一種新型清潔能源的概述

楊 松 康建喜 康智勇 燕 子

(咸陽陶瓷研究設計院有限公司 陜西 咸陽 712000)

前言

在經濟全球化的大背景下，低能耗、低污染的生產方式已逐漸成為社會的主流。而對于燃煤企業來說，尤其是我國陶瓷企業，現階段還是以燃煤為主，被外界認為是真真正正的消耗性行業——高能耗、高污染。在高能耗企業的各個環節里，以促進節能減排的技術措施為前提，積極挖掘新材料、新能源、樹立企業的品牌意識，才有機會真正實現產業的健康和可持續發展。

1 清潔能源概述

根據美國能源信息局報告，預計到2035年，全球能源消耗將比現在增加50%。其中，石油、煤和天然氣的消耗將占世界能源消耗總量的86%，而水力發電、地熱能、風能、太陽能和生物質能等可再生能源的消耗比例只占到14% 。積極開發和利用可再生清潔能源、減少石化能源消耗、降低溫室氣體排放己成為世界各國緩解能源危機和氣候變化問題的共識。生物質能是繼煤和石油之后的世界第三大能源，是太陽能以化學能源形式貯存在生物質中的可再生能源，長期以來為人們的生活用能提供能源。在發展中國家，生物質能源是人們取暖和煮飯等生活用能的主要來源；而在發達國家，生物質能則成為煤的替代能源被廣泛運用于發電廠和工廠。與風力發電、水力發電相比，生物質能發電具有不受外界自然條件的影響及生產過程可控性高等優點。生物質顆粒燃料是生物質固體形態的能源化利用方式，也是生物質能源利用最簡單、最直接的途徑之一。利用機械力將生物質壓縮或擠壓成為容積密度較大、熱效率較高、便于運輸和儲藏的固體成形燃料，形狀和尺寸統一，使用方便，易于燃燒，是替代煤和薪柴的優秀燃料。

2 生物質清潔能源發展趨勢

生物質固化成形燃料當中的壓塊(顆粒)燃料，主要用途是替代燃煤，用于區域供熱(電)，小型工業鍋爐、小型熱水鍋爐、氣化爐、工業窯爐以及農作物大棚升溫上，可以作家庭采暖爐、壁爐和炊事爐等普通生活燃料之用。在我國的東北地區，生物質燃料已逐漸代替煤炭用在工業上，沒有硫化物的排放，去掉了脫硫環節，減少了環境污染。

2.1 生物質燃料與煤炭對比

我國工業企業供熱和北方地區集中采暖主要采用工業鍋爐作為熱源設備，目前工業鍋爐燃用的主要燃料為煤炭，其中多數地區采用二類煙煤，其平均熱值為5 100 kcal/kg。生物質環保燃料熱值與生產生物質環保燃料的原料種類有關，以木材加工剩余物和麥秸作為生物質原料，所生產出的生物質環保燃料熱值為4 000～4 300 kcal/kg，且每噸生物質原料可替代0.96～1.04 t(平均為1 t)二類煙煤，即1 t生物質原料可替代1 t二類煙煤。燃煤工業鍋爐的熱效率平均為70%。使用生物質環保燃料后，鍋爐效率平均提高15%，鍋爐熱導率提高至85%左右。

2.2 生物質燃料燃燒效果

生物質環保燃料是一種清潔高效的可再生能源，具有明顯的節能減排效果，每燃燒10萬t生物質燃料可替代燃煤8萬t，減少SO2排放1 600 t，煙塵排放800 t，CO2排放14.75萬t。同時，燃燒生物質燃料可以從根本上解決堆放秸稈占地面積大、影響景觀環境、存在火災等不安全隱患，燃燒后所產生的爐灰是良好的肥料。這樣可以大大緩解煤炭供應緊張，企業燃煤成本增加的嚴重問題。同時對加快社會主義新農村建設，提高農民的經濟收入，改善農民的生活質量，對再生能源的利用和循環經濟的發展將會產生顯著的社會效益。

2.3 生物質燃料國家形勢

近幾年來，我國政府高度重視農作物在資源化利用中存在的問題。從 1992 年開始，中國政府頒布了一系列與資源化相關的政策，已經初步了解到農作物所產生的環境危害和其資源利用方式。在2007～2018年發布的《可再生能源中長期發展規劃》、《可再生能源法修正案》后，清潔能源機制法律框架在中國己基本形成，并制定了與之相對應的實施方案。政府的這一系列動作都表明了對于資源化利用的堅定決心。首先，說明了我國目前資源化利用還存在很多需要改進的地方；其次，說明了中國農業亟待解決的重要問題之一就是摒棄現有農作物傳統低效的利用方式，促進農作物的高效資源化利用；第三，高度重視農作物的資源化利用，當前政策導向是：急需摸清中國不同區域的農作物秸稈的分布特征、污染和利用現狀。

2.4 生物質燃料制作工藝

目前生物質制作工藝路線為：原料儲備-粉碎-干燥-制粒-冷卻-包裝-熱源供給。

2.4.1 再生資源環保燃料用粉碎機

農作物及廢棄木質材料增多，各種材料形態各異，不適合直接使用削片機削片，把這些形態各異的原料切碎成環保燃料加工成為需要的燃料規格尺寸，是必須解決的問題。為此，一般使用切削刀輥，采用組合刀具結構，可保證各類農作物完全粉碎為后續工藝需要燃料規格尺寸。

2.4.2 再生資源環保燃料用干燥器

干燥器使用滾筒干燥器，低溫和中溫可控，可分級干燥，干燥介質能量循環多次利用，能做到節能、省地、容易操作的效果。

2.4.3 再生資源環保燃料制粒成形機

再生資源環保燃料制使用立式環模制粒，應設置調溫(水、風共用)裝置，增大冷卻介質與物料的接觸面積，使物料的含水率更加均勻一致，改善成形顆粒的品質，同時應注意模輥間隙自動調節裝置，改善操作條件，提高造粒機整體工作精度。

2.4.4 再生資源環保燃料冷卻機

再生資源環保燃料冷卻機使用風冷壓力倉式冷卻器，由沖壓板、緩沖器、壓力空氣組合而成的冷卻器，不會破壞產品粒度、不影響產品性能、高效冷卻產品溫度。

3 結論

因為燃煤會產生大量的硫化物，這使得陶瓷企業背著沉重的環保壓力，再加上天然氣氣源不足，用生物質燃料代替煤，且生物能源將是很好的代替物之一；通過對生物質資源種植、收集、加工進行科學、環保生產，不會造成對現有生態、環境質量的破壞，而且通過林木廢棄物、農作物秸稈回收，將極大地消除這些生物質資源的無價值堆放、焚燒，不僅能杜絕資源浪費，實現廢棄物的高效有價值綜合利用，而且能改善現有生態、環境質量。