木質(zhì)
顆粒燃料的發(fā)展源于20世紀70年代美國能源短缺時期,當時的原材料主要來源于家具、造紙等工廠的木材廢料,產(chǎn)生的能源用于替代電能、薪炭燃料、化石燃料等。期間發(fā)生的石油危機,還促使丹麥開始研究木質(zhì)能源發(fā)電技術(shù),自1988年誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發(fā)電廠以來,已有130家秸稈發(fā)電廠遍及丹麥,秸稈發(fā)電等可再生能源占全國能源消費量的24%以上。
目前,生物能源技術(shù)的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一,受到世界各國政府與科學家的關注。許多國家都制定了相應開發(fā)研究計劃,如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場等,其中生物能源的開發(fā)利用占有相當大的比重。國外的生物能源技術(shù)和裝置很多已經(jīng)達到商業(yè)化應用程度,生物能源的開發(fā)利用主要集中在生物能源木質(zhì)顆粒(Pellets)直接燃燒方面的應用,它比其他生物能源更容易實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)和使用,使用生物能源木質(zhì)顆粒的方便程度可與燃氣燃油等能源媲美。以美國、瑞典和奧地利等國為例,生物能源的應用規(guī)模,分別占該國一次性能源消耗量的4%、16%和10%:在美國,生物能源發(fā)電的總裝機容量己超過1000MW,單機容量達10-25 MW;在歐美,針對一般居民家用的生物能源木質(zhì)顆粒產(chǎn)品及配套的高效清潔燃燒取暖爐灶己非常普及Ⅲ。
我國也十分重視生物能源的開發(fā)和利用,1980年以來,政府將生物能源利用技術(shù)的研究與應用列為重點科技攻關項目,開展了生物能源利用新技術(shù)的研究和開發(fā),使生物能源技術(shù)有了進一步提高,但生物能源的利用研究主要集中在以大中型畜禽場沼氣工程技術(shù)、秸稈氣化、集中供氣技術(shù)和垃圾填埋發(fā)電技術(shù)等項目,對于生物能源木質(zhì)顆粒產(chǎn)品的生產(chǎn)加工與直接燃燒利用方面還剛剛起步。國內(nèi)部分高校和科研機構(gòu)開展了木質(zhì)顆粒成型技術(shù)方面的研究,取得了一定成績,但是制粒生產(chǎn)成本相對還比較高,這與世界先進水平相比仍有較大的差距,特別是在技術(shù)設備的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化生產(chǎn)方面的差距更為明顯
我國在資源和應用范圍來說,都不是問題,目前全國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)生量約6億噸,除部分作為造紙原料和畜牧飼料外,大約3億噸可作為燃料使用,折合約1.5億噸標準煤。林木枝椏和林業(yè)廢棄物年可獲得量約9億噸,大約3億噸可作為能源利用,折合約2億噸標準煤。
主要的瓶頸集中在制粒成型中的能量消耗較高和設備維護成本較高,大規(guī)模推廣還存在一定難度。國外的成功先例是政府的能源稅調(diào)節(jié),來彌補這方面的缺陷,所以在沒有技術(shù)突破的前提下也能廣泛的應用。在我國,僅依賴能源稅調(diào)節(jié)是不能根本解決問題的,涉及的面太廣,政策的實施難度很大,因此,降低制粒生產(chǎn)過程的能耗成本,是突破制約生物能源顆粒推廣應用瓶頸的關鍵所在。
注:以上數(shù)據(jù)源于3t-木質(zhì)制粒系統(tǒng),系統(tǒng)總裝機功率422 KW,其中制粒機功率238KW,粉碎機功率99KW,切片機功率55 KW,冷卻系統(tǒng)功率15 KW,其余設備功率15KW。
試驗原料為木材采伐剩余物,自然干燥至含水率為18%,干燥能耗數(shù)據(jù)是將原料濕度從18%烘干至11%。
德國MUnch公司520型木屑制粒機給出的制粒系統(tǒng)參數(shù):
環(huán)模內(nèi)徑:520mm
最大產(chǎn)能:1. 5t
制粒機功率:2×75KW
調(diào)質(zhì)器功率:7. 5KW
喂料器功率:3KW
制粒系統(tǒng)總裝機功率:160.5 KW
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顆粒機、
秸稈壓塊機、
木屑顆粒機等木質(zhì)顆粒燃料成型機械設備。