生物质固体成型燃料(2学时)PPT课件

秸秆生物质能利用概述生物质能是唯一一种可固定碳的可再生能源，它来自于生物质。

地球上丰富的植物是太阳能和化学能的天然仓库，不管是人工栽培，还是自然繁殖，人们把这种数量巨大丰富的可再生资源称为生物质”。

生物质能的载体——生物质是以实物的形式存在的，相对比风能、水能、太阳能和潮汐能等，生物质能是惟一可存储和运输的可再生能源。

生物质的组织结构与常规的化石燃料相似，它的利用方式与化石燃料类似。

常规能源的利用技术无需做大的改动，就可以应用于生物质能。

但生物质的种类繁多，分别具有不同特点和属性，利用技术远比化石燃料复杂与多样，除了常规能源的利用技术以外，还有其独特的利用技术。

据有关专家估计，地球上煤的贮藏量可使用220年，石油可使用40年，天然气可使用60年，排除对环境的影响，不管数据准确性如何，有限的资源就不是可持续发展的。

生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。

煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。

生物质能是可再生能源，通常包括以下几个方面：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。

在世界能耗中，生物质能约占14％，在不发达地区占60％以上。

全世界约25亿人的生活能源的90％以上是生物质能。

生物质能的优点是燃烧容易，污染少，灰分较低；缺点是热值及热效率低，体积大而不易运输。

直接燃烧生物质的热效率仅为10％一30％。

目前，世界农作物秸秆年产量超过20亿t。

我国作为农业大国，秸秆资源十分丰富，而且逐年递增。

目前我国的秸秆产出量已超过7亿吨，折合成标煤约为3 .5亿吨，相当于7个神东煤田，全部利用可以减排8 .5亿吨二氧化碳，相当于2007年全国二氧化碳排放量的1/8。

随着国家明确提出到2015年秸秆综合利用率在80%的行动目标，我国秸秆资源化驶入快车道。

以“秸秆能源”为代表的生物质能利用，在大力发展低碳经济的背景下，进入人们的视野。

生物质成型燃料生产与应用分析摘要：生物质成成型燃料对改善能源结构和生态环境具有重要意义。

国内外已经对生物质致密成型做了大量的研究，但在成型燃料生产和应用过程中仍然存在很多问题，如原料难以持续供应、各类原材料特性不同、成型差异大、成型设备能耗高、磨损快、对原料适应性差、成型燃料结渣严重和不同生物质成型燃料燃烧性能差异大等。

为此，对上述问题进行了探讨，并分析了解决问题的途径和方法，为深入开展生物质成型燃料的生产和利用提供了新的思路和途径。

关键词生物质；成型燃料；应用引言长期以来，石油、天然气、煤炭等化石燃料一直是人类消耗的主要能源，并为人类经济的繁荣、社会的进步和生活水平的提高做出了很大的贡献[1]。

但是，由于煤、石油和天然气等矿物资源是不可再生的，资源是有限的，正面临着逐渐枯竭的危险，因此它们不是人类所能长久依赖的理想资源。

再者目前地球所面临的环境危机直接或间接的与矿物燃料的加工和使用有关，这些矿物燃料燃烧后放出大量的CO2、SO2、NO，被认为是形成大气环境污染、产生酸雨以及温室气体等地区性环境问题的根源。

生物质能作为自然界的第4大能源，资源分布广，开发潜力大，环境影响小，发展生物质能源是全球缓解能源危机、减少温室气体排放、解决生态环境问题和实现可持续发展的战略选择。

我国农业废弃物资源丰富，每年约有7×108t 的农作物秸秆，另外还有大量的林业采伐和林木制品加工厂产生的废弃物，如枝丫、小径木、板片和木屑等，总量近1×108t。

生物质致密成型技术生产固体燃料是把农林废弃物加工再利用、解决生物质资源浪费和污染问题的一种重要技术手段，是除生物质气化和液化之外的又一种生物质能源转换方式。

但由于原料、工艺和设备等诸多方面的原因，生物质成型燃料的生产和利用仍然存在着问题。

本文就生物质成型燃料生产及其应用中存在的问题进行分析研究，以探索更好地开发生物质能源的途径。

一、国内外生物质成型燃料技术发展现状1.国外生物质成型燃料及燃烧设备发展现状随着社会经济的发展与人们生活水平的提高，木材下脚料、植物秸秆的剩余量越来越大，由于这些废弃物都是密度小、体积膨松，大量堆积，销毁处理不但需要一定的人力、物力，且污染环境，因此世界各国都在探索解决这一问题的有效途径。

