生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤的比較

貴州農業(yè)科學(xué)2005,33(6):101~102Guizhou Agricultural Sciences[文章編號]1001-3601(2005)06-0329-010102生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤的比較楊波,翁偉,張百良(河南農業(yè)大學(xué)農業(yè)部可再生能源重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗室,鄭州450002)摘要]從資源的形成、儲量、使用范圍、燃料特性、對環(huán)境的影響等方面對生物質(zhì)煤和礦物質(zhì)煤做岀了詳細的分析比較,使人們對它們之間的區別有了進(jìn)一步的認識,并提出了一些看法和建議關(guān)鍵詞]生物質(zhì)煤;礦物質(zhì)煤;比較研究[中圖分類(lèi)號]TQ533文獻標識碼]AComparison between Bio-coal and Mineral CoalYANG BO, WENG Wei. ZHANG Bai-liang(Henan Agricultural Universit y, Zhengzhou 450002, ChinaAbstract: The comparison between bio-coal and mineral coal was indicated from the aspects of the formation and quantity oftwo hin es, scope of application, fuel characteristic and impact on environment. Some suggestions are put forward on how to using theresourds of coal in futureKey words: bio-coal mineral coal; comparison我國是一個(gè)能源消費大國,在一次能源生產(chǎn)和消費中煤炭分布廣、煤質(zhì)較好、品種比較齊全。按2000年煤炭產(chǎn)量10億t占了66%左右。隨著(zhù)我國對能源需求量旳逐年增加以及大量計箅,我國煤炭資源探明儲量的保證程度高達1000年,其中經(jīng)化石能源消費帶來(lái)的環(huán)境壓力的不斷加劇,新能源和可再生濟可開(kāi)發(fā)剩余可采儲量的保證程度為114年。我國目前已成源的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視。生物質(zhì)能源就是其中的一種為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國,煤炭產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的三分之可再生能源,近年來(lái)發(fā)展特別迅速,已逐步受到全世界各國的而且我國還是世界上煤炭出口大國,煤炭出口量占世界總重視。我國政府對生物質(zhì)能源也給予了前所未有的關(guān)注,投入出口量的11%。同時(shí)我國也是世界上最大的煤炭消費國,2000了大量的資金、人力和物力。與此同時(shí),我國在生物質(zhì)能源轉年中國煤炭消費量占世界煤炭消費總量的28%。中國煤炭生換技術(shù)方面也取得了很多成績(jì)。生物質(zhì)能源轉換技術(shù)主要分產(chǎn)與消費占到了中國一次能源生產(chǎn)和消費總量的66%左右。為生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)液化技術(shù)、生物質(zhì)固化技術(shù)等。生煤炭作為主要能源,在相當長(cháng)的時(shí)期內,它在我國能源結構中物質(zhì)固化技術(shù)根據成型的方法不同,又可分為常溫壓縮成型的地位不會(huì )改變,但隨著(zhù)環(huán)保標準越來(lái)越嚴格,可再生能源的(冷壓成型)、熱壓成型。熱壓成型工藝中采用的成型設備主要開(kāi)發(fā)和利用煤炭在能源構成中所占的比例會(huì )有所下降機械驅動(dòng)活塞沖壓式成型機、液壓驅動(dòng)生物質(zhì)煤的形成主要是基于生物質(zhì)秸稈的生產(chǎn)。據統計活塞沖壓成型機等幾種形式。