生物质成型燃料及其发电技术.pdf

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1、2013年6月农机化研究第6期生物质成型燃料及其发电技术1，234李英丽，王建，程晓天(1．河南农业大学机电工程学院，郑州450002;2．郑州职业技术学院，郑州450121;3．中国华水水电开发总公司，北京100069;4．河南省产品质量监督检验院，郑州450004)摘要:概括了生物质冷成型、热成型和常成型等成型技术的原理和种类。结合生物质成型燃料技术与生物质发电技术，阐述了生物质成型燃料直燃发电、混烧发电和气化发电等技术特点，指出了生物质成型燃料发电技术存在的问题和解决方案，展望了生物质成型燃料及其发电技术在中国的发展前景，总结了其在经济、环境和社会方面带来的效益，

2、旨在为生物质资源的高效综合利用提供参考。关键词:生物质;二次能源;成型燃料;发电中图分类号:TK6文献标识码:A文章编号:1003－188X(2013)06－0226－04存等问题，从而满足生物质发电的持续稳定运行。0引言1生物质成型燃料技术生物质能是唯一可以储存、运输且固定碳的可再生能源，具有储量大、分布广、环境友好和减碳零排放1．1生物质成型燃料技术的原理和种类等特点，在6种可再生能源中占有重要地位。通常所农林剩余物等生物质主要由纤维素、半纤维素和说的生物质能原料，包括农业剩余物、林业剩余物、畜木质素组成。木质素为光合作用形成的天然聚合体，禽粪便、能源作物(植物)、

3、工业有机废水、城市生活污具有复杂的三维结构，是高分子物质，在植物中含量水和垃圾等。生物质能向人类提供了世界能源消费约为15%～30%。当温度达到70～100℃时，木质素总量的近15%，是仅次于石油、煤炭和天然气的第四开始软化，并有一定的黏度;当温度达到200～300℃大能源。时，呈熔融状，黏度变高。此时若施加一定的外力，可我国生物质资源较为丰富，其中农林剩余物占有使它与纤维素紧密粘结，使植物体积大大缩小、密度很大的比例;但农林剩余物等生物质具有资源分散、显著增加;取消外力后，由于非弹性的纤维分子间的能量密度低、容重小和储运不方便等缺点，严重地制相互缠绕，其仍能保持给定形

4、状，冷却后强度进一步约了其大规模应用。生物质成型燃料技术是将各类增加。生物质原料经挤压成型后，体积缩小，密度生物质原料(主要是农林剩余物)经粉碎、干燥、成型3为0．7～1．4t/m，含水率在20%以下。等环节，使原来分散的、没有一定形状的原料压缩成生物质成型在加工原理上可分为冷成型、热成型具有一定几何形状、密度较大的成型燃料。成型燃料和常温湿压成型［7－8］:可以提高生物质的密度，节约运输和储存费用，扩大1)生物质冷成型即在常温下将生物质颗粒高压应用范围，提高燃烧效率，同时可以减少替代的煤燃挤压成型的过程。其粘接力主要是靠挤压过程所产［1－6］烧所带来的环境污染。生物质

5、发电技术是目前世生的热量，使得生物质中木质素产生塑化粘接。冷压界上总体技术最成熟、发展规模最大的现代生物质能成型工艺一般需要很大的成型压力，为了降低压力，利用技术，主要包括生物质直燃发电、混燃发电和气可在成型过程中加入一定的粘结剂。化发电。生物质成型燃料发电是生物质发电技术的2)热压成型工艺的流程为:原料粉碎→干燥混合重要发展方向之一，可解决生物质发电过程中由于原→挤压成型和→冷却包装。根据原料被加热的部位料收集困难、运输成本高、原料占地面积大而不易保不同，将其划分为两类:一类是原料只在成型部位被加热;另一类是原料在进入压缩机构之前和在成型部收稿日期:2012－06－1

6、1位被分别加热。基金项目:河南省重大科技攻关计划项目(102101310300)3)常温湿压成型。纤维类原料经一定程度的腐作者简介:李英丽(1970－)，女，郑州人，副教授，博士研究生，(E－mail)hnndbslyl@163．com。化后，纤维变得柔软、湿润皱裂并部分降解，易于压缩·226·2013年6月农机化研究第6期成型。利用简单的模具，将部分降解后的农林剩余物化的生物质成型燃料供应系统，保证成套设备运行的中的水分挤出，即可形成低密度的压缩成型燃料。生稳定性、可靠性和经济性。系统可使生产生物质成型物质成型技术在流程上一般包含干燥、粉碎、成型等燃料的密度、粒度及燃

7、烧特性指标接近煤，对锅炉等［9］环节，主要流程如图1所示。燃烧设备、气化炉等气化设备具有较好的适应性;同时，通过建立健全生物质原料的收集、存储及加工体系，形成一套持续稳定的成型燃料生产运作模式，保证生物质发电燃料稳定供应。图1生物质成型燃料系统流程图2．1生物质成型燃料直燃发电技术Fig．1Sketchmapofbiomassbriquettingfuelsystem生物质成型燃料直燃发电主要是指循环流化床1．2生物质成型燃料技术发展现状燃烧发电(见图2)，采用生物质成型燃料成型技术及目前，生物质成型燃料技术发展最成熟的为欧设备，根据生物