农业固体废物的生物质成型燃料利用一、概述生物质成型燃料是以锯末、秸秆和稻壳等农业固体废物为主要原料，通过加压、加热作用将原来松散的原料压缩成具有一定形状和密度的热值高、燃烧充分的成型环保燃料，是一种洁净低碳的可再生能源。

农业行业标准《生物质固体成型燃料技术条件》（ＮＹ／Ｔ１８７８—２０１０）中将生物质固体成型燃料（ｄｅｎｓｉｆｉｅｄｂｉｏｆｕｅｌ）定义为以生物质为主要原料，经过机械加工致密成型生产的具有规则形状的固体燃料产品。

相比散碎状农业固体废物，生物质成型燃料燃烧特性明显改善，作为锅炉燃料，挥发少、黑烟少，火力持久、炉膛温度高，耐贮存，运输、使用方便，同时对环境污染少，是替代常规化石能源的优质环保燃料。

美国于２０世纪３０年代就开始研究生物质压缩成型技术，研制出了螺旋压缩机。

日本于２０世纪５０年代从国外引进技术后进行了改进，研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备，并建立了日本压缩成型燃料工业体系。

２０世纪７０年代后期，由于出现世界能源危机，西欧许多国家如芬兰、比利时、法国、德国、意大利等也开始重视燃料技术的研究，研发出了冲压式成型机、颗粒成型机及配套的燃烧设备。

２０世纪８０年代，泰国、菲律宾和马来西亚等国家也相继进行棒状成型燃料的开发。

目前，美国、荷兰和瑞典的生物质成型燃料的生产都实现了工厂化或产业化。

随着世界各国对生物质能源的重视和生物质压缩技术的不断改进，２０１０年全世界生物质固体成型燃料产量已超过１５００万ｔ。

我国在生物质成型燃料上的研究和应用起步较晚。

２０世纪８０年代初，秸秆能源利用引起各级政府和有关部门的重视，生物质成型燃料技术和炭化技术在“七五”和“八五”期间有了较大的发展，尤其在“八五”期间，我国对生物质压缩成型技术进行了重点科技攻关，同时引进了国外先进机型，开发了螺旋推进式秸秆成型机，并经消化、吸收，研制出适合我国国情的各种类型生物质压缩成型机，用于生产棒状、块状或颗粒生物质成型。

生物质成型燃料技术0前百能源是人类社会发展进步的物质基础，但煤、石油、天然气等化石燃料日益枯竭，环境污染也日益严重。

我国提出了节能减排、发展清洁可持续再生能源的口号，哥本哈根会议规定我国到2020年每单位国内生产总值的二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。

生物质的利用在这方面有着巨大的优势，我国每年仅秸秆类生物质（玉米秸秆、稻草、木屑、树权、豆秸、棉秆等农林废弃物）产量就达7亿，t可开发的生物质能资源总量近期约为5亿t标准煤，远期可达到10亿t标准煤。

我国生物质发电技术，特别是生物质直燃发电技术近几年得到了较快的发展，但未经加工的生物质本身具有挥发分高，含水率高，氯、钾等碱金属含量高等特点，当秸秆含水率超过40%时，直接利用生物质作为燃料时，燃烧不稳定，热效率低。

而我国生物质原料如农林废弃物）产量虽然巨大，但产地分散、能量密度低、随季节变化性强，自然干燥失重大，储存和运输过程中占用大量的空间、损耗大，由此给生物质的高效清洁利用造成困难。

生物质直接发电产业是“小电厂、大燃料”，目前生物质电厂基本都存在着燃料生产、收集、预处理、运输、储存、输送上料过程中的各种问题。

因此农作物散装秸秆只能作为生物质能源化利用的初级燃料，难以满足生物质发电、供热等工业化需求。

而生物质成型燃料技术为生物质的运输、存储及消防等难题提出了解决方向，具有广阔的发展前景，也将带来燃料能源的变革，产生巨大的经济效益和社会效益。

1生物质燃料成型技术生物质燃料成型技术是指在一定温度与压力条件下，将各类原本松散细碎的生物质废弃物压制成具有形状规则的棒状、块状、颗粒状成型燃料的高新技术，以解决生物质运输、储存、防火等问题。

根据生物质成型燃料制造工艺，可分为湿压成型、热压成型和碳化成型3 种主要形式，其成型机理为在外部加热、加压或常温下原料颗粒先后经历位置重新排列、颗粒机械变形和塑性流变等阶段形成致密团聚物，如图1所示。

目前市场上生物质成型机的种类大致分为3类：（1）螺旋挤压式成型机；（2）活塞冲压式成型机；（3）辊模碾压式成型机。