2020年(生物科技行业)生物质压缩燃料厂的建设与经济效益分析

（生物科技行业）生物质压缩燃料厂的建设与经济效
益分析
生物质压缩燃料厂的建设和经济效益分析
生物质是所有能够作为能源使用的源于植物的物质，它蕴藏的能量，被称为生物质能。

绝大多数的生物质能【如木屑、刨花、树枝、灌木、稻壳、秸秆等农林废弃物】的使用品位不高，运输贮存困难，且利用效率低。

将生物质特别是废弃的农作物秸秆和林产品废弃物，利用致密固化成型技术压制成生物质固化成型产品，可大量节约生物质资源，又能够替代部分煤炭、石油等化石燃料，形成可再生能源利用的循环经济方式。

同时，生物质固化成型燃料在直接燃烧过程中可达‘零排放’，即不排渣、无烟、余气中极少二氧化硫等有害气体，不污染环境．
致密固化成型是将‘木材加工废料、树木残技、灌木、柴草、粮食及经济作物茎叶’进壹步(利用生物质致密固化成型设备)加工成成型产品，使其成为质地坚硬、能量聚集的固化型高效燃料、便于和储存和运输产品，供家庭燃烧炉、气化炉、取暖炉、气化站、锅炉和发电作燃料使用；同时仍能够用于生产沼气、制作肥料、饲料、纤维密度板、隔墙板、餐饮具、育苗钵等使用。

我X公司精心研制的9JYK系列致密固化成型机组是针对农村现实条件和用户需要，可充分利用农村的现有的变压器，具有设计合理、结构紧凑、操作简单、维护方便、产量高、质量好、耗能低、投资少、可移动、可多点作业等特点，深受用户欢迎，非常适合在我省及全国对生物质原料的固化成型加工产品中推广使用。

我X公司致力于进壹步推广实用技术，充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用，为农村提供清洁能源，以改善农村生活环境，提高人
民生活水平。

壹，生物质压缩成型燃科
生物质压缩成型燃料是利用致密固化成型的方法，改变生物质的容量，体积为原来的1／18—1／25，其燃烧性能大为改观，燃烧效果明显提高，可替代薪柴、煤炭和液化气作为生产、生活用能源。

H、生物质压缩成型燃料的特点和用途
1、产品主要特点
①、容量大、体积小：壹般散容生物质燃料的容重为30-50kg／m3，而本产品容重为800-1300kg／m3，便于贮存和运输，易于实现商品化。

②、热效率高、燃烧好：本产品热值可达3700---5000KcaL／kg，火力强旺，用16．5公斤燃料在0．5吨锅炉中40分钟烧开400公斤水；燃烧时间长，在专用炉具中，0．65公斤燃料可燃烧60分钟，燃烧热效率可达70％之上。

⑦、使用方便、损失少：使用过程和煤相似，用纸即可点燃，使用方便；比散烧劳动强度小。

生物质散烧的热利用率仅为10'／．-20'A，本产品热利用率可达40％之上，节约了生物质资源。

④、清洁卫生、无污染：本产品在燃烧过程中可达‘零排放’壹印不排渣、无烟、余气无二氧化硫等有害气体，不污染环境；也是生物质气化和沼气用原料。

⑦、本产品原料资源巨大、普遍易取、可再生；本产品加工简单，是可进行商品化生产和销售的可再生能源；可实现村户不存柴草，有利
于文明生态村建设。

2、产品主要技术性能
生物质原料(秸秆、薪柴、枝杈、柴草、木屑、谷壳、糠醛渣、牛粪等废弃物)经过致密固化成型设备的高温高压轧制，压制成为32X32ram 长度为30-80ram的块状燃料．密度为0．8-1．39／cm3。

因原料不同，热值为15000壹21417l【j／kg(3700壹5000KcaL／kg)；挥发分为62．6-81．2％；固定碳为11．5-22．4％；水分小于14％；灰分为O．30-17．8壹。

