關鍵詞：生物質(zhì)型煤；建廠；效益分析
1、引言
中國目前塊煤的產(chǎn)量難以滿足工業(yè)鍋爐燃用的需求，大多數(shù)工業(yè)鍋爐基本上燃用粒度篩分很寬的未經(jīng)加工的散煤，在燃燒過程中普遍存在著燃燒效率低、不完全燃燒損失大、嚴重污染環(huán)境等問題。中國工業(yè)型煤在總體上雖已達到世界先進水平，但還未形成規(guī)模產(chǎn)業(yè)，目前尚處于工業(yè)示范階段，特別是鍋爐型煤及其推廣應用方面仍然有不少問題有待完善解決。利用生物質(zhì)型煤技術可以提高工業(yè)鍋爐熱效率，削減污染物排放，減免除塵脫硫設備及其運行維護費用，節(jié)約能源。生物質(zhì)型煤技術使人類有可能實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模的開發(fā)與利用生物質(zhì)能，使農(nóng)林業(yè)廢棄物變廢為寶，充分利用生物質(zhì)能的可再生性，建立起可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進社會經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境改善的協(xié)調(diào)進行。
2、生物質(zhì)型煤前景分析。
生物質(zhì)型煤(biomass compound coal)是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤及可燃生物質(zhì)，按一定比例摻混，加入少量固硫劑，利用生物質(zhì)中的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素等與煤粘結(jié)性的差異經(jīng)過秸稈顆粒機或者木屑顆粒機壓制而成，秸稈顆粒機或者木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)型煤如下所示。生物質(zhì)在其中既起粘結(jié)作用又起助燃作用。
2.1生物質(zhì)型煤技術特點生物質(zhì)型煤是型煤中的一種新產(chǎn)品，它具有一般型煤所具有的特點，如粒度均一、燃燒時通風條件好等。根據(jù)對單個生物質(zhì)型煤的實驗室測定可知：生物質(zhì)型煤易著火，燃燒速度快；不冒煙，可固硫；燃燒充分，灰渣含碳量低且不結(jié)渣。這些燃燒特性使劣質(zhì)煤的燃燒性能改善，“壞煤變好煤”，當然使優(yōu)質(zhì)煤變得更好燒，相應地也擴大了煤種適應范圍。生物質(zhì)型煤中添加麥稈、稻稈、高梁稈等秸稈和木屑等有機物質(zhì)降低了生物質(zhì)型煤的燃點，它們比煤燃燒完全，炭化后留下空隙增加空氣流通量，起著膨化助燃作用。而且有機物質(zhì)來源廣泛易得，降低了生物型煤生產(chǎn)成本。生物質(zhì)型煤技術還能使大量不能用于工業(yè)燃燒而民用市場又日益減少的低揮發(fā)分煤種得到有效利用。生物質(zhì)型煤具有熱效率高、灰分少、固硫率高、生物質(zhì)來源廣泛、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，既能節(jié)省能源，又能明顯減少對大氣的污染，具有綜合的經(jīng)濟、環(huán)境、社會效益。2.2我國發(fā)展生物質(zhì)型煤的重要性
發(fā)展生物質(zhì)型煤在我國的重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：煤炭資源潔凈持續(xù)利用的需要，大規(guī)模生物質(zhì)能開發(fā)與利用的需要，控制煤煙型大氣污染的需要，當前控制溫室效應的需要，層燃工業(yè)鍋爐環(huán)保節(jié)能的需要。
