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秸稈成型燃料國內外研究(jiū)進展
發布日期(qī):2020-05-18
投入示範生產,同(tóng)創新(xīn)能源生產銷售的秸稈(gǎn)顆粒機、木屑顆粒機專業壓製生物(wù)質成型燃(rán)料,生物質成型燃料是替代煤等(děng)化石燃料最佳的選擇。 國內外所開展的與秸稈成型燃料相關的研究主要集中在產品的成型工藝(yì)、燃料特性和產業(yè)化分析三個方(fāng)麵。 (一)秸稈成型燃料加(jiā)工技術研究生物質壓縮成型技(jì)術發展至今,己開發了許多(duō)種成型工藝和成型機械。根據主要工藝特征的差(chà)別,可將這些工藝從廣義上分為:濕壓成型、熱(rè)壓成型和(hé)炭化成型。 目前為(wéi)止,我國研究較多的是生物質燃料高壓加(jiā)熱成型,因而成型影響因(yīn)素的研究(jiū)也主要集中在加熱成型上。影響加熱成型的主要因素有:原料種類、原料含水率、原料粒度、成型壓力與模具(jù)尺寸、加熱(rè)溫度。這些影響因素(sù)在不同壓縮成型方式(shì)下的表現形式也不(bú)盡相同。我國(guó)對農作物秸稈成型影響因素研究的較(jiào)多。 不同種類的(de)原料,其壓縮成型特性也有很大(dà)差異。何元斌等人研究發(fā)現原料的種類(lèi)不但會影響成型的質量,如(rú)成型燃料的(de)密(mì)度(dù)、強度、熱值等,而且還會影響燃料的產量及成型機的動力消耗。 生物質(zhì)原料的含水率隻有在適當條件下,壓縮成型效(xiào)果(guǒ)才(cái)能達到最(zuì)佳,過高或過低都將(jiāng)不(bú)利於(yú)壓縮成型:對於(yú)顆粒成型燃料,一般要求原料的含水(shuǐ)率在15%~25%左右;對於棒(bàng)狀成型(xíng)燃料(liào),要求原料的含水率不(bú)大於10%左右。 從(cóng)生(shēng)物型(xíng)煤的外觀和燃燒狀況入手,何建等人(rén)研究出生物(wù)型煤的生產工藝流程(chéng)和最佳化配方,摸索出生物型煤(méi)成(chéng)型主機的合理運行參數,成功試驗(yàn)生產出新型能源生物(wù)型煤為中國煤能源可持續發展利用開辟了(le)新途徑。 Ma等人成功地開發了(le)完全利用生物質纖維的交(jiāo)聯作用實現成型的新產品,初步考察(chá)了煤種、成型(xíng)壓力、生物質形態及配比和成型水分對新方法成型性能的影響。結果表明:新方法對(duì)不同煤種和生物質(zhì)普適性強;型煤機械性能隨生(shēng)物質配比(bǐ)的提高而增強,純生物質成型性能優異,適宜的低配比為15%;能將生物質交聯(lián)作用固(gù)結(jié)下來的成型壓(yā)力特征值<120Mpa,過高的成型壓力反而產生負麵(miàn)影響;適當調高生物質配(pèi)比和降低成型壓力能顯著緩解水分對高壓成型的不利影響。 (二)秸稈成型燃料的燃料特性研究 通過對鋸(jù)末和碎屑成型燃料的對比,Wamukonya等人發現鋸末(mò)成型燃(rán)料耐壓性好、長度擴張少。碎屑成型燃料耐壓性差、伸展幅度大。但是,將(jiāng)麥稈和鋸末混合後成型燃料的耐壓性(xìng)就會得到很大提高。 對秸稈成型燃料(liào)的燃料特性研究(jiū)主(zhǔ)要還是集中在產品(pǐn)燃燒特性的研究(jiū)方麵,國內外對此研究頗多。 Sami等人研究發現生物質與煤混合燃燒時NOx、SOx排放量較低,並有效地降低了C02的排(pái)放量。此外,混燃還(hái)可以降(jiàng)低燃料消耗、減少化學組分對水(shuǐ)和(hé)土壤的汙染。同時指出了一些混燃所存在的問題。 