石油资源一半以上需要进口。
  中国大气属于典型的 /煤烟型0污染,根据环保总局的 公告显示,全国城市空气中总悬浮微粒浓度普遍超标,平均浓度达309Lg/m3;SO2浓度较高,部分城市污染相当严重,北方城市平均达到83Lg/m3。大气中硫氧化物、氮氧化物严重超标,导致了全国大部分地区出现酸雨,不仅破坏生态环境,而且加剧建筑物、铁道、桥梁的 腐蚀与破损,给工农业带来巨大的 损失。
  1.2生物质能源颗粒研制开发的 必要性
  由于全国能源与环境(environment)状况都面临十分严峻的 危机,因此,改变能源消费结构,防治大气污染已成为社会和经济可持续发展所面临的 重要课题。寻找清洁能源替代煤、石油等化石能源迫在眉睫。生物质能源作为一种可再生的 清洁能源越来越受到各方面重视。生物质能源是指蕴藏在生物中的 能量,是绿色植物通过叶绿素,将太阳能转化为化学能而贮存在生物内部的 能量。以秸秆这种生物质原料为例,全国年产农作物秸秆约7亿,t折合标准煤约3.5亿,t深层开发潜力十分巨大。生物质的 利用可分为很多种,将生物质加工成压缩颗粒燃料是一种先进的 生物质利用的 方式。燃烧后生成的 灰分是优良的 天然肥料。目前生物质能源颗粒气化燃烧是一种清洁环保的 燃烧方式,符合国情,对减少污染物排放,保护大气环境,具有重要意义。生物质能源颗粒中S的 含量不到煤炭的 1/10,其替代煤燃烧,可有效减少大气中SO2的 排放量,生物质能源颗粒的 研制开发是符合国情的 可持续发展战略的 一条新路。
  2技术原理及工艺流程
  2.1技术原理
  利用农作物秸秆生产生物(Organism)质能源(说明:向自然界提供能量转化的物质)颗粒,是大连鑫宝生物质有限企业的 专利技术(专利受理号为:200510106619.1),其生产设备均为专利产品(专利受理号为:20052009118.6)。通过先进的 工艺技术,将农作物秸秆压缩颗粒燃料的 燃烧过程与煤的 燃烧过程相似,可以分为干燥、挥发份析出及着火、焦碳燃烧等过程。当颗粒受热时,颗粒中部分水分首先蒸发出来,颗粒被干燥;温度继续升高时,发生热解反应,使燃料中挥发份析出,热解过程中挥发份析出后,剩余的 就是焦碳和灰份组成的 固态可燃物。
  挥发份比焦碳(C)易于着火,当温度与氧气供给条件达到着火点时,挥发份首先着火,当挥发份基本燃尽时,焦碳方开始燃烧,出现极短的 蓝色火焰。
  2.2工艺流程
  生物(Organism)质(material)能源颗粒,是将农作物废弃物(秸秆等)通过先进的 生产工艺,加工成一定尺寸的 颗粒状燃料,产品热值高、强度好、污染物含量低、性能稳定、经浊性好,具体的 工艺流程如下:
  农作物废弃物(秸秆等)收集-干燥-粉碎-配料-热压缩(compression)-成型-造粒-装袋-入库
  2.3制备方法
  (1)以玉米秸秆和水稻秸秆为原料
  经自然干燥,至含水率在16%(质量)以下;将干燥后的 原料用粉碎机粉碎成至8mm以下的 粉料,筛网孔径为6~8mm;将粉料加水后,用混料机进行混合均匀,控制含水率为18%~22%(质量);将混合均匀的 物料经蒸汽软化,传送到造粒机内挤压造粒,压制成直径(diameter)为6~9m
  M、长度为20~30mm的 颗粒,含水率为17%~18%(质量);将秸秆颗粒输送到冷却器内冷却、筛选,使颗粒温度:40e,颗粒成型率为96%,颗粒含水率为12%。用特制聚丙烯复膜编织袋包装成以25kg/袋的 成品。
  (2)以稻壳为原料
  工序与
  (1)相同,颗粒成型率为96%,颗粒含水率为2%。用特制聚丙烯复膜编织袋包装成以25kg/袋的 成品。
  2.4主要设备
  工艺中所需要的 主要设备,有粉碎机、混粒机、造粒机、输送机、冷却器、hjc黄金城官网锅炉等。生物质颗粒是在常温条件下利用压辊和环模对粉碎后的生物质秸秆、林业废弃物等原料进行冷态致密成型加工。
  3技术指标及创新
  3.1主要技术性能指标
