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                    當前位置:能源服務-能源篇
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                    能源篇
                    一、生物質鍋爐環保理念:

                    利用生物質燃料鍋爐、天然氣鍋爐、生物質氣化鍋爐、來實現洗燙用蒸汽生活供暖、供熱、中央空調制冷、加熱成開水供應熱能,從而替代傳統的燃油、煤鍋爐供熱方式,實現工業鍋爐、生活鍋爐及生態環境節能減排的大戰略。分析生物質燃料的燃燒特性,生物質燃料鍋爐的運行特點以及技術要求。核算生物質燃料鍋爐的運行經濟成本。綜合利用資源實現循環經濟,節能減排,增加經濟效益。環境。朝陽產業我國地大物博,農林生物質量大,覆蓋面廣,來源充足。生物質燃燒后的物質富含鉀磷鎂鋅鈣,可以用作高效肥料。生物質在加工時有5%-10%左右的頂尖和嫩葉可以當做生產飼料的原料。秸稈與煤炭相比,量大源廣,年年種糧,年年產秸稈;收獲后將秸稈用作發電、鍋爐燃料等,避免了農民焚燒秸稈而引起的環境污染,大大降低了溫室氣體的排放。生物質氣化是在一定的熱力學條件下,借助于空氣部分(或者氧氣)、水蒸氣的作用,使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原重整反應,最終轉化為一氧化碳,氫氣和低分子烴類等可燃氣體的過程。

                    二、前序

                    生物質的重要性、作用及發展趨勢:

                    生物質是植物通過光和作用生成的有機物,它的能量來源于太陽能。生物質能是太陽能的一種。生物質是太陽能最主要的吸收器和儲存器,是太陽能中的一種熱能轉換成方式 。

                    生物質能源在2003年被世界列為第四大能源2004年又被列為第三大能源排在石油前,在歐洲被認為僅次于核能的第二大能源。因為生物質能源可從大田里種出來,使用又非常環保,所以發達國家都非常重視生物質能源的研究、開發和應用。

                    生物質能源在可再生能源系列里是唯一可以實現城市工業、生活、供熱的一種新型清能源,也是唯一的制造成本存儲成本最低的綠色清潔能源。其特點是可以全天候運行,不受氣候和夜間的影響。

                    生物質燃料被世界上公認為清潔能源,以其獨特的實用性和可再生性被廣泛應用。而生物質成型燃料,尤其是顆粒燃料,以其自有的特性及燃燒特性,則大有取代工業鍋爐用油、用氣、用煤的趨勢。石油、天然氣是屬于礦產資源不可再生,開采與含量有限,現今全球面臨能源日趨緊張,短缺的局面,面對這種趨勢,過去為解決傳統能源不足而發展起來的新能源(包括核能、風能、太陽能以及生物質能等)開始重新被重視起來,尤其對于我國這樣一個缺乏石油,而又處于重工業化發展階段的國家,發展新能源、已成為牽涉到國家安全和經濟可持續發展的重要問題。

                    因此,利用生物質燃料鍋爐來實現城市工業、生活供熱,從而替代傳統的燃油、燃氣、煤鍋爐供熱方式,并對其應用進行經濟性分析,則成為供熱行業急待研究的課題。

                    三、生物質燃料簡介及燃燒特性:

                    1、生物質成型燃料簡介:

                    生物質成型燃料:是利用農、林產品加工的廢棄物(如木屑、農作物秸干、麻桿、花生殼等)壓縮成型的燃料,它的制造與生產可循環再生,其特點是:點火容易,燃燒性能好,燃料密度高,燃燼率高于煤,揮發分是煤的3倍左右,灰分大約是煤的1/3~1/7,二氧化硫幾乎為零,不用脫硫即可達到《工業鍋爐大氣污染排放標準》,灰渣是優質鉀肥。燃燒時排放的二氧化碳與(生物質原料)植物生長過程吸收的二氧化碳相互對等抵消,因此可視其排放的二氧化碳為“零”,故稱為“零”排放的潔凈綠色新能源。

                    生物質成型燃料的成型技術有三種,即螺旋擠壓式和活塞沖壓式以及壓輥式。形狀為六角柱形直徑50㎜,方形25×25㎜和顆粒式直徑為20~6㎜ 。

                    我國是現今世界發展最快的經濟體,同時也是一個能源消耗大國。如何實現科學發展、實現環境增值是中國面臨的重大問題。隨著《新型能源產業發展規劃》以及一系列利好政策的出臺,生物質能的發展黃金期也悄然而至,在與風能和光伏能等可再生能源的發展比拼中,生物質能一馬當先的地位日益凸顯。