3、建廠投資
3.1工藝與設備
3.1.1生物質(zhì)型煤廠的典型生產(chǎn)工藝
生物質(zhì)型煤制備工藝主要由曬干、粉碎、混合、顆粒機高壓成型等單元組成，生產(chǎn)過程是：首先將原煤和準備摻人的生物質(zhì)分別進行烘干，將干燥后的煤進行粉碎，生物質(zhì)則加以碾碎；然后將兩者進行充分混合，此時可根據(jù)原煤和生物質(zhì)的特性，視情況加入某些適量粘結(jié)劑和脫硫劑；生物質(zhì)型煤不需要添加粘結(jié)劑，因為生物質(zhì)本身就是天然的粘結(jié)劑，粉煤和生物質(zhì)原料混合后經(jīng)高壓直接壓制成型得生物質(zhì)型煤產(chǎn)品。考慮燃燒和形態(tài)，生物質(zhì)型煤中生物質(zhì)質(zhì)量含量的最優(yōu)配比是15～30%。
3.1.2設備選型
(1)設備選型的原則是：技術上先進、經(jīng)濟上合理。同時主要考慮以下因素：設備性能的可靠性，安全耐用性、工藝成套性、節(jié)能環(huán)保性、維修經(jīng)濟性、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性等。(2)設備型號：本文中所選成型機生物質(zhì)型煤成型機，配套設備擬采用鄭州中州機械設備廠的產(chǎn)品。
3.2生產(chǎn)規(guī)模與建設內(nèi)容
3.2.1生產(chǎn)規(guī)模
(1)生產(chǎn)能力：應根據(jù)原料供應來源和產(chǎn)品的利用方式及銷售渠道而定；對以商品銷售為主的企業(yè)，可確定為10萬t/年。
(2)工作制度：設備日運轉(zhuǎn)16h（按兩班生產(chǎn)）。
(3)企業(yè)定員：年產(chǎn)量10萬t以上企業(yè)，定員16人，每班定員8人（前處理3人、上料2人、操作巡檢1人、包裝運輸2人）；
(4)生產(chǎn)區(qū)間：加工集中在11月初到次年8月。如再加工麥秸、稻草等其它農(nóng)作物秸稈或樹枝等林業(yè)副產(chǎn)品（按原料供應情況而定），這樣全年生產(chǎn)期可達10個月以上。
3.2.2建設內(nèi)容
(1)設備購置：按生產(chǎn)能力選擇配套設備。
(2)廠房：廠房下弦高不少于5m，寬8m，長25 m，水泥地面，磚混結(jié)構(gòu)，也可采用磚木結(jié)構(gòu)。廠房為四面墻封閉式，也可為三面墻半開放式或一面墻開放式的簡易廠房。
(3)庫房：年產(chǎn)量10萬t規(guī)模的成品庫房面積不應少于1000m2，水泥地面，地面應高于庫外地面200mm以上。也可建成簡易型庫房，但必須保證通風、防雨、防潮、防曬、防水淹。
(4)場地硬化：年產(chǎn)量10萬t以上的，場地硬化面積不少于5000m2，切碎后晾曬場地應不少于10000m2（按每平方米可獲干菌糠10kg考慮）。地面應高于周圍地面200mm以上，一般為混合土地面，也可采用鋪磚水泥抹面。
(5)供電系統(tǒng)：購置變壓器(組配100～120kVA)、架設動力和照明線路。
(6)供水系統(tǒng)：配置必要的供水管道、貯永設施和消防系統(tǒng)。
(7)辦公、休息用房2～3間。
3.3投資概算
上述投資建設內(nèi)容各地可根據(jù)實際情況，因地制宜，盡量利用現(xiàn)有廠房、場地和供電系統(tǒng)，以減少投資，提高投資回報率和投資效益。
4、效益分析
4.1經(jīng)濟效益分析
利用生物質(zhì)短纖維的粘連作用，可以顯著提高生物質(zhì)型煤的強度，從而省去粘結(jié)劑的使用，提高型煤加工的經(jīng)濟性。生物質(zhì)型煤生產(chǎn)成本概算如表3。
(1)年利潤：以最低出廠價350元計算，年產(chǎn)10萬噸廠一年可獲毛利680萬元；
