北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:环保固废处理综合评论正文

生物质成型燃料技术的现在与未来

2015-08-12 11:18来源:中国新能源网作者:李保谦 徐光辉关键词:生物质燃料生物质能源锅炉收藏点赞

投稿

我要投稿

(4)生物质成型燃料行业的兴起促进了生物质炉具的快速发展,且生物质成型燃料燃烧技术比成型技术成熟。河南农业大学从秸秆燃烧特性试验入手,研究出了“双室燃烧、分级供气”理论,用创新结构设计方法主动消除“结渣和沉积”现象,只需在8000h后检查表面清理即可。经锅炉燃烧应用表明,生物质成型燃料是一种燃烧特性优于普通燃煤、价格低于煤、燃烧尾气污染成分少于煤的可再生优质燃料[5-6]。

(5)国家农业部、国家能源局等部委先后立项制定生物质成型燃料技术与设备方面的相关标准,规范了生物质成型燃料技术行业市场。2010年9月农业部颁布实施了生物质固体成型燃料术语、生物质固体成型燃料和成型设备技术条件、生物质固体成型燃料和成型设备试验方法等多项生物质成型燃料技术方面的标准。2012年河南农业大学从国家能源局获批立项了环模式块状、平模式块状和活塞冲压式棒状生物质燃料成型设备技术条件3个标准的制定,预计2014年5月颁布实施。

(6)分体模块式环模生物质燃料成型技术是国内的最新研究成果,形成了中国特色。常用的环模结构形式有整体式、套筒式和分体模块式3种,环模以套筒和分体模块方式组合后,套筒和模块的结构尺寸可以单体设计,分别加工,产品易于实现“三化”(标准化、系列化、通用化)。分体模块式环模是由若干个模块组合而成,分体模块的结构尺寸、加工质量和精度直接影响环模的使用寿命和成型设备的产量以及燃料产品的质量,对用户的使用成本也有很大影响[7]。

3生物质成型燃料技术发展中的关键技术

(1)单位产品能耗高的问题。能耗随着成型燃料尺寸的减小而增加,颗粒成型耗能高,棒状或块状成型耗能较低。套筒式平模和环模、分体模块式环模结构的成型设备,单位产品能耗在28~35kWh/t;活塞冲压式成型设备单位产品能耗在40~50kWh/t。目前棒状或块状成型加工过程中的能耗问题已基本解决。

(2)成型可靠性低的问题。成型设备能否连续运转主要取决于成型机组的可靠性。有些企业由于没有自己的知识产权,仅凭几张照片或一段录像起家就开始步入生物质成型燃料技术行业,这样开发出的成型设备往往是经过无数次反复试验才形成样机,在企业(公司)内部技术人员的精心操作下还勉强运行,到了用户手中几乎无法正常运行,用户极不满意。这样的企业往往是多年不见经济效益,最终转行。

(3)易损件耐磨性问题。生物质成型燃料设备的快速磨损问题是制约产业化发展遇到的重要瓶颈问题,不同类型的成型设备,磨损部位也不相同,选用的材料不同,设备推广状况也不尽相同。螺旋挤压式成型设备,其磨损的主要部位为螺旋杆头部和成型套筒内壁。由于螺旋杆与物料始终处于高速摩擦状态,螺旋杆螺纹的磨损非常剧烈,尤其以螺旋杆头部最后一圈螺旋叶片,磨损最为严重;环模及平模式成型设备是依靠压辊与生物质之间的高速相对运动从而把生物质压入成型模孔内,压辊外缘与成型模孔快速磨损情况同样严重;活塞冲压式成型设备的成型套筒是主要磨损部件,通常设计成锥形筒,锥角的选择最为关键,由于采用了往复冲压成型,在往复运动速度较低的条件下成型锥筒的磨损速度较慢;对辊式成型设备中的一对成型辊最耐磨。目前最大的问题仍是成型模具的材料问题,国内市场上生物质成型设备使用维修周期一般在300h左右,耐磨性较低,使用寿命短。

(4)原料的收集和预处理问题。由于国内地块面积小且分散,秸秆收集机械化水平较低,打捆和定向收集没提到日程,秸秆粉碎还田常作为政府的行政指令。因此目前秸秆收集是难点,有技术问题,也有社会认识的问题,要想把原料收集起来必须从管理和技术体系上创新,并配以得力的政策和法规。没有收集后充足的原料生物质成型燃料技术就不可能迅速发展,生物质原料的收集和预处理一直是制约成型燃料技术发展的技术瓶颈[4]。

(5)生物质原料自身的多样性及复杂性。一是生物质原料的种类繁多,其木质素、纤维素、半纤维素、果胶质等成分含量有较大差别,受力变形情况也不一样。二是生物质原料力传导性很差,反弹性很强,被压缩成型的条件也有很大差异;三是生物质原料堆积密度只有0.1~0.15g/cm3,要将其压缩成密度为1.0~1.3g/cm3,如何提高原料喂入量是一个大难题;最后是生物质原料的含水率随季节、气候、地域及秸秆种类不同相差很大,而成型工艺对原料含水率的要求又较严格,所以原料含水率问题成为制约热压成型的又一难题[4]。

(6)生物质成型设备工作环境的不稳定及多变性。生物质原料在收集和存放过程中不可避免的会带有一些泥土、粉尘和砂粒,这些物质的存在一方面加剧了成型部件的快速磨损;另一方面还污染了成型设备的润滑系统,影响设备的使用寿命和稳定运行。因此,在生物质原料在收集和存放过程中减少泥土、粉尘和砂粒的含量,可以提高成型设备易损件的使用寿命。

(7)与国际上同类研究、同类技术的差异。与国际上同类研究和技术综合比较后,有下列不同点:

①规模化程度不同。国内生物质成型燃料设备的生产主要以单机为主,生物质成型燃料的生产多以农户为经营单元;国外生物质成型燃料的生产是以生产线的方式进行规模化生产。

②产业方向不同。国内以秸秆成型燃料为主,用于多种代煤燃炉;国外以木质原料为主,用于发电和家用高档取暖设备,成型加工秸秆比木质原料技术难度大。

③成型燃料形状不同。国内环模和平模式机型多以成型棒状(直径30mm左右)或块状为主;国外以成型木质颗粒(直径10mm左右)环模成型机为主。

④磨损后维修方法不同。国内环模和平模式机型磨损后实行模块维修或单孔换件维修;国外实行整体更换模盘维修,磨具多为高质合金,维修成本高。

⑤成型设备价格不同。国外成型燃料设备整体比国内的成型设备价格高出8~10倍。

4生物质成型燃料技术的发展方向

(1)中国生物质成型燃料技术的发展必须首先进行工程化研究。生物质燃料成型技术的发展是一项系统工程,“工程化”研究不是整台样机的研究,是在集成多项技术基础上的“再创新”,在集成多项技术构成新的设备系统后必须进行工程化试验,提炼成熟的指标,解决新的技术问题。生物质的收集、干燥、粉碎、成型、燃烧所需技术与设备必须配套、协同发展。

(2)中国生物质成型燃料技术的发展应立足于农村(场)或城乡结合部。中国乡镇和农村的秸秆、农林废弃物量大充足,属可再生资源,价格低廉,是生物质成型燃料技术发展良好的基础条件。工程化成型技术立足于农村可减少生物质原料和成型燃料产品的收集、贮存、运输及供应问题。

原标题:生物质成型燃料技术的现在与未来
投稿与新闻线索:电话:0335-3030550, 邮箱:huanbaowang#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

生物质燃料查看更多>生物质能源查看更多>锅炉查看更多>