其热值是壹般烟煤的0．7-0．8倍，价格为200-320元／吨，低于煤价。

如玉米秸，密度
为1．Og／cm3，热值为17746kjlkg，在普通式燃煤炉中燃烧，即1．25吨相当予1吨煤的热值，在配套的下燃式生物质燃烧炉中燃烧，其燃烧效率是燃煤炉的1．3～1．5倍，即1吨玉米秸秆成型燃料块的热量利用率和1吨煤的热量利用率相当，每吨价格为200-240元因此，压块燃料具有体积小、容量大，方便贮运且热值高、燃烧性能好，价格性能比高等特点，可替代化石燃料，作为生产和生活能源．3、产品用途
本产品可广泛用于生活炉灶、取暖炉、热水锅炉、烘干炉；生物质气化炉和沼气发酵用原料。

供民用炊事和取暖；烘干谷物、木材、果品、炒茶等；区域供热；发电；企业用热水和蒸汽。

4、使用不同的燃料经济性比较
五口之家使用不同的燃料经济性比较
0．5吨锅炉使用不同的燃料性能比较
二、厂址选择和交通
I、厂址要选在原料丰富、交通方便的地方．厂区距主要交通干线【铁路、公路】不应太远，厂区至主要干线的途中若有桥梁，该桥应能通过载重30吨之上的卡车。

这样既能有利于生产和运输，又能降低成本，便于运销。

2、厂址地势要平坦、地质要坚硬、地下水位较低、通风良好，应避开可能受到水淹或发生滑坡、塌方的地域。

3、厂区周围环境要避开易燃易爆和排放有毒气体、有害粉尘的工厂和居民住宅区。

厂区周围应有较宽敞的临时用地，以便原料的贮存和青干处理．【按每亩调制贮存青干秸秆40吨考虑】。

4、厂址应选在农作物种植集中、便于收集的地方、对年产4000吨的压块厂，厂址周围农作物种植面积不少于2万亩，原料供应半径在10公里之内为宜。

对可移动设备，厂址周围农作物种植面积应在2000亩之上。

5、选址时应因地制宜，节约用地。

要充分利用荒地或空闲地，不占或少占耕地．有条件的
要尽可能利用原有闲置的场地、厂房以减少投资．
6、厂区以矩形为宜。

大型压块厂厂区面积在20-30亩左右；中、小设备的厂区面积可在2亩至5宙左右．
7、厂址离供电线路不能太远，以减少供电系统投资和电力损耗。

附近仍要有相应的水源，以满足生产部门、生活和消防用水需要。

三、工艺及设备
卜·】、工艺流程
1、年产4000吨压块厂工艺流程：
原料膏干处理壹原料切碎壹储存回性壹输送上料壹壹添加辅料壹壹搅拌、混合、均质…除铁壹壹压制成型…冷却除湿壹壹计量包装壹壹检验入库壹壹成品。

本工艺流程采用9JYK--2000型成套机组，额定生产能力2吨／时。

2，年产2000吨压块厂工艺漉程：
原料青干处理壹壹原料切碎壹储存回性壹壹输送上料壹添加辅料壹壹搅拌压送壹壹压制成型—壹自然风干—壹计量包装壹检验入库～成品
本工艺流程采用9了YKP壹1000型机组，额定生产能力1吨／时。

3、年产1000吨压块厂工艺洗程：
原料青干处理～壹原料切碎壹储存回性—壹输送上料—壹搅拌压送…压制成型—壹自然风干壹壹计量包装壹检验入库—壹成品
本工艺流程采用9JYK--800II型机组，额定生产能力0．5吨／时。

【二】、设备选型
1、设备选型的原则是：技术上先进、经济上合理，在选择设备时主要考虑以下因素；设备性能的可靠性、安全耐用性、工艺成套性、节能环保性、维修经济性、生产效率和产品质量
的稳定性等。

2、设备型号：按河北省压块厂多年使用经验，应优选国产设备。

年产量为4000-5000吨生产规模的固定生产的企业宜9JYK，-2000型设备。

年产2000--3000吨生产规模的或采用多点生产的企业宜选用9JYKP-1000型设备。

年产1000--1500吨生产规模的企业宜选用9JYK-800II型设备。

四、生产规模和建设内容
【壹1、生产规模
1、生产能力；生产能力应根据原料供应来源和压块燃料的利用方式及销售渠道而定；对以商品销售为主的企业，可确定为2500吨-5000吨／年。