通過改變生物質在混合燃料中的比例、相(xiàng)對濕度以及生物質的研(yán)磨大小等實(shí)驗參數,Kwong等人(rén)獲得了混燃燃料的能量釋放數據以及汙染排放數據。研究發現,與燃煤相比,隨(suí)著混燃(rán)物中煤的加入,熱(rè)值升高,但是混燃溫度和能量產出都降低。生物質(zhì)的混(hún)合比例從10%-30%的變化使得CO、C02、NOx和S02這些氣(qì)體汙染物(wù)排放減(jiǎn)少,而且出現(xiàn)能量強度(dù)排放最低值。隨(suí)著濕度的升高,混燃溫度降低,S02. NOx、C02排放減少,而CO增加。在現有實(shí)驗條件下,研磨大小與燃燒速率和汙染物排放關(guān)係不大。 生物質與煤的混燃研究已(yǐ)成為國(guó)際熱點,但是從總體上來看,研究範圍還是在混燃物的燃燒特性(著火溫度、燃燒速率、熱(rè)值、燃燒方式等)和混燃時汙染物的排放變化情況兩方麵。 (三)秸(jiē)稈成型燃料產業化分析(xī)通過對秸(jiē)稈成型燃(rán)料技(jì)術規模化推廣的可(kě)行性分析,對我國(guó)秸稈成型(xíng)燃料技(jì)術現狀進行(háng)了簡要的介(jiè)紹,楊繼濤等人提出了該項技術(shù)已經到了(le)可以產業化推(tuī)廣的(de)階段;同時分(fèn)析了該(gāi)項技術在推廣中的一些障礙,並對(duì)在農村推廣中的問題進行研究,提出了相應的政(zhèng)策建議。 李保謙等人通過對秸稈壓塊成型的主要技術、工藝設備、經濟效(xiào)益(yì)和社會效(xiào)益的分析,確定了(le)秸稈壓(yā)塊成型燃料在國內進行產業化生產(chǎn)是可行的。秸(jiē)稈(gǎn)壓塊成型燃料生產中的核心技術HPB-III型(xíng)液壓式(shì)生物質成型機在工作原理的創新(xīn)方麵及配套技術和技術路(lù)線,顯示了秸稈壓塊成型燃料的生產在技術上是可(kě)行的(de);每套秸稈壓(yā)塊成(chéng)型燃料生產線具有顯著的經濟效益,不僅能節約大量的化石能源,又為2t以下的燃(rán)煤鍋爐提供了燃料,有(yǒu)廣闊的應用情景;秸稈燃料塊(kuài)燃燒後煙氣中CO、C02、S02、NOx等成分的排放均低於目前燃煤鍋爐規定的排放標準,達(dá)到了國家的環保要求,生態環保效益明顯。因此秸稈壓塊成型燃料的生產的在國內廣大農村、城鎮實行產業化是可行的。 通過對秸稈成型燃料(liào)的經濟效(xiào)益分(fèn)析和宏觀效益分(fèn)析,王民等人指出了現在推廣秸稈(gǎn)成型燃料的幾個技術問題,針對目前中國秸稈(gǎn)成型燃料發展情況,對秸(jiē)稈成型技術的(de)推廣提供了相應建議。 通過對河南省5個地區6個地點的示範試驗,發現規模化經營是發展秸稈成型燃料技(jì)術的重要途徑,加工設備應實行企業化管理體製;生產供應采用一村一點模式;規模化技術(shù)發展初期,需要政府有關部(bù)門政策扶持(chí)和資金補貼,克服規模化技術瓶頸,實現規模化可持續發展。秸稈成型燃料規模化技術直麵三農,對提高農民生(shēng)活質量、改善農村環境、增加農業收入意義重大,是(shì)緩解我國農村能源短缺、調(diào)整能源結構、提高資源利用效率和發展我國循環經濟(jì)的新技術、新思路、新途徑。 徐康富等人分析和闡明了生物(wù)質型煤技術在我(wǒ)國利用的社會、經濟、環境效益(yì)及在我國的應(yīng)用前景(jǐng)。研究發現,生(shēng)物(wù)質型煤是近期內利用生物質能最有效的現實途徑。利用生物質的代煤作(zuò)用及利用其特性全麵提高型煤的技術經濟性能,對控製溫室氣體排放,特別是對控製(zhì)國內酸雨汙染的發展是非常重要的。而且開發生物質型煤(méi)技術,意義重大,現實可行。

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