1、生物質(zhì)能的概念及存在形式
生物質(zhì)能是蘊藏在生物質(zhì)中的能量,是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能是可再生能源,通常貯存在如下物質(zhì)中。
a.木材及森林工業(yè)廢棄物。
b.農(nóng)業(yè)廢棄物。
c.水生植物。
d.油料植物。
e.城市和工業(yè)有機廢棄物。
f.動物糞便。
2、生物質(zhì)能的開發(fā)方法與產(chǎn)品形式
目前,世界各國十分重視生物質(zhì)能,都在積極探索生物質(zhì)能的開發(fā)方法與產(chǎn)品形式,現(xiàn)歸納起來主要有以下幾種。
a.熱化學轉(zhuǎn)換法,可獲得木炭、焦油和可燃氣體等品位高的能源產(chǎn)品。該方法按其熱加工的方法不同分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法。
b.生物化學轉(zhuǎn)換法,主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下,生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品。
c.生物油法,利用油料植物所產(chǎn)生的生物油。
d.固化成型法,把生物質(zhì)固化成成型顆粒燃料(如顆粒型、塊型、棒型等),以便集中利用和提高熱效率,富通新能源生產(chǎn)銷售的秸稈顆粒機、秸稈壓塊機專業(yè)壓制生物質(zhì)成型顆粒燃料。
3、開發(fā)固化成型生物質(zhì)燃料的意義
生物質(zhì)固化成型顆粒燃料是將作物秸稈、稻殼、木屑等農(nóng)林廢棄物粉碎后,送入木屑顆粒機中,在外力作用下,壓縮成需要的形狀。然后,作燃料直接燃燒,也可進一步加工,形成生物炭。在國外,該生產(chǎn)方法已經(jīng)成熟,如丹麥、德國、比利時、美國、日本等國家己實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn),其產(chǎn)品主要用于取暖爐、鍋爐發(fā)電等。目前,我國研究和開發(fā)出的生物質(zhì)固化成型機也己應用于生產(chǎn)。生產(chǎn)的致密成型顆粒燃料,也己應用于取暖和小型生物質(zhì)鍋爐。經(jīng)測定,該種燃料排放的污染物低于煤的,是一種高效、潔凈的可再生能源。
3.1應用便利,易于貯運
固化成型法與其它方法生產(chǎn)生物質(zhì)能相比較,具有生產(chǎn)工藝、設(shè)備簡單,易于操作,生產(chǎn)設(shè)備對各種原料的適應性強及固化成型的燃料便于貯運(可長時間存貯和長途運輸)和易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和大規(guī)模使用等特點。另外,對現(xiàn)有燃燒設(shè)備,包括鍋爐、爐灶等,經(jīng)簡單改造即可使用。成型顆粒燃料使用起來方便,特別對我國北方高寒地區(qū),炕灶是冬季主要的取暖形式,在廣大農(nóng)村有傳統(tǒng)的使用習慣,成型顆粒燃料也易于被老百姓所接受。
3.2替代煤炭,保護生態(tài)環(huán)境
預計到2020年,中國的GDP可能達到5萬億美元,能源需求25~30億t標煤,其中僅石油缺口達1.6~2.2億t。大量燃燒一次性能源,排放大量的SO2和CO2等,對環(huán)境造成污染,加劇了地球溫室效應。我國目前農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為6億t,折合標煤3億t,其中53%作為燃料使用,約折合1.59億t標煤,如果這些原料都能固化成型有效開發(fā)利用,替代原煤,對于有效緩解能源緊張,治理有機廢棄物污染,保護生態(tài)環(huán)境,促進人與自然和諧發(fā)展都具有重要意義。
3.3提高能源利用率
直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅為10%~30%,而生物質(zhì)制成顆粒以后經(jīng)燃燒器(包括爐、灶等)燃燒,其熱效率為87%~89%,熱效率提高57~79個百分點,節(jié)約了大量能源。
4、存在的問題及解決辦法
目前,我國采用的生物質(zhì)固化成型顆粒燃料的形狀主要有棒狀、塊狀和顆粒狀。這幾種形狀燃料的加工方法均為傳統(tǒng)生產(chǎn)方法,普遍存在著設(shè)備能耗過高、磨損嚴重和使用壽命短等問題。以生產(chǎn)顆粒狀燃料方法為例,它與現(xiàn)有的生產(chǎn)顆粒狀飼料的方法相似,即原料從設(shè)備環(huán)模內(nèi)部加入,經(jīng)壓輥碾壓擠出顆粒機環(huán)模而成顆粒狀。該工藝流程需要消耗大量能量,首先是顆粒壓制成型過程中,壓強達到50~100MPa,原料在高壓下發(fā)生變形、升溫,溫度可達100~120℃,電動機的驅(qū)動需要消耗大量的電能;其次是原料的含水率要求在12%左右,為了達到這個含水率,很多原料要烘干以后才能用于制粒;再者是壓制出來的熱顆粒需要冷卻,然后才能進行包裝。這些工藝流程均需消耗大量能量。
要解決上述問題,可通過下列途徑。一是加大科研投入,積極研發(fā)新工藝和新設(shè)備,降低能耗,減少生產(chǎn)成本;二是引進國外先進設(shè)備,消化吸收,形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn);三是政府扶持,對研制開發(fā)單位和用新型生物質(zhì)能用戶進行補貼,降低產(chǎn)品使用成本。
5、結(jié)論
生物質(zhì)能作為一種可再生能源,具有取之不盡,用之不竭的特點,在當今國際能源競爭日益激烈,傳統(tǒng)能源面臨枯竭的情況下,對于其有效開發(fā)利用,尋找一條見效快、方便可行、易于被廣大用戶接受的利用途徑,固化成型法是可行的。