關鍵詞：生物質型煤；建廠；效益分析
1、引言
中國目前塊煤的產量難以滿足工業鍋爐燃用的需求，大多數工業鍋爐基本上燃用粒度篩分很寬的未經加工的散煤，在燃燒過程中普遍存在著燃燒效率低、不完全燃燒損失大、嚴重污染環境等問題。中國工業型煤在總體上雖已達到世界先進水平，但還未形成規模產業，目前尚處于工業示范階段，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。利用生物質型煤技術可以提高工業鍋爐熱效率，削減污染物排放，減免除塵脫硫設備及其運行維護費用，節約能源。生物質型煤技術使人類有可能實現工業化大規模的開發與利用生物質能，使農林業廢棄物變廢為寶，充分利用生物質能的可再生性，建立起可持續發展的能源系統，促進社會經濟發展與生態環境改善的協調進行。
2、生物質型煤前景分析。
生物質型煤(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，按一定比例摻混，加入少量固硫劑，利用生物質中的木質素、纖維素、半纖維素等與煤粘結性的差異經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型煤如下所示。生物質在其中既起粘結作用又起助燃作用。
2.1生物質型煤技術特點生物質型煤是型煤中的一種新產品，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。根據對單個生物質型煤的實驗室測定可知：生物質型煤易著火，燃燒速度快；不冒煙，可固硫；燃燒充分，灰渣含碳量低且不結渣。這些燃燒特性使劣質煤的燃燒性能改善，“壞煤變好煤”，當然使優質煤變得更好燒，相應地也擴大了煤種適應范圍。生物質型煤中添加麥稈、稻稈、高梁稈等秸稈和木屑等有機物質降低了生物質型煤的燃點，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。而且有機物質來源廣泛易得，降低了生物型煤生產成本。生物質型煤技術還能使大量不能用于工業燃燒而民用市場又日益減少的低揮發分煤種得到有效利用。生物質型煤具有熱效率高、灰分少、固硫率高、生物質來源廣泛、生產成本低等優點，既能節省能源，又能明顯減少對大氣的污染，具有綜合的經濟、環境、社會效益。2.2我國發展生物質型煤的重要性
發展生物質型煤在我國的重要性主要體現在以下幾個方面：煤炭資源潔凈持續利用的需要，大規模生物質能開發與利用的需要，控制煤煙型大氣污染的需要，當前控制溫室效應的需要，層燃工業鍋爐環保節能的需要。
3、建廠投資
3.1工藝與設備
3.1.1生物質型煤廠的典型生產工藝
生物質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，生產過程是：首先將原煤和準備摻人的生物質分別進行烘干，將干燥后的煤進行粉碎，生物質則加以碾碎；然后將兩者進行充分混合，此時可根據原煤和生物質的特性，視情況加入某些適量粘結劑和脫硫劑；生物質型煤不需要添加粘結劑，因為生物質本身就是天然的粘結劑，粉煤和生物質原料混合后經高壓直接壓制成型得生物質型煤產品。考慮燃燒和形態，生物質型煤中生物質質量含量的最優配比是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、節能環保性、維修經濟性、生產效率和產品質量的穩定性等。(2)設備型號：本文中所選成型機生物質型煤成型機，配套設備擬采用鄭州中州機械設備廠的產品。
3.2生產規模與建設內容
3.2.1生產規模
(1)生產能力：應根據原料供應來源和產品的利用方式及銷售渠道而定；對以商品銷售為主的企業，可確定為10萬t/年。
(2)工作制度：設備日運轉16h（按兩班生產）。
(3)企業定員：年產量10萬t以上企業，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)生產區間：加工集中在11月初到次年8月。如再加工麥秸、稻草等其它農作物秸稈或樹枝等林業副產品（按原料供應情況而定），這樣全年生產期可達10個月以上。
3.2.2建設內容
(1)設備購置：按生產能力選擇配套設備。
(2)廠房：廠房下弦高不少于5m，寬8m，長25 m，水泥地面，磚混結構，也可采用磚木結構。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：年產量10萬t規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：購置變壓器(組配100～120kVA)、架設動力和照明線路。
(6)供水系統：配置必要的供水管道、貯永設施和消防系統。
(7)辦公、休息用房2～3間。
3.3投資概算
上述投資建設內容各地可根據實際情況，因地制宜，盡量利用現有廠房、場地和供電系統，以減少投資，提高投資回報率和投資效益。
4、效益分析
4.1經濟效益分析
利用生物質短纖維的粘連作用，可以顯著提高生物質型煤的強度，從而省去粘結劑的使用，提高型煤加工的經濟性。生物質型煤生產成本概算如表3。
(1)年利潤：以最低出廠價350元計算，年產10萬噸廠一年可獲毛利680萬元；
(2)投資回收期：年產10萬噸的企業投資總額需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，每個生物質型煤廠年需菌糠3 000噸，可使周圍農民增收約21萬元。
(4)運輸戶增收：生物質型煤大部分運到黑龍江省內各地區，目前每噸運費50～80元，產品的70%運到外市，每個生物質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，真正實現了變廢為寶。
4.2環境效益分析
生物質的熱值與我國南方一些地區的層燃用煤相當(約18000kj/kg)，如日本試驗研究所用的生物質，其熱值高達19600kj/kg。生物質主含揮發分，對蔗渣的熱重分析結果表明揮發分含量高達85%以上；與煤混合后，揮發分的實測值大于計算值。
此外，生物質含有相當數量的植物纖維，粉碎后仍有不少短纖維存在。生物質的這些特性決定了它不僅有良好的代煤效果，也決定了生物質型煤優良的著火燃燒性能和下述環境經濟效益。
4.2.1生物質型煤減排C02的效益
生物質型煤減排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，包括生物質代煤和型煤節煤所產生的兩部分削減量。國內工業型煤初步應用的實踐已表明，型煤燃燒的節煤率可達10%～12%。加人生物質后由于燃燒性能的改善，節煤效果會更好。按30%的生物質加入量和10%的節煤率作保守估算，原煤和生物質的熱值分別取5500和4500kj/kg，則可減排C02 30%。
4.2.2生物質型煤減排硫的效益
由于生物質型煤可在較低的溫度下高效燃燒，燃用生物質型煤的工業爐設計溫度可以顯著降低，生物質型煤減排硫的效益則可顯著提高。此外，生物質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，從而提高工業燃燒的固硫率。在未獲得可靠的工業應用數據之前，這類效益暫不作定量分析。權按1200℃左右溫度下型煤現有固硫率50%計，加上代煤和節煤減排的S02，總減排率可達70%。這一減硫效益足以吸引生物質型煤在我國的開發和推廣作用。
5、結語
我國生物質資源豐富而現狀特別是農作物秸稈未得到有效利用。生物質型煤是近期內高效利用生物質能最有效的現實途徑。利用生物質的代煤作用及利用其特性全面提高型煤的技術經濟性能，對控制溫室氣體排放，特別是對控制國內酸雨污染的發展是非常重要的。
建設生物質型煤廠符合國家農業發展規劃和農業產業化政策，屬于國家鼓勵支持的循環經濟、環保項目。產品市場廣闊，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保生態效益巨大，經濟效益顯著。
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