对以自用为主的兼少量销售的企业，可确定为1000-2000吨／年。

2、工作制度；年生产天数为120-150天。

设备日运转20小时【按俩班生产】。

3、企业定员；年产量4000吨之上企业定员20人，其中每班生产工人9人【前处理4人、上料2人、操作巡检1人、包装运输2人】。

年产量2000吨企业定员12人．年产量500吨企业定员6人。

4、生产区间；棉花、玉米秸秆加工集中在11月初到次年5月。

如再加工麦秸、稻草等其它农作物秸秆或树枝等林业副产品【按原料供应情况而定】，这样金年生产期可达十个月之上。

【二】．建设内容
1、设备购置：按生产能力选择配套设备，年产1000吨选用800II型机组；年产2000吨选用1000型机组；年产4000吨选用2000型机组。

．
2、厂房：选用2000型设备，厂房下弦高不少于4米，宽6-10米，长度为30-40米，水泥地面，砖混结构，也可采用砖木结构。

厂房为四面墙封闭式，也可为三面墙半开放式或壹面墙开放式的简易厂房。

选用800II或1000型设备时，设备不需固定。

可移动它地使用，直接在露天作业，也可采用简易棚。

3、库房：年产量4000吨之上规模的成品库房面积不应少于400m2，水泥地面，地面应高于库外地面200毫米之上。

年产量1000吨规模之上的成品库房面积不少于lOOm2。

也可建成
简易型库房，但必须保证通风、防雨、防潮、防晒、防水淹。

’
4、场地硬化：年产量4000吨之上的，切碎暂存回性场地硬化面积不少于500m2，切碎后晾晒场地应不少于1500m2【按每m2可获干秸秆lOkg考虑】。

地面应高于周围地面200毫米之上，壹般为混凝土地面，也可采用铺砖水泥抹面。

5、供电系统：购置变压器，(800II型机组配30kVA、1000型机组配50kVA、2000型机组配100kVA)架设动力和照明线路。

6供水系统：配置必要的供水管道、贮水设施和消防系统。

7、办公、休息用房2-3阀。

五、投资和经济效益
【壹】、投资概算
上述投资建设内容各地可根据实际情况，因地制宜，尽量利用现有厂房、场地和供电系统，以减少投资，提高投资回报率和投资效益。

[--】、经济效益
1、生产成本【直接生产费用】
【单位；元】
4
2、经济效益
【1】、年利润：以河北省生产厂现行最低出厂价250元计算，年产4000吨厂可获利润39．2万元；年产2000吨厂至少可获利20．30万元。

年产1000吨厂至少可获利9．65万元。

(2】、投资回收期：年产4000吨的企业投资总额需44．9万元，年利润可达39．2万元，壹年多能够收回全部投资。

年产2000吨的企业总投资额需19．65万元，当年利润可达20．30万元，壹年可收回投资，仍有盈利。

年产1000吨的企业总投资额需10．95万元，当年利润可达9．65万元，壹年多可收回投资．
【3】、生物质原料增值效益：按平均收购价每吨50元计算，每个厂年需生物质原料llOO～4400吨，可使周围农民增收5．5—22万元。

六、结论：
建设生物质固化成型燃料厂符合国家农业和能源发展规划和农业产业化政策，属于国家鼓励支持的循环经济、环保项目，适宜在中、小城镇、农村中推广使用。

产品市场广阔，原料来源充足，工艺技术成熟，设备先进合理，年可实现利润9至40万元，项目投资回收期短、
回报率高，且且有较强的抗风险能力。

对生物质原料的增值，农民的增收，生态环境的改善，发展生态农牧业有较大的推动作用．同时仍能够带动运输业、机械加工等相关行业发展，对推动本地区的经济发展和西部地区牧业发展，对农牧业的增效，农牧民的增收，对调整农牧业结构和退耕仍林仍草都起到积极的促进作用。

吉林天明秸秆科技开发有限X公司(仅供参考)
国家政策大力支持可再生能源
为了进壹步推进我国可再生能源产业的发展，国家已经制定了
《可再生能源中长期发展规划》、《可再生能源发展“十壹五”规划》等。