它們所生產(chǎn)出的產(chǎn)品,通過(guò)實(shí)驗我國每年秸稈的產(chǎn)量大約在6.2億t左右,除了一部分被利用表明在許多方面都可以作為礦物質(zhì)煤的替代品,因此我們稱(chēng)外,還有很大一部分被遺棄或直接焚燒。如果我們把這6.2億為生物質(zhì)煤(bio-coal)。即生物質(zhì)煤是指,以生物質(zhì)秸稈為原t左右的秸稈全部利用,按照熱值將其轉換成標準煤(轉換方料,經(jīng)生物質(zhì)成型設備加工而成的可以在一定程度上替代煤的法:生物質(zhì)煤的燃燒熱值一般為15000KJ/kg左右,標煤的熱燃料,也被稱(chēng)為白煤( white coal)、生物質(zhì)成型燃料等。生物質(zhì)值為29400KJ/kg,即生物質(zhì)煤的熱值相當于標煤熱值的51%煤的岀現改變了生物質(zhì)秸稈不易儲存、不易運輸、能量密度低左右),那么我們每年就可以為國家節省大約3.16億t標煤的缺點(diǎn),使生物質(zhì)秸稈從一種低品位的能源轉化為較高品位的個(gè)潛力是非常巨大的,并且,生物質(zhì)秸稈的形成周期大多都是能源。同時(shí)在使用過(guò)程中燃料自身的熱效率有了顯著(zhù)的提高,5~8個(gè)月,生物質(zhì)煤的形成周期也是5~8個(gè)月,與化石能源煤煙塵問(wèn)題也得到有效遏制,因而越來(lái)越受到人們的重視。相比,形成周期相當短,同時(shí)生物質(zhì)煤是可再生能源,是取之不本文提到的生物質(zhì)煤是指河南農業(yè)大學(xué)研制的HPBⅢ型盡、用之不竭的。生物質(zhì)成型機所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品。該產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中未加1.2應用范圍方面入任何輔助原料,是生物質(zhì)秸稈經(jīng)粉碎后,直接經(jīng)機器加工而礦物質(zhì)煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的熱量,可用于發(fā)電、民用成供暖,隔絕空氣的條件下還可以制成焦碳和煤氣。焦碳可用于1生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤的比較煉鋼煤氣是一種家用燃料。另一種產(chǎn)品是焦油,可用來(lái)鋪路此外經(jīng)處理的煤可成為化學(xué)制品,如醫藥、塑料、消毒劑、燃料1.1資源方面肥料和炸藥等。煤廣泛應用于社會(huì )中的方方面面,就我國國情礦物質(zhì)煤是一些在千萬(wàn)年前的植物殘骸,經(jīng)過(guò)長(cháng)年累月的來(lái)講,由于我國煤炭資源相對豐富,經(jīng)濟上與天然氣、石油相比沙石覆蓋和地殼運動(dòng)旳壓力漸漸形成,周期很長(cháng)。我國礦物質(zhì)也較為廉價(jià),同時(shí),煤炭也是可潔凈利用的能源,所以煤炭在相煤炭資源相當豐富。據調查,在距地表以下2000m深以?xún)鹊漠旈L(cháng)的時(shí)歸冒郡曰士的一次能源地殼表層范圍內,預測煤炭資源遠景總量達50592億t。截中國煤化工。生物質(zhì)煤燃燒時(shí)可00年底,煤炭探明保有儲量總量10077億t,資源探明率放出相CNMHG完全可以替代煤作為民用19.9%。根據國際通行的劃分標準,我國現有煤炭經(jīng)濟可開(kāi)發(fā)燃料和小型⊥業(yè)爐的燃料,為囤豕節省大量的能源。由于自剩余可采儲量為1145億t,約占世界同類(lèi)儲量(9842億t)的身的揮發(fā)性較高,可以作為氣化原料,也可以作為液化的原料。11.6%。煤炭作為我國最主要的能源資源,不但儲量多,而且[收稿日期]2005-06-20作者簡(jiǎn)介]楊波(1981-),男,在讀碩士研究生,研究方向:可再生能源轉換技術(shù)102·貴州農業(yè)科學(xué)2005,33卷1.3燃料特性方面最早是在1985年由美國提出,其內涵是指在煤炭開(kāi)發(fā)和利用表1典型生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤在結構特性上的主要差別過(guò)程中,旨在諴少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉化和污染控制等一系列新技術(shù)的總稱(chēng),是使煤作為一種能源應達到的最大限度潛能的利用,而釋放的污染控制在最低水平,即達到生物質(zhì)煤38-5030-405-60.10-0.204-1465-700.8-1.2礦物質(zhì)煤煤的高效、潔凈利用的技術(shù)。