〈一〉南陽唐河生物質壓塊燃料的特點及燃燒技術
1 、南陽唐河生物質壓塊燃料主要特點 :(燕)
( 1 )容量大、體積小:一般散容生物質燃料的容重為 30 -50kg /m 3 , 該產品容重為 700 -1300kg /m 3 ,便于貯存和運輸,可實現村戶不存柴草,有利于農村潔凈工程和文明生態村建設。
( 2 )熱效率高、燃燒好:該產品熱值可達 3700 — 5000KcaL/kg ,火力強旺,燃燒時間長。
( 3 )使用方便、損失少:使用過程與煤相似,用紙即可點燃,使用方便;比散燒勞動強度小。生物質散燒的熱利用率僅為 10%-20% ,該產品熱利用率可達 40% 以上,節約了生物質資源。
( 4 )清潔衛生、無污染:該產品在燃燒過程中可達‘*’ — 即不排渣、無煙、余氣極少二氧化硫等有害氣體,*;作為生物質氣化和沼氣用原料,生產的燃料更是高品位清潔能源品種。
( 5 )該產品原料資源巨大、普遍易取、可再生;該產品加工簡單,應用范圍廣,是可以進行商品化生產和銷售的可再生能源品種。
2 、主要性能和燃燒技術
( 1 )主要性能
生物質原料經過壓縮設備的高溫高壓軋制,壓縮成截面為 32 × 32mm 長度為 30 -38mm 的塊狀燃料。密度為 0.7 -1.3g /cm 3 ;熱值為 15000-21417kj/kg (原料不同而不同),是一般煙煤(熱值為 21000kj/kg )的 0.7-1.0 倍;揮發分: 70% 左右(原料不同而不同);固定碳: 11.50-22.42% (原料不同而不同);水分: <14% ;灰分: 0.63-13.86% (原料不同而不同)。 價格為 220-300 元 / 噸,低于煤價 。
( 2 )燃燒技術
為適應農戶炊事采暖的需要,從 2005 年初開始,我們研究開發生物質壓
塊燃料爐具,采用可調小風門、保溫性能高、錐體爐膛結構和便于出灰設計,并輔以中心孔、蜂窩爐膽,實現了火力旺盛,熱轉換率高于普通煤爐的 1.3 — 1.5 倍。 1 公斤 燃料可燃燒 60 分鐘 , 燃燒熱效率可達 70% 以上。通過實驗表明:
①、壓塊燃料密度大,使原料從松散物料到‘致密無間’,從而限制了揮發物逸出速度,延長了揮發物的燃燒時間,燃燒反應大部分只在壓塊燃料的表面進行,燃燒狀況屬于靜態滲透式擴散燃燒,類似于型煤的燃燒過程。
②、壓塊燃料既保留了原生物質所具有的易燃、無污染等優良性能,又具有耐燒特性。
③、壓塊燃料質地密實,能量聚積,揮發物逸出后剩余的炭結構也相對緊密,在燃燒過程中可清楚地觀察到,藍色火焰包裹著明亮的炭塊,爐溫大大提高,燃燒時間明顯延長。
④、 整個燃燒過程的需氧量趨于平衡,燃燒過程比較穩定。
如 玉米秸稈成型燃料塊, 密度為 1.0g /cm 3 ,熱值為 17746kj/kg ,在普通式燃煤爐中燃燒, 即 1.25 噸相當于 1 噸煤的熱值,在的生物質直燃爐中燃燒,其燃燒效率是燃煤爐的 1.3 ~ 1.5 倍,即 1 噸玉米秸稈壓塊燃料的熱量利用率與 1 噸煤的熱量利用率相當,每噸價格為 260 元。
二、在農村推廣所存在的問題及對策
秸稈壓塊燃料在農村推廣產生的社會效益、生態環保效益是巨大的,對調整農村能源結構增加農民收入具有現實意義,因此有廣泛的推廣應用前景。秸稈壓塊成型燃料生產線中的關鍵技術(壓塊成型)已得到解決,與國外同類設備相比具有價格低廉的優勢。推廣秸稈壓塊燃料的不確定因素主要有三個方面:一是生物質壓塊燃料的加工成本;二是生物質原料的價格;三是生物質原料的收集。
生物質壓塊燃料與煤相比有一定的價格競爭能力。但是,一旦該技術推廣后原料價格大幅度上漲,造成壓塊燃料成本上升,和煤的比價優勢不明顯,如果再沒有在城鎮、鄉村限制用煤政策,這就給秸稈壓塊燃料的推廣增加了難度,會減慢推廣應用的速度。一些經濟落后地區的農民使用秸稈薪柴不計成本,不講環保,仍然采用原生態燃燒方式,也給壓塊燃料的推廣增加了難度。同時秸稈的收獲期是相當短的一段時間,而且是大范圍、大區域同時進行的,給秸稈的收集帶來一定的困難。
我們認為解決上述問題的有效措施,首先是國家政府部門的政策導向,保護環境、禁燒污染嚴重的燃煤鍋爐,禁燒秸稈、取締小型造紙廠,大力宣傳、普及推廣環保效益好的生物質壓塊燃料和燃燒爐;政策上扶植農區從事秸稈壓塊燃料生產的專業戶,使這項技術盡快推廣,以產生良好的經濟、社會、環保和生態效益。其次是對生產工藝參數優化設計,選擇路線,保證生產線設備在制造加工過程中的質量和精度,降低生物質壓塊成型的加工成本,保證壓塊燃料產品的質量,這是進行大面積推廣的關鍵。同時還有與推廣相關的大量組織經營工作,有待逐步解決完善。