                    有效開發利用生物質能對我國農村地區更具有特殊的意義,最近幾年來,國家電網公司、五大發電集團等大型國有、民營以及外資企業紛紛投資參與中國生物質發電產業的建設運營。截至2009年年底,全國投產、在建和開展前期工作的生物質發電項目有170多個,裝機容量460多萬千瓦,其中已投產50多個,裝機容量100多萬千瓦。而去年國家發改委上調農林生物質發電上網價格(每度0.75元)及規范生物質發電項目建設管理的通知,不僅有效緩解了生物質發電的成本壓力,還解決了燃料爭奪的問題,為生物質發電產業在“十二五”期間大規模發展創造了良好的環境。朝陽產業我國地大物博,農林生物質量大,覆蓋面廣,來源充足。生物質燃燒后的物質富含鉀磷鎂鋅鈣,可以用作高效肥料。生物質在加工時有5%-10%左右的頂尖和嫩葉可以當做生產飼料的原料。秸稈與煤炭相比,量大源廣,年年種糧,年年產秸稈;收獲后將秸稈用作發電、鍋爐燃料等,避免了農民焚燒秸稈而引起的環境污染,大大降低了溫室氣體的排放。

                    生物質燃料的相關參數如下表所示
                    序號
                    內容
                    數值
                    1 干燥基低位發熱量Qnet,d(kcal/kg)
                    >4300
                    2 干燥基全硫Std(%)
                    <0.33
                    3 干燥基灰分(%)
                    <2.2
                    4 干燥基揮發分Vd(%)
                    >79
                    5 干燥基固定碳Fcd(%)
                    >19


                    2、鍋爐用生物質顆粒燃料簡介:

                    生物質顆粒燃料,是利用農、林產品加工的廢棄物(如木屑、秸干、麻桿、花生殼等)經過高溫固化,壓縮成型的燃料。生物質顆粒燃料:具有點火容易、燃料性能好、熱值高、燃料密度高、無污染,燃燒后可達到環保排放標準GB13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標準》;價格低廉,本產品是一種高效節能環保的熱能設備。本產品具有比重大(1.0-1.27kg/m3)、熱值高(3800-4500大卡)、燃燒好(全硫0.44%,水分7.60%,灰分9.21%,揮發分≥65.62%,燃燒率90%以上)、成本低、使用方便、潔凈衛生等優點,便于貯存和運輸。



                    3、生物質燃料的燃燒特性

                    (1) 生物質成型燃料的燃燒機理屬于靜態滲透式擴散燃燒,其燃燒過程從點火開始燃料表面可燃揮發物進行可燃氣體和氧氣的放熱化學反應,形成火焰。除了燃料表面部分可燃揮發物燃燒外,燃料表層部分的碳處于過渡燃燒區,形成較長火焰。燃料表面仍有較少的揮發分燃燒,并向更深層滲透。在層內進行碳燃燒,焦炭的燃燒為擴散燃燒,吸收性能,熱利用率高。

                    (2) 由于生物質成型燃料是經過高壓形成的,密度非常大,燃燒時揮發分慢慢分解,燃燒處于動力區,隨著揮發分燃燒逐漸進入過渡區與擴散區。如果燃燒速度適中,能夠使揮發分放出的熱量及時傳遞給受熱面,使排煙熱損失降低。同時揮發分燃燒所需的氧與外界擴散的氧很好的匹配,揮發分能夠燃盡,又不過多的加入空氣,爐溫逐漸升高,減少了大量的氣體不完全燃燒損失與排煙熱損失。

                    (3) 揮發分燃燒后,剩余的焦炭骨架結構緊密,像型煤焦炭骨架一樣,運動的氣流不能使骨架解體懸浮,使骨架碳能保持層狀燃燒,能夠形成層狀燃燒核心。這時碳的燃燒所需要的氧與靜態滲透擴散的氧相當,燃燒穩定持續,爐溫較高,減少了固體與排煙熱損失,在燃燒過程中可以清楚地看到炭的燃燒過程,藍色火焰包裹著明亮的炭塊,燃燒時間明顯延長。

