生物质型煤研究现状及发展

生物质型煤研究现状及发展

摘要

当前生物质型煤技术正在逐步发展，其应用的规模和范围正在不断扩大。本文讨论了发展生物质型煤的意义，详细介绍了国内外生物质型煤的发展历程及现状，介绍了一些目前采用的新技术和存在的问题。最后对生物质型煤的未来进行了展望，指出生物质型煤在节能及环保方面将大有作为。

关键词：生物质型煤；研究；应用；现状；发展

Research Status and Development of

Biomass Compound Coal

Abstract

Currently, Biomass Compound Coal (BCC) technology is gradually developing and applied dimensions and area continuously expanding. This paper discussed the significant developments of BCC. The evolution and status of BCC technology in both home and abroad were reviewed in detail. The main technologies and related existing problems were depicted. Finally, the future development of BCC was forecasted and authors coneluded that BCC would play a positive role in promoting energy-savings and environment protection.

Key words : biomass compound coal (BCC); research; application; status;

development

1 引言

中国无烟煤资源较为丰富，占全国煤炭探明可采储量的12％。随着采煤机械化程度的提高，粉煤比例逐年增加，占煤产量的80％以上，块煤产率仅占10％～20％[1]。这导致块煤供应紧张、粉煤大量积压污染环境的问题。工业实验结果表明，燃用型煤的工业锅炉热效率可提高10% ~17%，节煤率达10% ~26%，燃用型煤的民用炉灶节

煤率为20%。同时，燃用型煤，烟尘排放量可减少71% ~89%，SO2和NO x可减排50% ~60%。发展型煤具有投资省、运行费用低，并且节能增效的经济价值。因此大力推广使用型煤具有显著的经济效益和环境效益[2-4]。按用途不同，型煤可分为民用型煤和工业型煤两大类。工业型煤又细分为气化型煤、燃料型煤以及炼焦型煤等。我国对型煤产品的分类如表1所示[5]。

如何有效合理地利用粉煤，对提高煤炭燃烧效率、节约能源、治理煤烟型大气污染具有十分重要的意义。

表1 中国型煤产品分类

民用型煤工业型煤

普通蜂窝煤化肥造气用型煤

上点火蜂窝煤工业燃气用型煤

航空保温型煤工业锅炉用型煤

烧烤方形炭工业窑炉用型煤

饮事、取暖用型煤蒸汽机车用型煤

火锅用型煤冷压型焦用型煤

手炉、被炉用型煤热压型焦用型煤

烧烤用型煤炼焦配用型煤

2 发展生物质型煤的意义

我国是世界第二大能源消费国，并且一次能源以煤为主，目前其生产与消费在一次能源构成中占75％以上，成为世界上最大的煤炭生产和消费国。根据我国能源资源的特点和社会经济状况可以预测，在未来相当长的时间里，我国仍将是煤炭主要的生产和消费国。型煤是合理利用粉煤资源的有效途径之一，生产工艺简单、成本低，很适合我国的基本国情。我国每年工业锅炉燃煤4亿t以上，工业窑炉燃煤1.3亿t，民用燃煤2亿t[6]。可见型煤的市场潜力巨大。

我国也是一个农业大国，生物质能资源十分丰富，其潜力折合7亿t左右，而目前年实际使用量为2.2亿t左右。因此，我国的生物质资源的利用还有很大的开发潜力[7]。生物质能在我国商业用能结构所占的比例极小，植物约有一半弃于荒野未予利

用甚至焚烧，不但利用水平低，造成资源的严重浪费，且污染环境。工业废弃物和城市垃圾数量巨大，并在逐年积累增加，露天堆放或填埋不仅占用大量土地，而且易对土壤、地下水、大气造成极大的二次污染，成为严重的环境问题。所以充分合理开发使用生物质能，改善我国的能源利用环境和人类的生态环境，加大生物质能源的高品位利用具有重要的意义。

3 国内外生物质型煤技术现状

生物质型煤是指把高挥发分、低灰、低硫、低燃点的生物质原料按一定比例与低挥发分、低灰、低硫、高燃点、高热值的无烟煤或烟煤煤粉混合，通过一定工艺制备成的型煤。它结合了生物质和煤的特点，发挥了型煤的优势，并具有环保和经济性。根据成型粒度不同，该型煤分别适于作中小型层燃锅炉或流化床燃烧用燃料。与一般固硫型煤相比，具有着火点低，燃烧彻底，燃尽率高，烟气中烟尘、SO2排放量少等特点[8]。同时由于加入大量生物质，是开发资源丰富的可再生能源的有效途径，具有广阔的发展空间，并符合当前我国降低SO2排放和减少烟尘污染的环保产业政策，是值得推广的原煤替代产品。

生物质型煤基本上可以分为三类:①生物质制浆后的黑液，如纸浆废液作为成型粘结添加剂；②生物质水解产物，如水解木质素、纤维素、半纤维素及碳氢化合物等，作为成型粘结添加剂；③生物质直接和煤粉混合，利用受热或高压压制成型。日本在面临石油危机的境况下开发了生物质型煤技术，于1985年在北海道建成了一座年产6000 t的生物质型煤厂，同时，还试验生产了生物质型煤的小型燃烧装置和专用燃烧设备。中国曾利用植物纤维和碱法草浆原生黑液、腐植酸钠渣等作复合粘结剂，或用氢氧化钠处理稻草制备的粘结剂生产型煤，并于1995年底，建成第一家工业规模的生物质型煤生产厂——大型洁净煤厂（原山东临沂矿务局汤庄煤矿生物质型煤示范厂）。德国、土耳其[9]等国研究用糖浆作粘结剂，同时掺锯末和造纸厂废纸生产型煤[10]。俄罗斯、乌克兰、美国、英国、匈牙利等国用生物质水解产物作为粘结剂生产型煤[11]。美国、瑞典等国还用脱水泥炭与磨细的生物质混合、挤压、切割成型，生产型煤[12]。