|
李研寧
(山東省煤田地質局第五勘探隊，山東泰安271000)
摘要：生物質燃料是由農林作物的廢棄殘渣(如秸稈、玉米芯、花生殼等)經過一系列破碎、去水、混合、壓制成型工藝生產而成的顆粒狀可燃物質。通過對典型生物質燃料的組分分析，闡述其作為清潔能源具有較高的利用價值；通過對其燃燒特性和使用成本進行分析，反映出生物質燃料順應政策形勢，在今后的社會生產生活中將起到愈加重要的作用，對改善我國能源短缺、過分依賴煤炭、石油等礦物燃料的緊張局面有重要意義。
0引言
近些年來，我國冬季北方持續出現的霧霾天氣嚴重影響了正常的社會生產生活，我國的大氣污染情況已經十分嚴峻。
對此，國家一方面出臺了節能減排、煤炭清潔高效利用等政策，要求企業清潔生產，減少大氣污染物的排放；另一方面重拳出擊，大力整治超排偷排企業的違法行為。
在此背景下，越來越多的用能單位開始重視和使用清潔能源。同時，在清潔能源領域，生物質燃料隨著產能的增加、配套設施的完善、順應了環保形勢，逐漸為用能企業所青睞。
生物質燃料是區別于石油、煤炭等礦物燃料，由農林作物的廢棄殘渣，如鋸末、秸稈、玉米芯、花生殼、谷糠等，經過一系列破碎、去水、混合、壓制成型工藝生產而得的顆粒狀可燃物質。
1生物質原料回收再利用的意義
秸稈是生物質燃料基礎材料之一，我國農作物秸稈年產量約為7億t。在國家嚴令禁止焚燒秸稈之前，農村處理廢棄秸稈基本以露天焚燒為主，尤其在焚燒秸稈密集的季節，會造成嚴重的煙氣污染，對人類健康、交通運輸產生嚴重影響。
近些年來，由于生物質燃料的逐漸推廣，作為原材料之一的秸稈已經具有了更高的經濟價值。種植者選擇出售而不是焚燒秸稈，既增加了種植者的經濟收入，同時也解決了焚燒帶來的大氣污染問題。通過回收、加工和利用生物質，使其蘊含的生物能得到充分利用，從而實現可持續發展。
2典型生物質燃料的物化性質分析
對3種常見的加工成型的生物質燃料(玉米秸稈、麥稈和稻草)進行工業分析、發熱量分析以及元素分析結果見表1。
由表1可見，常用的生物質燃料主要組分有碳、氫、氧、氮、硫等元素。其中，含碳量約為38％～45％，而固定碳的含量較低，約為11％～22％，易于燃燒；含氫量為3％～8％，揮發分較高，約為75％；含硫量為0～12％，而絕大部分生物質一般＜7％，個別種類的生物質，如松木屑、玉米芯，其完全燃燒后生成的二氧化硫已經低于檢出限，幾乎為0。
與煤碳相比，生物質燃料高揮發分低燃點的特性使其更容易點燃，而且在通氣效率高的設備中更容易完全燃燒。壓縮加工之后，生物質燃料的密度得到提高，能量密度相應增大，充分燃燒所獲得的熱量更多。
3生物質燃料的市場優勢分析
近幾年，隨著煤炭價格持續走低，生物質原料收購成本逐漸提高，使得生物質燃料的價格高于煤炭的價格，造成不少企業望而卻步。用能企業只有加強生物質燃料利用中的經濟性和環保性，才能充分發揮生物質燃料的優勢。
3.1生物質燃料的經濟效益分析
3.1.1空間占比少
生物質燃料的制作流程包含壓縮成型過程，成品燃料為密度高、重量輕的顆粒狀物質，便于包裝、運輸、搬運和存儲，可以減少企業的中轉和存儲成本。
3.1.2提高生產效率
由于生物質燃料重量較輕，所以在投料過程中工人勞動強度大大降低，減少了用能單位人工成本。
3.1.3燃燒速度快
生物質燃料易點燃，燃燒速度快，在設計完善的燃燒爐中能夠有效提高燃燒速率，熱量釋放完畢所用的時間要少于煤炭所需的時間。
3.1.4配套設施費用低
因為絕大多數生物質中的硫元素含量都很低，燃燒產生的SO2極少，因此不必單獨設置脫硫裝置，只需安裝符合國家標準規定的煙氣除塵裝置，從而減少了用能企業設備資金的投入。
3.1.5灰燼回收價值高
生物質燃料燃燒后的灰渣可以作為肥料和化工原材料，進行回收加工再利用，進一步降低企業成本。其燃燒后的灰渣中含有鉀、鈣、鈉、鎂等元素，是優質的農作物肥料。
煤炭燃燒后的煤渣沒有太大的利用價值，且處理煤渣仍需一定的費用。
由此可見，生物質燃料具有一定的附加價值。
3.2利用生物質燃料的環保效益分析
3.2.1使用生物質燃料減少二氧化碳的排放增量
生物質燃料燃燒生成的CO2，是來自于植物體內自身的碳元素，而這些碳元素主要來自于植物光合作用中的固碳過程，即生物質燃燒產生的CO2來自于大氣之中的CO2，是一種等量循環。這與長期埋藏在地下的化石燃料不同，化石燃料中的固態碳經過燃燒后進人大氣，直接增加大氣中的CO2總量。
3.2.2使用生物質燃料降低酸性氣體的排放量生物質燃料具有低硫的特點，其燃燒時二氧化硫等酸I生氣體的排放量遠低于化石燃料，因此不會對空氣質量產生明顯影響。
而煤(尤其是高硫煤)燃燒產生的SO2沒有經過脫硫處理就直接排放到大氣之中，是形成酸雨的主要原因之一。
生物質燃料燃燒的主要污染物為煙塵，用能企業通過使用高效的生物質燃燒爐，并在排煙部位加裝除塵裝置，完全可以達到大氣排放標準。
3.2.3使用生物質燃料符合環保政策減少整改成本
新修訂的環境保護法要求：新、改、擴建項目的環評審批嚴格執行國家污染物排放標準，并對偷排、超排的生產企業進行從嚴處罰。這使得很多使用化石能源的用能企業增加更多的成本來對現有設施進行升級改造，以達到環保要求的排放標準。同時，國家一直大力提倡用能單位使用清潔能源，很多地區對利用清潔能源的企業給予經濟和政策上的扶持，促使越來越多的用能單位將生物質燃料作為生產原料。
4結語
隨著我國經濟發展對清潔能源需求的不斷增加，生物質燃料在能源領域的比重將會越來越高。充分合理地利用生物質燃料，是我國能源產業遵循科學發展的重要表現，能夠改善我國能源短缺、過分依賴煤炭、石油等礦物燃料的緊張局面，是我國清潔能源領域不可缺少的組成部分。 |