规划明确提出了2010年，我国可再生能源年利用量要达到3亿吨标准煤，占能源消费总量的10％；到2020年，可再生能源年利用量要达到6亿吨标准煤，占能源消费总量的15％。

生物质能源全面取代原煤、燃气
生物质是世界四大壹次性消费能源之壹，又是四大…次性消费能
源中唯…‘的可再生能源。

生物质气化对空气的污染基本为零，S02和
灰尘排放量也很低，被称为清洁能源。

1．5吨左右的生物质气化燃料的热值相当于1吨普通煤。

生物质气化的出现其积极意义在于：壹是变废为宝，将秸秆废弃物转化为能源品种；二是置换石化能源，减少石化能源在农村的利用量。

高价位原煤、燃气带来巨大商机
当前天然气供应增长速度滞后于需求增速，局部地区已出现天然
气供应紧张局面；同时国家在全国范围内关停小煤矿导致小矿减产无疑是当前煤炭供应紧张、煤价壹路高企的壹大因素；我国陆陆续续加征了资源税费和可持续发展基金，加上生产成本提高、运费上涨等因素推动了煤价上涨。

国际煤价和国内煤炭存在较大价差，进121替代需
求自然拉动国内煤价。

煤炭、天然气价格的提高极大地影响了人们曰常生活用能，而生物质气化则成为替代煤炭、天然气及其制品的壹个
重要选择。

可全面取代人们曰常生活用能，也可全面取代大型锅炉供
暖。

长远规划可推动产业良性发展
据报道，我国能源专家对本世纪上半叶我国生物质能源的发展进
行了3个阶段的科学预N-第壹阶段(2001．2010年)，生物质能源的生产能力基本得到满足，基本解决我国农村生活用能，生态环境的破坏能得到有效地控制，基本遏制因直接燃烧植物生物质和废弃生物质而引起的生态环境恶化的趋势；第二阶段：(2011．2030年)，我国农
村植物生物质能源综合建设达到社会化，农用生物质能方式多维、多元化，生产、生活用能得到满足，生物质绿色能源转化技术得到普遍推广和应用，我国生态环境建设开始走上良性循环的轨道；第三阶段：(2031-2050年)，建立起我国多能互补，结构合理，安全可靠的生物
质能源生产供应体系，且形成规模，乡镇企业因能源高效化，农民因能源优质化。

基本建立起适应可持续发展的良性循环的生态环境系统工程，增强我国生物质能源综合建设的可持续发展能力。

糠醛废渣综合利用原理
发布时间：2008-10-1311:41:35来源：中国环保网
壹生产活性炭
以玉米芯为原料硫酸法生产糠醛为例，其废渣组成的壹个典型分析结果为：腐植酸
11.63%，木质素37.88%，纤维素35.84%，多缩戊糖2.05%，磷(P2O5)0.36%，钾
1.18％，氨0.61%，醋酸3.34%，游离酸(SO42-)1.27％，pH为
2.1。

另糠醛渣的理化
性质经室内化验分析:糠醛渣粒径2～3mm,容重0.35～0.42g/cm3,有机质含量
764.50～781.30g/kg,全氮4.50～5.20g/kg,全磷0.72～0.74g/kg,全钾12.20～
15.48g/kg。

碱解氮328～533mg/kg，P2O5109～393mg/kg，K2O700～
750mg/kg。

有效硼、锰、锌、铁含量分别是1.50、9.80、1.24、14.20μg/g，游离
酸35.00～42.10g/kg,pH值1.86～3.15。

因糠醛废渣中所含的多缩戊糖、纤维素及木
素等组分使废渣具有壹定的粘性，故在不外加粘结剂的条件下，可加压成型成型后的
颗粒在高温下炭化，此时，渣中的纤维素和木质素等有机物发生脱水反应，且伴随C
壹O壹C键断裂，H2O、CO2及烷烃等挥发性物质大量逸出，使其中碳的相对含量不
断增大。

