1、概述
隨著全球工業化的快速發展,一次性能源(如石油、煤炭、天然氣等)的消耗量不斷增加。人類為了自身的生存和發展,不斷尋找新的能源,以減少或替代一次性能源的消耗。如利用太陽能、風能、核能進行發電,利用甲醇替代汽油作為汽車燃料等。但由于技術發展和自然環境的影響以及受經濟發展水平的限制,到目前為止,一次性能源的消耗仍占相當大的比重。為改變這一現狀,世界各國都在積極進行再生能源的開發和利用工作,富通新能源生產銷售
顆粒機、
秸稈顆粒機、
秸稈壓塊機、
木屑顆粒機等生物質顆粒燃料成型機械設備,同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料與松木木屑顆粒燃料出售。
生物質能源是再生能源中的一部分,是世界第四大能源,目前生物質能源利用占世界總能源的14%,相當于12.57億t石油。在發展中國家,生物質能占總耗能的35%,相當于11.88億t石油。目前全世界有25億人口用生物質能做飯、取暖、照明。但是生物質能利用總量還不到其生產總量的l%。由此可見,生物質能的開發利用前景十分廣闊。秸稈發電是近年來發展起來的一項再生能源利用新技術。
2、生物質能發電技術現狀
從20世紀90年代起,丹麥、奧地利等歐洲國家開始對生物質能發電技術進行開發和研究。經過多年的努力,己研制出用于木屑、秸稈、谷殼等發電的鍋爐、氣化裝置及附屬設備。
我國從1 987年起,開始進行生物質能小型氣化發電技術研制工作,并列為國家科技部“七五”重點攻關項目。1 996年,1 MW生物質能循環流化床氣化發電系統被列為國家科技部“九五”重點攻關項目。大型生物質能氣化發電產業化關鍵技術研究被列為國家科技部“十五”重點攻關項目。生物質能氣化發電優化系統及其示范工程被列為國家科技部“十五”863重大課題。1998年1MW谷殼氣化發電示范工程建成投入運行,1999年1MW木屑氣化發電示范工程建成投入運行,2000年6000 kW秸稈氣化發電示范工程建成投入運行,經過幾年連續運行,目前設備狀況良好,為我國更好地利用生物質能源奠定了良好的基礎。
3、秸稈發電的燃料制備與輸送
秸稈發電,是以秸稈為主要燃料的一種發電方式,又分為秸稈氣化發電和秸稈燃燒發電。秸稈氣化發電是將秸稈在缺氧狀態下燃燒,發生化學反應,生成高品位、易輸送、利用效率高的氣體,利用它進行發電。秸稈燃燒發電是將秸稈直接送入鍋爐燃燒后,產生蒸汽帶動發電機發電,與常規的火力發電相似。但秸稈燃燒發電與常規的火力發電又有所不同,最大的不同點在于燃料的制備和儲存。
火力發電燃料一般為煤炭,根據不同的鍋爐,或采用粉煤,或采用中煤和煤矸石。常規的燃料制備工藝有篩分、破碎、磨煤、輸送等。煤炭以松散容積的形式儲存。
農作物秸稈體積大、組織蓬松,必須曬干打捆后才便于儲存。秸稈入爐有多種方式,可以將秸稈打包后輸送入爐,也可以將秸稈粉碎造粒(壓塊)后入爐,或與其他的燃料混合后一起入爐。粉碎造粒生產成本最高,但適應性最強。秸稈打包入爐燃燒,成本最低,但秸稈中木質素含量的多少對鍋爐的要求則不同,適應性較差。
秸稈打包輸送工藝一般先采用叉車將秸稈包放入預定的位置,之后叉車將秸稈包放在進料輸送機上,進料輸送機有一個緩沖臺,可保留秸稈5min,秸稈從進料臺通過帶密封閘門(防火)的進料輸送機送至鍋爐進料系統,秸稈包被推壓到2個立式螺稈上,通過螺稈的旋轉,扯碎秸稈,然后將秸稈傳送給螺旋自動給料機,給料機將秸稈壓入密封的進料通道,之后達到爐床。爐床為水冷式振動爐床,或鏈條爐排鍋爐,是專門為秸稈燃燒發電而開發的設備。
秸稈鍋爐沒有爐前倉,因此不管裝機容量大小,輸送系統必須是雙路以上。
4、秸稈發電的重要意義
(1)農作物秸稈量大,覆蓋面廣,燃料來源充足。尤其是農作物生長中的光合作用吸收CO2,它與農作物秸稈燃燒生成的CO,相平衡,這對減少溫室氣體排放,執行“京都議定書”有著直接效果。
(2)由于秸稈含硫量很低,且低溫燃燒產生的氮氧化物較少,所以除塵后的煙氣不再進行脫硫,煙氣可直接通過煙囪排入大氣。煙道上裝設有在線檢測煙氣成分裝置進行監測。丹麥等國家的運行試驗也表明秸稈鍋爐經除塵后的煙氣不加其他凈化措施完全能夠滿足環保要求。
(3)麥秸稈、玉米秸稈的發熱量在農作物秸稈中為最小,但低位發熱量約14.4 MJ/kg.相當0. 492 kg標準煤,使用秸稈發電,可降低煤炭消耗。
(4)秸稈燃燒后的灰渣是很好的鉀肥,可被農作物直接利用或深加工成為復合肥料。
(5)作為燃料,煤炭開采具有一定的危險性,特別是井工開采,管理難度大。農作物秸稈與其相比,則危險性小,易管理,且屬于廢棄物利用,符合國家能源發展產業政策。
5、秸稈發電前景展望
農作物秸稈己成為再生能源利用的重要組成部分。秸稈電廠一般建在煤炭緊缺、農業密集的地區。利用生物質能技術發電,不僅可以緩解煤炭能源緊缺的狀況,而且為廣大農村剩余秸稈找到了出路。利用剩余秸稈發電,一方面可以增加農民的收入,另一方面也改善了農民的生活環境,提高了他們的生活質量,同時也避免因焚燒秸稈所帶來的環境污染。
作為一項新技術,建秸稈發電廠還有一些設備需要進一步完善,一些問題需要解決,例如秸稈的收集。在發達國家,農莊自動化生產為秸稈的收集提供了便利條件。而在我國,農業生產的分散性,給秸稈的收購帶來一定困難。為保證秸稈電廠有充足的燃料,應將秸稈的收購作為秸稈電廠建設的一個重要問題給予解決。應根據當地實際情況,設置秸稈收購、運輸機構,配置必要的打包設備,設立二級儲存倉庫,制定燃料運輸調撥計劃,以保證秸稈電廠燃料的充足連續供應。
推廣秸稈發電技術,符合國家環保政策,是一項增加農民收入、經濟效益和社會效益俱佳的雙贏戰略。因此,發展生物質能利用技術任重道遠,前景遠大。
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