發(fā)展潔凈煤技術(shù)是以煤炭資源用注:A灰分,V揮發(fā)性于一次能源為主要對象,以煤煙型污染的大氣環(huán)境治理為目標,以實(shí)現經(jīng)濟、能源、環(huán)境的協(xié)調與持續發(fā)展為方向,其核(1)生物質(zhì)煤含碳量較少。生物質(zhì)煤中含碳量最高的也僅技術(shù)是研究煤炭的高效利用和潔凈燃燒的問(wèn)題。潔凈的煤為50%左右相當于生成年代較少的褐煤的含碳量特別是固主要包括煤炭加工、潔凈燃煤與發(fā)電煤轉化污染物治理及定碳的含量也明顯比礦物質(zhì)煤少。因此,生物質(zhì)煤不耐燒,熱資源綜合利用等四個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。目前,水煤漿技術(shù)煤炭氣化值較低(生物質(zhì)煤一般為13000~17000KJ/kg,礦物質(zhì)煤一般技術(shù)和煤炭間接液化技術(shù)以及煤炭直接液化技術(shù)是我國潔為24000~25000KJ/kg)煤技術(shù)開(kāi)發(fā)和應用的重點(diǎn),并且在許多方面已取得了很大的成(2)生物質(zhì)煤含氧量高。從表1中的數據看出,生物質(zhì)煤績(jì)。同時(shí)也存在著(zhù)一些問(wèn)題由于潔凈煤技術(shù)重在社會(huì )效益和含氧量明顯地多于礦物質(zhì)煤,它使得生物易于引燃,在燃燒時(shí)長(cháng)遠的綜合經(jīng)濟效益的結合,一般都投入大,回收期長(cháng)。如果可相對地減少供給空氣量沒(méi)有國家環(huán)保的嚴格要求,企業(yè)很難有自覺(jué)行動(dòng)投入資金使用3)生物質(zhì)煤含氫量稍多,揮發(fā)分明顯較多。生物質(zhì)煤中新技術(shù);如果沒(méi)有國家政策的激勵和引導,讓企業(yè)在盡可能短碳多數和氫結合成低分子的碳氫化合物,遇到一定的溫度后熱的時(shí)間內看到經(jīng)濟效益,企業(yè)就不愿去承擔如此大的經(jīng)濟分解而析出揮發(fā)物。所以生物質(zhì)煤易被引燃,燃燒初期,析出力如果沒(méi)有國家的宏觀(guān)布局和整體協(xié)調僅靠某個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén)量較大,在空氣和溫度不足的情況下易產(chǎn)生鑲黑邊的火焰靠某一、兩個(gè)行業(yè)是推動(dòng)不了我國潔凈煤技術(shù)的快速發(fā)展的(4)生物質(zhì)煤含硫量低。生物質(zhì)煤中含硫量大多都少于生物質(zhì)煤的成型設備在前面我們已經(jīng)提到過(guò),在我國都有0.20%,燃燒時(shí)不必設置氣體脫硫裝置,降低了成本,又有利于應用,各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。河南農業(yè)大學(xué)研制的HPBⅢ生物質(zhì)環(huán)境的保護成型機已經(jīng)在河南省進(jìn)入了示范性階段。通過(guò)將近1年的運行(5)生物質(zhì)煤和礦物質(zhì)煤的密度大致相同使用,這種成型設備在農村受到了極大的歡迎,農民們對生物質(zhì)通過(guò)農戶(hù)在實(shí)際中的使用,基本上驗證了我們上面的理論煤都持非常歡迎的態(tài)度認為生物質(zhì)煤的出現不僅可以讓分析。生物質(zhì)煤作為民用燃料和小型工業(yè)鍋爐燃料時(shí),完全可增收,而且還解決了國家難以治理的秸稈焚燒問(wèn)題。在取得、和煤媲美,作為煤的替代燃料。些成績(jì)的同時(shí),也出現了一些問(wèn)題,比如實(shí)際生產(chǎn)1t生物質(zhì)煤的1.4環(huán)境方面能耗比理論推算的要高,機器某些方面的性能還需要進(jìn)一步改煤炭開(kāi)采對環(huán)境的影響:煤礦開(kāi)采對土地資源的破壞表現善缺乏成型設備和生物質(zhì)煤應該享有的國家和政府補貼的具為地表塌陷、水土流失和沙漠化、固體廢棄物壓占污染土地等體實(shí)施辦法等,這些硬的和軟的方面都還需要投入很大的精力對水資源也造成破壞和污染(表2)3結論在煤炭開(kāi)采過(guò)程中形成的大氣污染主要是來(lái)源于礦井瓦斯和煤矸石自燃釋放的氣體。