  颗粒直径:9.5mm;颗粒长度20~30mm;水分:12%;颗粒碎末:10kg/t(必须过筛);颗粒密度\1.0t/m3;燃料热值:16747.2kJ/kg(锯末70%、玉米秆30%);纯玉米秆:5909184kJ/kg;灰分:12%,颗粒配料不得有土、石粉。
  3.2技术(Technology)创新
  农作物秸秆颗粒燃料技术是属于生物(Organism)质能应用领域,在不添加任何添加剂的 情况下,将农作物秸秆制成颗粒燃料,密度大、成型率高、热值高;只需少量的 蒸汽就可生产颗粒燃料。生物质颗粒燃料生物质颗粒的直径一般为6~8毫米,长度为其直径的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于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%。该产品(Product)不仅可用于专用锅炉、取暖炉、壁炉等燃料,同时还可以作为牲畜的 饲料。
  4效益分析
  4.1经济效益
  (1)原料成本估算
  颗粒燃料的 原材料为农作物秸秆,收购价为100元/,t去除(qùchú)水分、残渣和损耗,则折合为20元/;t原材料成本总计为120元/t。
  (2)其他费用
  包括燃料动力费、工资福利、设备折旧、贷款利息等,生产1t产品需130元。
  (3)合计
  生产1t产品成本为250元。每吨产品按450元计算,生产10万t农作物秸秆颗粒燃料的 生产线:年销售额10*450=4500万元;年利润10*200=2000万元。
  4.2环境效益
  农作物秸秆处置不当,将对环境产生一定的 污染。把农作物秸秆制成颗粒燃料,经过特制的 气化锅炉燃烧,热效率达81%,CO2、SO2近于零排放,可以替代煤、油等不可再生燃料,减少了废弃物对环境的 影响。经计算,燃用1t颗粒燃料,可减排CO21500kg,SO225kg,有效地改善了城乡空气环境质量。
  4.3社会效益(benefit)
  项目的 建成,不仅可增加农民收入,还扩大了就业,减少社会失业人员;其次,产品可以替代不可再生能源,解决能源危机,对建立可持续的 能源系统,促进国民经济发展具有一定的 社会效益。
  5市场发展分析
  目前,国内大中城市均已全面禁止使用小型燃煤锅炉,燃油、燃气、电加热锅炉受到燃料和电价的 制约,很多用户不能承受其高昂的 运行费用。以南京市的 市场分析(market analysis),0.35MW各型锅炉每小时运行费用比较如表1。
  从表1可以看出,一年运行300
  D、每天运行8h的 洗浴用生物质能源颗粒锅炉,仅运行费用就比燃油锅炉节省27万元左右,比燃气锅炉节省20万元左右,比电加热锅炉节省37万元左右。生物质能源颗粒若使用添加剂,则应为农林产物,并且应标明使用的种类和数量。欧盟标准对生物质颗粒的热值没有提出具体的数值,但要求销售商应予以标注。瑞典标准要求生物质颗粒的热值一般应在16.9 兆焦上。生物质能源颗粒锅炉具有极其突出的 经济性,可以预见,随着产品规模的 不断扩大,农业废弃物将全部成为有用的 能源之一。
  6推广应用前景
  生物质能源颗粒利用废弃的 农作物为原料,就地取材,就地生产,降低了农业废弃物运输成本,并减少运输过程中的 污染(pollute),其产品(Product)具有节能、环保、节省不可再生资源等特点,缓解了电力、石油短缺的 矛盾。根据辽宁省环保监测中心站和辽宁省锅炉(Boilers)产品性能质量监督检查站对该燃料在锅炉中应用效果的 同步检测,各项环保指标均优于I类区II时段的 有关标准规定,环保节能效果显著。随着hjc黄金城官网锅炉的 推广应用,对生物质能源颗粒的 需求也必然大幅增加,作为一种洁净、可再生能源,还可努力提高产品质量,降低生产成本,开发配套产品,前景广阔,目前已有40个生产点从事该产品的 生产。
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