和此同时，颗粒体积收缩，强度不断提高，最终形成坚硬的炭粒。

在高温活
化时，炭化后的颗粒具有很高的反应活性，和活化所用的气体(水蒸汽或CO2)进行强烈
反应，随着活化反应的不断深化，微孔不断增多，从而形成比表面很大、强度很高的
活性炭。

废渣水分的高低对生产出的活性炭影响很大。

因水分含量高，易加压成型，但成型后过于粘软，在炭化时，当大量水蒸汽排出后，会形成较多的初孔，使堆积密度较低。

当水含量大于50%时，堆积密度会低于500克／升。

初孔过多有利于活化，但炭粒强度有所下降。

废渣含水量低，成型压力需要提高。

壹般含水量在35—45％范围内较为适宜。

在350℃时，废渣中的有机物开始大量分解炭化炉加料温度为220℃，加料后，10℃／分的速度升温到430℃，在此温度下保持35分钟，即完成炭化过程。

活化介质为水蒸汽时，活化温度壹般在840℃之上。

为提高反应速度，可适当提高反应温度。

当烧失率达到45壹55％时，碘值可达到910毫克／克之上，苯吸附率可达86%之上，亚甲蓝吸附量可达150毫克／克之上。

当烧失率达到60％时，部分微孔被破环，碘值和亚甲蓝吸附量都开始下降，糠醛废渣生产的活性炭的比表面壹般可达1000平方米／克之上，微孔发达，微孔孔容占总孔容的60%，总孔容积为0.9375立方厘米／克，约8吨糠醛废渣可生产1吨活性炭。

二用于改良土壤
糠醛废渣是强酸性的，含有大量有机物质，仍含有植物生长所需的营养素——氮、磷和钾，这就决定了此废渣可能成为改良碱化土壤的廉价有效的改良剂。

实际结果表明，以糠醛废渣为主，外加石膏等物质构成改良剂，施予碱化土后，土壤的物化性质均向好的方向转化，增产29.6～57.6％。

通过分析增产的主要原因是废渣的酸性中和了土壤的碱性，促使石灰性土壤的CaCO3中Ca2+的活化，且和碱化土壤胶体吸附的Na﹢进行交换，降低了代换性Na﹢含量。

腐植酸不仅有较强的离子交换能力，仍具有表面吸附作用和凝聚胶溶作用。

因而施用废渣后对改良±壤结构、增加土壤透气性及降低碱化度等均有良好的作用此外，施用废渣后，土壤中全氮增加了25．8—42.9%，速效磷增加了143.6～191．7%，土壤有机质增加了32．84～36．5%。

每亩碱化土壤施用废渣量壹般为120～500公斤。

为在非碱性土壤中施入糠醛废渣，可在渣中加入碳酸氢铵或氨水，使渣的酸度被缓解，其中的硫酸根(对硫酸法废渣而言)转化成硫酸铵，起到壹定的保氮作用。

根据渣的酸度不同，每百公斤渣可加l1～16公斤碳酸氢铵和55～60公斤水，渣的pH可达到8.0左右。

充分搅拌放置三天后，待pH降到7.0左右时即可施用。

另外用重磷酸钙为催化剂，以玉米芯或蔗渣为原料加压水解生产糠醛（糠醛得率高，能耗低，设备不需防腐）。

此法产生的糠醛废渣是良好的腐植酸磷肥，这种肥料适用于各种土壤，每生产1吨糠醛可得磷肥12～16吨。

三用作燃料
糠醛废渣的碳含量为49～64.0％、水份22.05％、全水份28.57％、灰份2.97％、蒸发份49.53％、低位发热值13930kJ／kg、含硫1.08％、氢含量为5.0～5.4％，干玉米芯糠醛废渣发热量为4473大卡／公斤。

对于壹个以玉米芯为原料的糠醛产量为200O吨／年的工厂，如果用渣烧锅炉，炉的热效率为75%，则每小时可产生35公斤／平方厘米的蒸汽9.7吨。

测试结果表明，氧化物总含量可达6%之上。

锅炉烧糠醛废渣有俩种方式：壹种是把渣和煤按壹定比例混在壹起作为燃料（煤质越好且渣含水率越低，则这个比值能够越大，可是煤和渣混台后的湿度不宜太低，否则飞尘损失太大）即混烧法；另壹种是不用煤，单用渣作为燃料（需要和之相适应的锅炉，且且仍须控制渣的含水量为20%～32%，为此要设置壹套用锅炉烟道气干燥废渣的附属系统）即全烧法；全烧渣法应注意；因硫酸法糠醛废渣含有微量硫酸，烧渣代煤存在炉内结焦问题，应在炉膛内温度远高于硫酸蒸汽的露点，排烟温度也高于此露点。

