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生物質固化技術研究現狀

發布時間:2018/06/13 點擊量:
生物質能原料結構疏松、分布分散、占用空間大,作為燃料存在能量密度小、直接燃燒的熱效率低、運輸和儲存成本高等問題,導致其規?;咝Ю肐羽難,經濟效益較差,成為制約生物質轉化為商品能源的重要因素。生物質固化成型技術改變傳統的生物質能利用方式.將松散。生物質轉化為高密度的成型燃料.直接用作燃料或作為氣化、液化原料.成為生物質能源利用的一種有效途徑,也是替代常規能源的有效方法。

生物質固化成型是將生物質原料經干燥、粉碎到一定粒度,在一定的溫度、濕度和壓力條件下,使生物質原料顆粒位置重新排列并發生機械變形和塑性變形.成為形狀規則、密度較大、燃燒值較高的固體燃料的過程。該技術獲得的生物質制品具有密度高、熱值高、易于運輸、使用方便、燃燒過程C():“零排放”等顯著優勢。

早在20世紀30年代,美國就開始研究壓縮燃料技術。并研制出了螺旋式壓縮成型機.在加熱溫度為110~350℃、壓力為10MPa的條件下,能把木屑和刨花壓縮成固體成型燃料。20世紀70年代后期,由于發生世界能源危機,石油價格上漲,芬蘭、比利時等西歐國家普遍開始重視成型技術的研究與開發。從20世紀80年代開始,日本對生物質壓縮過程中的動力消耗、壓模的結構與尺寸、壓縮燃料的含水率、壓縮時的溫度和壓力以及原料的顆粒大小等進行了實驗研究,進一步改進了生物質壓縮成型技術,使之更趨于實用化。20世紀90年代以來.歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領域開始大量應用生物質致密成型燃料。法國使用秸稈的壓縮顆粒作為奶牛飼料.由多種林業廢棄物生產的壓縮成型燃料也已達到實用階段。瑞典是應用生物質成型燃料最好的國家之一,截至2006年,約有900萬人使用生物質成型燃料,年消費量已達12 000萬t,應用生物質能源的總量已達到總能耗的25%。生物質同體成型燃料主要用于熱電聯產、社區供暖和家庭采暖等,熱效率可達到80%~95%。

發達國家生物質成型技術較為成熟.設備已經定型.并形成了產業化.在供暖、干燥、發電等領域已普遍推廣應用。生物質成型技術與設備具有加]_=T藝先進、專業化程度高、操作自動化程度高等優點。但國外的產品大多應用在木質生物質的處理,存在前期處理工藝復雜、電耗高、價格高等問題。對我國豐富的秸稈類生物質資源不能很好地成型,難以在國內規?;茝V應用。相對而言。我國對生物質成型技術研究起步較晚.直到20世紀80年代,南京林業化工研究所才設立了對生物質致密成型機及生物質成型理論的研究課題。1985年,我國試制了第一臺ZT一63型生物質致密成型機.隨后西北農業大學研制出了X一7.5、JX一1 1和SZJ-80A三種型號的秸稈固化成型機。中國農業機械化科學研究院能源動力研究所和遼寧省能源研究所等研究單位對生物質沖壓擠壓式壓塊技術進行了攻關。

進入21世紀,我國開始重視各種可再生清潔能源開發,生物質成型技術和設備研究也進入了良好的發展階段。據統計,全國目前投入使用的生物質壓縮成型設備約在1000臺套左右.包括螺旋式、液壓式棒料成型機和環模式顆粒機。然而整體而言,我國在生物質固化成型技術相對落后,少量已經示范應用的設備在實際運行中都存在能耗高、關鍵部件使用壽命短等問題,且僅能成型玉米秸稈等少數原料,真正壽命長、低能耗并適用于多種原料的成型沒備缺乏,嚴重限制了生物質成型技術和產業的發展。


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