(2)投資回收期：年產(chǎn)10萬噸的企業(yè)投資總額需582萬元，年利潤可達320萬元，兩年收回全部投資，還有盈余。
(3)秸稈原料增值效益：按菌糠平均收購價每噸70元（含運費）計算，每個生物質(zhì)型煤廠年需菌糠3 000噸，可使周圍農(nóng)民增收約21萬元。
(4)運輸戶增收：生物質(zhì)型煤大部分運到黑龍江省內(nèi)各地區(qū)，目前每噸運費50～80元，產(chǎn)品的70%運到外市，每個生物質(zhì)型煤廠可使運輸戶增加毛收入600萬元。
(5)從以上效益分析中可看出，1噸壓塊飼料按出廠價380元計算，扣除成本（按312元計），可從中獲利68元，真正實現(xiàn)了變廢為寶。
4.2環(huán)境效益分析
生物質(zhì)的熱值與我國南方一些地區(qū)的層燃用煤相當(約18000kj/kg)，如日本試驗研究所用的生物質(zhì)，其熱值高達19600kj/kg。生物質(zhì)主含揮發(fā)分，對蔗渣的熱重分析結(jié)果表明揮發(fā)分含量高達85%以上；與煤混合后，揮發(fā)分的實測值大于計算值。
此外，生物質(zhì)含有相當數(shù)量的植物纖維，粉碎后仍有不少短纖維存在。生物質(zhì)的這些特性決定了它不僅有良好的代煤效果，也決定了生物質(zhì)型煤優(yōu)良的著火燃燒性能和下述環(huán)境經(jīng)濟效益。
4.2.1生物質(zhì)型煤減排C02的效益
生物質(zhì)型煤減排CO2量按熱工等效原則下減少礦物燃料燃燒排人大氣的凈增量計，包括生物質(zhì)代煤和型煤節(jié)煤所產(chǎn)生的兩部分削減量。國內(nèi)工業(yè)型煤初步應用的實踐已表明，型煤燃燒的節(jié)煤率可達10%～12%。加人生物質(zhì)后由于燃燒性能的改善，節(jié)煤效果會更好。按30%的生物質(zhì)加入量和10%的節(jié)煤率作保守估算，原煤和生物質(zhì)的熱值分別取5500和4500kj/kg，則可減排C02 30%。
4.2.2生物質(zhì)型煤減排硫的效益
由于生物質(zhì)型煤可在較低的溫度下高效燃燒，燃用生物質(zhì)型煤的工業(yè)爐設計溫度可以顯著降低，生物質(zhì)型煤減排硫的效益則可顯著提高。此外，生物質(zhì)本身可在更低的溫度下先行燒盡，其燃燒造孔作用既有利于型煤燒透，又有利于固硫反應中先生成的CaS03及時氧化成更耐高溫分解的CaS04，從而提高工業(yè)燃燒的固硫率。在未獲得可靠的工業(yè)應用數(shù)據(jù)之前，這類效益暫不作定量分析。權(quán)按1200℃左右溫度下型煤現(xiàn)有固硫率50%計，加上代煤和節(jié)煤減排的S02，總減排率可達70%。這一減硫效益足以吸引生物質(zhì)型煤在我國的開發(fā)和推廣作用。
5、結(jié)語
我國生物質(zhì)資源豐富而現(xiàn)狀特別是農(nóng)作物秸稈未得到有效利用。生物質(zhì)型煤是近期內(nèi)高效利用生物質(zhì)能最有效的現(xiàn)實途徑。利用生物質(zhì)的代煤作用及利用其特性全面提高型煤的技術經(jīng)濟性能，對控制溫室氣體排放，特別是對控制國內(nèi)酸雨污染的發(fā)展是非常重要的。
建設生物質(zhì)型煤廠符合國家農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化政策，屬于國家鼓勵支持的循環(huán)經(jīng)濟、環(huán)保項目。產(chǎn)品市場廣闊，原料來源充足，工藝技術成熟；項目投資回收期短、回報率高，年可實現(xiàn)利潤300萬元左右，并且有較強的抗風險能力。總之，該項目社會效益和環(huán)保生態(tài)效益巨大，經(jīng)濟效益顯著。
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