據估計,2000年中國煤礦的瓦斯3.1礦物質(zhì)煤在今后相當長(cháng)的時(shí)間內仍將是我國的主要消費排放量達96.25億m3(CH、純量),約占全球的60%。這不僅能源,但應廣泛的采用潔凈煤技術(shù)浪費了大量的清潔能源,對礦區大氣環(huán)境造成了嚴重危害,而3.2從長(cháng)遠考慮生物質(zhì)煤是一種清潔的可再生能源,大力開(kāi)且也大大加劇了全球氣候的變暖,影響全球氣候變化。煤矸石發(fā)利用生物質(zhì)煤是節省能源、減少污染、實(shí)施能源可持續發(fā)自燃產(chǎn)生大量的SO2、CO、CO等有毒有害氣體是煤礦開(kāi)采對的有效途徑。生物質(zhì)煤有非常大的開(kāi)發(fā)潛力和發(fā)展空間大氣環(huán)境的另一個(gè)主要影響。[參考文獻]表22000年國有重點(diǎn)煤礦工業(yè)廢水及礦井水排放情況萬(wàn)t工業(yè)廢水排放總量礦井水排放量礦并水自用量井水利用率1]劉建禹翟國勛陳榮耀.生物質(zhì)燃料直接燃燒過(guò)程特性的分析29,6%J.東北農業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001(9):290-29數據來(lái)源:中國煤炭加工利用協(xié)會(huì )2]張百良,李保謙.HPBⅠ型生物質(zhì)成型機的試驗研究[].農業(yè)工礦物質(zhì)煤利用中主要存在的問(wèn)題:一是排放大量的污染程學(xué)報,1999(9):133-136物,如粉塵和SO2年中國SO2排放總量為1875萬(wàn)t,煙3]劉立華.生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用與前景[].唐山師范學(xué)院學(xué)報2002,24(2):36-3塵排放量為1159萬(wàn)t其中75%以上與燃煤有關(guān),以煤煙型為[4]范維唐煤炭在能源中處于什么地位[.中國煤炭,200.27主的大氣污染導致的酸雨覆蓋區已擴大到國土總面積的30%以上,在很大程度上影響和制約了國民經(jīng)濟的健康發(fā)展。再5]蔣劍春.生物質(zhì)能源應用研究現狀與發(fā)展前景[J].林產(chǎn)化學(xué)與是作民用燃料時(shí)排放的有害氣體造成室內空氣污染,對人體的工業(yè),2002,22(2):75-80健康危害大。二是排放大量的溫室氣體CO2,從長(cháng)遠看,將造6]李志合,易維明.生物質(zhì)能源利用及發(fā)展[J].山東工程學(xué)院學(xué)成全球氣候海平面上升,給各國農業(yè)、交通、能源、水資源等帶來(lái)嚴重的影響和損失。據有關(guān)專(zhuān)家研究中國CO2排放的7]俞珠峰,陳貴峰我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展及其影響因素淺析[門(mén)中90%以上來(lái)自于能源消費,其中煤炭消費占60%以上國煤炭,2000,26(12):8-10.生物質(zhì)煤是一種綠色能源。由于其使用過(guò)程中幾乎沒(méi)有8]楊麗陳貴峰.潔凈煤技術(shù)評價(jià)指標體系的構建[冂.潔凈煤技SO2產(chǎn)生,產(chǎn)生的CO2氣體與植物生長(cháng)過(guò)程中需要吸收大量術(shù),2004,10(3):1-3葉*的題研究[].中國能源,2004,26CO在數量上保持平衡,也就是說(shuō)CO2零排放,因此使用生物中國煤化工質(zhì)煤基本不產(chǎn)生大氣污染10]CNMHG的開(kāi)發(fā)與應用研究企業(yè)2礦物質(zhì)煤和生物質(zhì)煤目前的發(fā)展研究現狀1]韓得奇陳平等.煤間接液化技術(shù)現狀及其經(jīng)濟性分析[].技術(shù)由于我國礦物質(zhì)煤的燃燒造成巨大的環(huán)境壓力,我國政府與創(chuàng )新,2004,1十分重視發(fā)展潔凈煤技術(shù)( Clean Coal Technology簡(jiǎn)稱(chēng)CCT),[12]孫錦余控制大氣污染幾種典型的煙氣脫硫方法[J.節能,200并把發(fā)展潔凈煤技術(shù)作為治理污染、保護環(huán)境、節能降耗、技術(shù)(2):29-31進(jìn)步、實(shí)現國民經(jīng)濟可持續發(fā)展的重要戰略措施。潔凈煤技術(shù)責任編輯:陳德壽)