硫在自然界中的循環(huán)是影響全球生態(tài)平衡及氣候變化的重要因素之一,一方面它為生物體的生長(zhǎng)提供合成氨基酸和蛋白質(zhì)所必需的硫元素,另一方面燃料燃燒所釋放出的硫又導(dǎo)致了自然環(huán)境的變化。自然界中50%~60%的硫是來(lái)自化石燃料的燃燒,其中由于煤燃燒所放出的硫又占居了2/3以上,達(dá)到1 857.5萬(wàn)t/a(1999年)。有效控制煤燃燒所造成的硫排放是減少大氣硫污染的重要措施。生物質(zhì)秸稈作為硫含量低、儲(chǔ)量大、可再生的燃料資源,是人類(lèi)生活用能的主要來(lái)源之一,用生物質(zhì)燃料代替部分煤炭進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用在很大程度上減少了人為活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的污染,尤其是在化石能源日趨短缺的今天,使用可再生的生物質(zhì)能源逐步替代化石能源是社會(huì)發(fā)展和人類(lèi)生存的需要。
1、自然界中的硫循環(huán)
Thomas,Jill Jager等將自然界中的硫循環(huán)歸納為陸地循環(huán)和海洋循環(huán),二者之間進(jìn)行著一定的物質(zhì)和能量交換。由于人為因素對(duì)海洋循環(huán)的影響很小,因而陸地循環(huán)成為影響全球環(huán)境變化的主要因素。在陸地循環(huán)中,土壤圈以匯和源的雙重身份存在,化石能源僅以源的形式存在,而陸地植物在作源的同時(shí)還是陸地系統(tǒng)最大的匯——森林、農(nóng)作物。因此植物的生理過(guò)程是影響陸地硫循環(huán)的主要因素。
2、生物質(zhì)秸稈能源化利用的基本特性
生物質(zhì)資源主要包括薪柴、農(nóng)作物秸稈、人畜糞便、林業(yè)廢棄物和各種藻類(lèi)物質(zhì)。隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,一度作為農(nóng)村主要生活用能的薪柴和農(nóng)作物秸稈已成為新的農(nóng)村廢棄物。我國(guó)目前生物質(zhì)產(chǎn)量為7.4億t/a,主要是各種作物秸稈和林產(chǎn)品加工剩余物。表1,表2分別為作物秸稈和煤炭的元素分析情況,富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售的
秸稈顆粒機(jī)、
木屑顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)專(zhuān)業(yè)壓制生物質(zhì)成型顆粒燃料。
從表1,表2中可以看出生物質(zhì)秸稈中的硫含量平均不足0.15%,而煤炭中硫含量達(dá)到1.412%,是生物質(zhì)秸稈硫含量的9倍多。煤炭中的氮含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生物質(zhì)秸稈的氮含量,其燃燒后形成的NOx是引起溫室效應(yīng)和導(dǎo)致酸雨的主要?dú)怏w。當(dāng)生物質(zhì)秸稈與煤炭提供相同能量時(shí),煤的硫排放量是生物質(zhì)秸稈的7倍,氮氧化物排放量是生物質(zhì)秸稈的1.15倍。
將生物質(zhì)秸稈壓縮成塊狀燃料可以直接代替煤炭用于鍋爐供熱,其燃燒后S02,NOx,煙塵排放量都低于國(guó)家控制標(biāo)準(zhǔn),見(jiàn)表3。秸稈中所含的硫在完全燃燒的情況下僅有0.7%轉(zhuǎn)化為SO2,其余都以固態(tài)灰渣的形式存在。
3、生物質(zhì)秸稈生長(zhǎng)過(guò)程中對(duì)硫的吸收作用
硫作為作物細(xì)胞合成及生長(zhǎng)過(guò)程中必不可少的基本元素,在自然界中,通過(guò)植物體本身的吸附和吸收作用,從土壤和空氣中吸取多態(tài)硫轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)硫后,儲(chǔ)存在植物體內(nèi),從而起到凈化空氣和維持土壤酸堿平衡的作用。
4、小結(jié)
生物質(zhì)秸稈的能源化利用對(duì)緩解我國(guó)能源短缺狀況,控制我國(guó)大氣污染具有積極的作用,同時(shí)在一定程度上解決了農(nóng)村大量秸稈廢棄物所帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。因此,生物質(zhì)能源化利用是我國(guó)能源與環(huán)境實(shí)行可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
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1、
秸稈顆粒機(jī)
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