再有废渣可通过热化学方式转化为气体和液体燃料。

壹般有3种方式：壹是高温热解，即将废渣干燥后放人密闭容器中，在隔绝空气或通入少量空气的条件下加热，使废渣分解为木焦油、木炭和木煤气等产品。

根据加热升高温度的速度不同，可分为
慢速裂解和快速裂解。

温度越高，加热速率越大，热解速度越快，产物中液体含量越高。

大于750℃的快速热解可产生高达72％的液体产物，精制后的原料油具有能量密度高、无污染、便于运输等优点。

二是生物质气化技术，即将干燥后的废渣放入煤气发生器中，点燃后通入少量空气和水蒸汽在不完全燃烧的情况下将废碴中的碳、氢、氧元素变成由壹氧化碳、氢气、甲烷等组成的可燃气体。

除去灰分、焦油等物质，就可成为清洁的煤气。

每公斤废渣可产出2.5立方米的可燃气。

4口之家的农户每天的炊事用能有3公斤废渣的可燃气即可满足，能源利用效率提高俩倍之上。

三是加氧热解，即在废渣热解过程中通入氢气就可制取热值很高的可燃气体。

四厌氧发酵制取沼气、减少污染
将糠醛渣稀释后的酸性液体或把这种酸液和造纸厂排出的黑色碱液混合后，经过滤、沉淀等前处理装置后进入厌氧消化系统，中温发酵35—6O天，这样废水得到初步治理。

所产沼气和经沉淀脱水的木质素又可作为能源或其他用途。

这也是目前处理造纸黑液的壹种有效方式。

糠醛渣除可用于能源原料外，仍具有制取生物有机肥料、栽培食用茵、制作纤维板、草板等多种用途。

参考文献
王克慧陈立平糠醛厂废渣、废水同步治理且生产优质环保有机肥绿色世界2003年第2期
张东翔石磊刘长灏糠醛生产和热电联合处理糠醛废渣模式探讨粉煤灰综合利用2006年第2期
蔡阿兴宋荣华糠醛渣防治碱土及增产效果的初步研究农业现代化研究1997年7月
杨柳青付明鑫糠醛渣对苏打盐渍土的改良效果研究土壤肥料1992年第1期
扬学富糠醛废渣的处置环境污染和防治1990年8月
发电的原料不是煤炭，而是用提取木糖醇、糠醛等产品后的玉米芯废渣——禹城市新园热电X公司生物质综合利用示范项目，每年消化60多万吨这样的废渣。

产生废渣的企业，其实也是废物利用的典型。

禹城市有10家企业用过去当柴烧的玉米芯作原料，生产珍贵的木糖醇、糠醛产品，年销售收入超过10亿元，当地玉米芯每公斤卖到0.36元。

可是，生产企业“榨取”玉米芯有用物质后，每天要产生2000吨左右废渣。

这些废渣如何利用，成为市里关注的问题。

利用废渣发电的项目建成投产，是该市倡导发展循环经济、鼓励企业利用废弃资源的成果。

新园热电X公司从2004年开始组织技术攻关，通过多次试验和改进工艺，通过了生物质发电可行性论证，且申报立项。

2005年2月，投资8500万元的生物质综合利用项目通过了省发改委批复立项，且随即开工建设。

这壹项目实现了多赢。

以每年大约产生玉米芯废渣28万吨的福田X公司为例，过去壹年运输废渣、租用场地堆放废渣的费用就达150多万元，且造成环境污染。

如今企业以每吨30多元的价格把废渣卖给电厂。

生物质发电生产每度电比用煤炭节约成本0.273元，利用废渣壹项年获利123万元，且年产生的2.62万吨草木灰，又是农作物的好肥料。