生物質燃料顆粒的生產和使用,在發達國家和地區正在蓬勃發展,在國內也已引起了高度的重視。由于生物質的可再生性,以及低硫、低氮、少灰、零二氧化碳排放等優良特性,木質顆粒燃料的生產和使用在歐洲、北美、日本等地已有30多年的歷史,現在的年生產和消費量已達到800萬噸以上,主要用作民用和工業鍋爐燃料,進行供熱,甚至發電。
生物質顆粒燃料的生產技術主要有兩種方式,一種是熱壓縮擠壓成型技術,另一種是高壓模腔成型技術。熱壓縮成型工藝一般由原料預處理——干燥——加溫擠壓——冷卻幾個環節組成,其中擠壓技術常采用螺桿——模孔擠壓成型,或壓輥——環模孔擠壓成型,或對輥環模擠壓成型。這種工藝的設備多,系統復雜,能耗高,燃料生產成本高。另一種技術流派是采用對模腔加載高壓,使模腔內的生物質原料受壓成型的技術,一般用液壓作動力,推動活塞,給成型模具加壓,壓制塊狀或棒狀燃料。這種工藝的壓力高達1 00MPa,能耗大,模具的磨損嚴重,生產效率低,燃料的燃燒速率比顆粒燃料低。上述無論哪種工藝,都要求進入壓縮設備的粉狀原料的含水率為10%~20%。因為需要對原料進行集中干燥,因此生產設備是固定的,采用工廠化生產方式。
為了克服生物質顆粒燃料成型設備系統復雜、能耗高的缺點,國內外近些年來在生物質的成型技術方面作了艱苦的探索性研究。雖然我國遼寧能源所、西北農大、河南農大、南京林科所、廣州林科所等機構對生物質固化成型燃料的開發已有20多年的歷史,但是沒有突破國際上主流技術的框框。
國能惠遠生物質能發展有限公司與清華大學合作,率先研制了一種生物質常溫壓縮顆粒成型技術(國外稱其為“冷成型”技術),在國際上最先突破了上述“熱成型”工藝的限制,以比較簡單的工藝流程和設備就能將農作物秸桿、林業廢棄物加工成顆粒燃料,并在國內外申報了發明專利,形成了由我國自主創新的、具有自主知識產權的原創性成果。
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