一种新型清洁能源的概述

杨 松 康建喜 康智勇 燕 子

(咸阳陶瓷研究设计院有限公司 陕西 咸阳 712000)

前言

在经济全球化的大背景下，低能耗、低污染的生产方式已逐渐成为社会的主流。而对于燃煤企业来说，尤其是我国陶瓷企业，现阶段还是以燃煤为主，被外界认为是真真正正的消耗性行业——高能耗、高污染。在高能耗企业的各个环节里，以促进节能减排的技术措施为前提，积极挖掘新材料、新能源、树立企业的品牌意识，才有机会真正实现产业的健康和可持续发展。

1 清洁能源概述

根据美国能源信息局报告，预计到2035年，全球能源消耗将比现在增加50%。其中，石油、煤和天然气的消耗将占世界能源消耗总量的86%，而水力发电、地热能、风能、太阳能和生物质能等可再生能源的消耗比例只占到14% 。积极开发和利用可再生清洁能源、减少石化能源消耗、降低温室气体排放己成为世界各国缓解能源危机和气候变化问题的共识。生物质能是继煤和石油之后的世界第三大能源，是太阳能以化学能源形式贮存在生物质中的可再生能源，长期以来为人们的生活用能提供能源。在发展中国家，生物质能源是人们取暖和煮饭等生活用能的主要来源；而在发达国家，生物质能则成为煤的替代能源被广泛运用于发电厂和工厂。与风力发电、水力发电相比，生物质能发电具有不受外界自然条件的影响及生产过程可控性高等优点。生物质颗粒燃料是生物质固体形态的能源化利用方式，也是生物质能源利用最简单、最直接的途径之一。利用机械力将生物质压缩或挤压成为容积密度较大、热效率较高、便于运输和储藏的固体成形燃料，形状和尺寸统一，使用方便，易于燃烧，是替代煤和薪柴的优秀燃料。

2 生物质清洁能源发展趋势

生物质固化成形燃料当中的压块(颗粒)燃料，主要用途是替代燃煤，用于区域供热(电)，小型工业锅炉、小型热水锅炉、气化炉、工业窑炉以及农作物大棚升温上，可以作家庭采暖炉、壁炉和炊事炉等普通生活燃料之用。在我国的东北地区，生物质燃料已逐渐代替煤炭用在工业上，没有硫化物的排放，去掉了脱硫环节，减少了环境污染。

2.1 生物质燃料与煤炭对比

我国工业企业供热和北方地区集中采暖主要采用工业锅炉作为热源设备，目前工业锅炉燃用的主要燃料为煤炭，其中多数地区采用二类烟煤，其平均热值为5 100 kcal/kg。生物质环保燃料热值与生产生物质环保燃料的原料种类有关，以木材加工剩余物和麦秸作为生物质原料，所生产出的生物质环保燃料热值为4 000～4 300 kcal/kg，且每吨生物质原料可替代0.96～1.04 t(平均为1 t)二类烟煤，即1 t生物质原料可替代1 t二类烟煤。燃煤工业锅炉的热效率平均为70%。使用生物质环保燃料后，锅炉效率平均提高15%，锅炉热导率提高至85%左右。

2.2 生物质燃料燃烧效果

生物质环保燃料是一种清洁高效的可再生能源，具有明显的节能减排效果，每燃烧10万t生物质燃料可替代燃煤8万t，减少SO2排放1 600 t，烟尘排放800 t，CO2排放14.75万t。同时，燃烧生物质燃料可以从根本上解决堆放秸秆占地面积大、影响景观环境、存在火灾等不安全隐患，燃烧后所产生的炉灰是良好的肥料。这样可以大大缓解煤炭供应紧张，企业燃煤成本增加的严重问题。同时对加快社会主义新农村建设，提高农民的经济收入，改善农民的生活质量，对再生能源的利用和循环经济的发展将会产生显著的社会效益。

2.3 生物质燃料国家形势

近几年来，我国政府高度重视农作物在资源化利用中存在的问题。从 1992 年开始，中国政府颁布了一系列与资源化相关的政策，已经初步了解到农作物所产生的环境危害和其资源利用方式。在2007～2018年发布的《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源法修正案》后，清洁能源机制法律框架在中国己基本形成，并制定了与之相对应的实施方案。政府的这一系列动作都表明了对于资源化利用的坚定决心。首先，说明了我国目前资源化利用还存在很多需要改进的地方；其次，说明了中国农业亟待解决的重要问题之一就是摒弃现有农作物传统低效的利用方式，促进农作物的高效资源化利用；第三，高度重视农作物的资源化利用，当前政策导向是：急需摸清中国不同区域的农作物秸秆的分布特征、污染和利用现状。

2.4 生物质燃料制作工艺

目前生物质制作工艺路线为：原料储备-粉碎-干燥-制粒-冷却-包装-热源供给。

2.4.1 再生资源环保燃料用粉碎机

农作物及废弃木质材料增多，各种材料形态各异，不适合直接使用削片机削片，把这些形态各异的原料切碎成环保燃料加工成为需要的燃料规格尺寸，是必须解决的问题。为此，一般使用切削刀辊，采用组合刀具结构，可保证各类农作物完全粉碎为后续工艺需要燃料规格尺寸。

2.4.2 再生资源环保燃料用干燥器

干燥器使用滚筒干燥器，低温和中温可控，可分级干燥，干燥介质能量循环多次利用，能做到节能、省地、容易操作的效果。

2.4.3 再生资源环保燃料制粒成形机

再生资源环保燃料制使用立式环模制粒，应设置调温(水、风共用)装置，增大冷却介质与物料的接触面积，使物料的含水率更加均匀一致，改善成形颗粒的品质，同时应注意模辊间隙自动调节装置，改善操作条件，提高造粒机整体工作精度。

2.4.4 再生资源环保燃料冷却机

再生资源环保燃料冷却机使用风冷压力仓式冷却器，由冲压板、缓冲器、压力空气组合而成的冷却器，不会破坏产品粒度、不影响产品性能、高效冷却产品温度。

3 结论

因为燃煤会产生大量的硫化物，这使得陶瓷企业背着沉重的环保压力，再加上天然气气源不足，用生物质燃料代替煤，且生物能源将是很好的代替物之一；通过对生物质资源种植、收集、加工进行科学、环保生产，不会造成对现有生态、环境质量的破坏，而且通过林木废弃物、农作物秸秆回收，将极大地消除这些生物质资源的无价值堆放、焚烧，不仅能杜绝资源浪费，实现废弃物的高效有价值综合利用，而且能改善现有生态、环境质量。