                    總之生物質成型燃料燃燒速度均勻適中,燃燒所需的氧量與外界滲透擴散的氧量能夠較好的匹配,燃燒波浪減少,燃燒相對穩定,其釋放的熱吸收利用率高。


                    能源篇之生物柴油

                    一、簡介
                    生物柴油(Biodiesel)又稱為生質柴油,是用未加工過的或者使用過的植物油以及動物脂肪通過不同的化學反應制備出來的一種被認為是環保的生質燃料。這種生物燃料可以像柴油一樣使用。生物柴油最普遍的制備方法是酯交換反應。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯與醇(一般是甲醇)在催化劑存在下反應,生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化學性質與柴油非常相近甚至更好。

                    生物柴油是清潔的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料,是優質的石油柴油代用品。生物柴油是典型“綠色能源”,大力發展生物柴油對經濟可持續發展,推進能源替代,減輕環境壓力,控制城市大氣污染具有重要的戰略意義。

                    生物柴油是指植物油與甲醇進行酯交換制造的脂肪酸甲酯,是一種潔凈的生物燃料,也稱之為"再生燃油"。


                     
                    二、發展前景
                    世界上多國多正在大力推廣生物柴油生產,以減少石油進口。美國能源部正在在發展生物質能,生物柴油也被列為生物質能之一。

                    國際上對生物柴油的開發形勢看好,而制造生物柴油的途徑主要有三條:一是利用食用油生產生物柴油;二是利用甘蔗渣發酵生產柴油;三是利用"工程微藻"生產柴油。

                    三、生物柴油的主要優點
                    1、 具有優良的環保特性:生物柴油和石化柴油相比含硫量低,使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大減少。排放尾氣指標可達到歐洲2號排放(GB252-2000)標準。
                    2、 低溫啟動性能:和石化柴油相比,生物柴油具有良好的發動機低溫啟動性能,冷濾點達到-20℃。
                    3、 生物柴油的潤滑性能比柴油好:可以降低發動機供油系統和缸套的摩擦損失,增加發動機的使用壽命,從而間接降低發動機的成本。
                    4、 具有良好的安全性能:生物柴油的閃點高于石化柴油,它不屬于危險燃料,在運輸、儲存、使用等方面的優點明顯。
                    5、 具有優良的燃燒性能:生物柴油的十六烷值比柴油高,因此燃料在使用時具有更好的燃燒抗暴性能,因此可以采用更高壓縮比的發動機以提高其熱效率。雖然生物柴油的熱值比柴油低,但由于生物柴油中所含的氧元素能促進燃料的燃燒,可以提高發動機的熱效率,這對功率的損失會有一定的彌補作用。
                    6、 具有可再生性:生物柴油是一種可再生能源,其資源不會像石油、煤炭那樣會枯竭。
                    7、 具有經濟性:使用生物柴油的系統投資少,原用柴油的引擎、加油設備、儲存設備和保養設備無需改動。
                    8、 可調和性:生物柴油可按一定的比例與石化柴油配合使用,可降低油耗,提高動力,降低尾氣污染。
                    9、 可降解性:生物柴油具有良好的生物降解性,在環境中容易被微生物分解利用。

                    總之,柴油是城鄉使用較為普遍的燃料,生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠低于該植物生長過程中所吸收的二氧化碳,從而改善由于二氧化碳的排放而導致的全球變暖這一有害于人類的重大環境問題。因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。生物途徑生產柴油是擴大生物資源利用的一條最經濟的途徑,是生物能源的開發方向之一。能源生物技術必將得到發展,"無污染生物柴油"也必將得到更廣泛的應用。

                    四、應用領域
                    生物柴油可用作鍋爐、渦輪機、柴油機等的燃料,工業上應用的主要是脂肪酸甲酯。

                    生物柴油是一種優質清潔柴油,可從各種生物質提煉,因此可以說是取之不盡,用之不竭的能源,在資源日益枯竭的今天,有望取代石油成為替代燃料。

                    中國柴油需求量很大,柴油應用的主要問題是“冒黑煙”,我們經??吹焦S煙囪冒黑煙,冒黑煙的主要原因是燃燒不完全,對空氣污染嚴重,如產生大量的顆粒粉塵,CO2排放量高等。

                    柴油、煤碳燃料燃燒產生的空氣污染已成為空氣污染的主要問題,為解決燃油、燃煤、的污染問題及日益惡化的環境壓力,因此人們開發了生物柴油代替了柴油。



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