生物质成型燃料技术研究
时间:2024-02-08 18:34:48 来源:新闻中心 点击:次
基于生物质成型燃料生产的全部过程中采用常温成型或是加热成型的问题,结合“生物质成型燃料高压致密成型技术引进”项目的部分实验结果,研究了两种成型的过程在成型机具、原料要求、成型机理和产品质量等方面的异同,提出从成型影响因素和燃料块显微图像两方面对成型的过程进行研究,有利于揭示生物质致密成型燃料技术的成型机理和成型规律,通过对比分析认为常温成型方式较加热成型方式更加节能,有更好的商业推广价值。
面临石油、天然气和煤炭化石能源的曰益枯竭(见表1)、环境污染日益严重、全球气候变暖的现状,随着哥本哈根国际气候会议提出了“减少碳足迹”的倡议,中国也制定了减排目标,力争到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年降低40%一45%,中国林业机械协会非化石能源占一次能源消费的15%。生物质能是仅次于石油、天然气和煤炭居世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有主体地位,由于其具有资源储量大、低碳环保和可再生性等优点,被认为是能源开发的热门领域。
我国每年产生有7亿吨左右的农作物秸秆,林业“二剩物”的总臂在8~10亿吨左右,生物质原料储备丰富。此外,经致密成型加工后的生物质成型燃料,其粒度均匀、单位密度和强度增加,便于运输和贮存,且燃烧性能显著改善,对生物质原料成为商品真正进入流通领域具备极其重大意义。我国的《农业生物质能产业高质量发展规划(2007—2015)》和《可再次生产的能源中长期发展规划》中明白准确地提出“重点发展生物质周体成型燃料”,到2010年结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式,全国将建成500个左右秸秆致密成型燃料应用示范点,秸秆致密成型燃料年利用量达到100万吨左右,到2015年,秸秆致密成型燃料年利用量达到2000万吨左右,到2020年,生物质固体成型燃料年利用量达到5000万吨。国家发改委出台,生产生物质成型燃料150元/吨的补贴政策,国家制定了标准GB/T21923—2008《固体生物质燃料榆验通则》,已于2008年11月1日开始实施。目前,农业部正在制定多项生物质固体成型燃料的行业标准。但据统计2009年我国生物质成型燃料全国产量仍不到20万吨,生物质成型燃料产业依然任重道远。
2005年北京林业大学俞国胜教授主持的《生物质成型燃料高压致密成型技术引进》项目,对生物质常温高压致密成型方式来进行了研究。其成型设备引自德国RUF公司的RB110型成型机,对成型的过程中的重要的因素(压力、原辩含水率、原料种类等)进行的研究根据结果得出,常温高压致密成型时,古永率擐好控制在5%~15%范国内,蛀高不能超过22%;压力控制在15~35MPa之问即可满足存放、运输要求;秸秆粪生物质易成型、灌木由于原料本身纤维硬、韧性好而不易成型。选用体视显微镜对成型块进行观察.发现粘结机理主要是粒子间的机械镶嵌。俞国胜教授在研究生物质常温成型机理的基础上,研制、开发了一种被力艘向挤压的生物质成型燃料常温成型机(如图1),该机的装机功牢为22kw,加工能力为500~600kg/h.实际成型能耗不大于40kw-h/t。生物质成型块的密度可通过调节成型设备液压系统的压力来调整.既能满足加工畜牧业养殖所需的粗饲料耍求,又町满足生物质成型燃料加工的要求.最大密度可达到1.2g/cm3,目前已投入到生产实践当中。
按成型的过程是衍对腺料al热,分为常温成掣和加热成趔。目前国内多足对加热成型技术进行研究。
活塞挤压式块状燃料成型机为例,麒料成型靠话塞的往复运动实现,其进料、压缩和出料过程都是间歇式的t在成型机的成型模腔外有加热圈的为加热成型方式,没有的为常温成型。由于加热成型过程是在200℃以上的温度完成的,所以加热成型机的成型部件较常温成型的易磨损,维修周期在200小时左右,较常温成型的维修成车有所增加。
热压成型技术的工艺流程一般为:原料一预处理(粉碎)一干燥一加热成型一冷却包装,常温成型技术的工艺相对简单,工艺流程一般为:原料一预处理(削片或粉碎)一成型一包装,比加热成型技术减少了原料烘干、成型时加热和降温等3道工序,可节约能耗44%~67%。
影响生物质致密成型的重要的因素有:原料种类、原料含水率、原料粒度、成型压力与模具尺寸,而加热成型方式还包括加热温度。
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