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馬小勇，賈艷紅
(1.河北冀都環保科技有限公司， 河北 石家莊050022；2.石家莊裕華區堤上小學，河北 石家莊050051)
摘要：為了保證中國GDP年均增長7％以上，能源供應則應保持每年遞增4％左右。以現有的開采速度，中國已探明煤炭能夠使用30年，石油只夠使用44年，天然氣還能連續開采63年，這樣算來，我們用完了，下一代怎么辦。
近日，重度霧霾籠罩中國多個城市，中國的空氣污染再次成為西方媒體關注的熱點。“厚德載霧，自強不吸”，這個網絡名詞也在人們口中廣為流傳。由此引發的環境問題變成了所有人重視的焦點，環境污染如何治理到了刻不容緩的緊要關頭。
大家都知道煤和石油是重要的能源，同時也是不可再生能源，它的形成要上億年，目前，中國能源消費量已位居世界第二。根據有關計算，為了保證中國GDP年均增長7％以上，能源供應則應保持每年遞增4％左右。以現有的開采速度，中國已探明煤炭能夠使用30年，石油只夠使用44年，天然氣還能連續開采63年，這樣算來，我們用完了，下一代怎么辦。中國煤炭大多直接燃燒，使用于工業鍋爐、窯爐和采暖的煤炭占47.3％，在使用效率不高的同時造成嚴重的環境污染。煤炭消費是造成煤煙型大氣污染的主要原因，也是溫室氣體排放的主要來源，若持續下去，將給生態環境帶來巨大壓力，因此急需替代能源的出現。
目前清潔能源風電、太陽能等發展迅猛，由于其占地較大，地域性較強，尚不能適合全國分散型的需求，然而有一種生物質壓塊型燃料好像更適合代替煤炭，成為中小企業及各類園區的首選。
生物質成型燃料多為莖狀農作物、花生殼、樹皮、鋸末以及固體廢棄物(糠醛渣、食用菌渣等)經過加工產生的塊狀燃料，其直徑一般為6～8毫米，長度為其直徑的4～5倍，破碎率小于1.5％～2.0％，干基含水量小于10％～15％，灰分含量小于1.5％，硫含量和氯含量均小于0.07％，氮含量小于0.5％。河北省地方標準 生物質成型燃料 (DB13/T 1175-2010)中規定了生物質成型燃料應滿足的指標要求，其中要求全硫≤0.20％。
下面從幾個方面說明生物質成型燃料的清潔性：
1根據實際調查生物質成型燃料具有以下優勢
(1)生物質成型燃料發熱量大，發熱量在3900～4800千卡/kg左右，經炭化后的發熱量高達7000～8000千卡/kg。
(2)生物質成型燃料純度高，不含其他不產生熱量的雜物，其含炭量75％～85％，灰份3％～6％，含水量1％～3％，絕對不含煤矸石，石頭等不發熱反而耗熱的雜質，將直接為企業降低成本。
(3)生物質成型燃料不含磷，燃燒時不產生五氧化二磷，不腐蝕鍋爐，可延長鍋爐的使用壽命。
(4)燃燒效益高，易于燃盡，殘留的碳量少。與煤相比，揮發份含量高燃點低，易點燃；密度提高，能量密度大，燃燒持續時問大幅增加，可以直接在燃煤鍋爐上應用。
(5)生物質成型燃料清潔衛生，投料方便，減少工人的勞動強度，極大地改善了勞動環境，企業將減少用于勞動力方面的成本。
(6)生物質成型燃料燃燒后灰碴極少，極大地減少堆放煤碴的場地，降低出碴費用。
(7)生物質成型燃料燃燒后的灰燼是品位極高的優質有機鉀肥，可回收創利。
(8)生物質成型燃料是可再生的能源，與傳統的燃料相比，不僅具有經濟優勢也具有環保效益，完全符合了可持續發展的要求。
2污染物排放
根據《第一次全國污染源普查工業污染源產排污系數手冊-第十分冊》燃燒生物質鍋爐排放系數：廢氣量6552.29Nm³/t燃料(有末端治理)；二氧化硫產污系數17Skg/t燃料(s為含硫量)；煙塵產污系數37.6kg/t燃料；NOx產污系數1.02kg/t燃料。燃煤排放系數：廢氣量6552.29Nm³/t燃料(有末端治理)；二氧化硫產污系數16.5Skg/t燃料(s為含硫量)；煙塵產污系數9.18Aar+7.56kg/t燃料；NOx產污系數9.7kg/t燃料。
我們以日產150噸蒸汽的鍋爐為例，年運行300d，噸蒸汽需熱量2260MJ，1千卡=4182J，計算需用生物質成型燃料(熱值4500千卡/kg計)量5404噸/年。如用煤(熱值7000千卡/kg計)作燃料，用量為3474噸/年。
鍋爐煙氣采用雙堿法麻石水膜除塵器處理，煙塵去除效率99.5％，二氧化硫去除效率80％，NOx去除率50％。
根據以上數據，計算同樣熱量需求情況下，生物質成型燃料和燃煤兩種燃料污染物產生及排放達標情況對比，見表1。
由上表可知，在以上同樣熱量需求下，燃生物質成型燃料比燃煤少產生污染物為：煙塵460.91t/a，SO2 27.48t/a，NOx 28.187t/a。鍋爐煙氣經雙堿法麻石水膜除塵器治理后，燃生物質成型燃料鍋爐產生煙氣經雙堿法麻石水膜除塵器治理后，外排煙氣中污染物能符合 鍋爐大氣污染物排放標準(GB 13271-2014)表3燃煤鍋爐標準要求，即煙塵≤30mg/m³、 SO2<200mg/m³、NOx≤200mg/m³。而如果采用燃煤為燃料，則經雙堿法麻石水膜除塵器治理后外排煙氣中污染物濃度不能滿足 鍋爐大氣污染物排放標準 (GB 13271-2014)表3燃煤鍋爐標準要求。
面對如此嚴峻的大氣污染形勢，和越來越嚴格的污染物排放控制標準，在不改變爐型燃燒方式和除塵脫硫設施的基礎上，采用生物質成型燃料替代煤炭可見是最佳選擇。
3經濟成本低
使用生物質成型燃料的經濟成本如何，我們以蒸汽鍋爐把1t水變成蒸汽的經濟成本為例來進行對比，見表2。
再以把1t的水從20℃加熱到60℃的經濟成本為例進行對比，見表3。
根據表1和表2數據對比分析，要想替代煤炭，減少污染物排放，在目前經常使用的替代能源輕柴油、重油、天然氣、電、生物質成型燃料中，生物質成型燃料經濟成本是最低的，可見是企業的首選。
綜上所述，生物質成型燃料替代煤炭具有絕對優勢，具有顯著環境效益和經濟效益，隨著對清潔、低碳能源需求的增長，我國生物質成型燃料必將發展前景廣闊。
參考文獻：
[1]《第一次全國污染源普查工業污染源產排污系數手冊·第十分冊》.
[2]生物質成型燃料》(DB13/T 1175—2010).
[3]鍋爐大氣污染物排放標準》(GB 13271-2014). |
