Biomass Pellets Biomass Straw Coal Related Technical Knowledge

Biomass Energy技术就是把Biomass转化为能源并加以利用的技术，按照Biomass的特点及转化方式可分为固体燃料生产技术、液体燃料生产技术、气体燃料生产技术。固体生物燃料技术包括Biomass成Type技术、Biomass直接燃烧技术和Biomass与煤混烧技术，是广泛应用且非常成熟的技术，Biomass常温成Type技术代表着固体Biomass Fuel的Develop趋势；生物液体燃料Can替代石油作为运输燃料，不仅能解决能源安全问题，还有利于Reduce温室气体排放，还Can作为基本有机Chemical原料，代表着生物能源的Develop方向，液体生物燃料包括燃料乙醇、生物柴油、Biomass经气化或液化过程再竟化学合成得到的生物燃油BtL（Biomass to Liquid Fuel）；气体生物燃料包括沼气、Biomass气化、Biomass制氢等技术，工业化生产沼气以及沼气净化后作为运输燃料GtL（Gas to Liquid Fuel）是近期内Develop气体生物燃料的现实可行技术。

1、固体Biomass Fuel

     Biomass成Type燃料燃烧是把Biomass固化成Type后采用略加改进后的传统燃煤设备燃用，该技术将低品味的Biomass转化为高品味的易储存、易运输、能量密度高的Biomass Pellets（pellets）状或状（briquettes）燃料，热利用效率显著Improve，能效可达45%（如瑞典的Kcraft热电工厂），超过一般煤的能效。欧洲在Biomass成Type燃料方面起步较早，900万人口的瑞典年颗粒燃料使用量为12010K tons，瑞典20%集中供热是Biomass Pellet FuelComplete的；600万人口的丹麦年消费成Type燃料7010K tons。瑞典还开发了Biomass与固体垃圾共成Type燃烧技术，解决了垃圾燃烧有害气体二恶英（dioxin）超标问题。

     直接燃烧作为能源转化形式是一项传统的技术，具有低成本、低风险等优越性，但效率相对较低，还会因燃烧不充分而污染环境。Boiler燃烧采用现代化的Boiler技术，适用于大规模利用Biomass；垃圾焚烧也采用Boiler燃烧技术，但由于垃圾的品味低及腐蚀性强等原因，对技术水平和投资的要求高于Boiler燃烧。通过技术改进，Biomass直接燃烧的能效已显著Improve，直接燃烧的能效已达30%（如丹麦的Energy 2秸杆发电厂，瑞典的Umea Energy垃圾热电厂）。美国Biomass直接燃烧发电约占Renewable Energy发电量的70％，2004年美国Biomass发电装机容量为9799MW，发电370亿Kwh。

1)Biomass固体燃料生产技术

  Currently国内外普遍使用的Biomass成TypeProcess Flow如图1-1所示。压缩技术主要包括螺旋挤压式成Type技术、活塞冲压成Type技术和压辊式成Type技术，Among them前两种技术Develop较快，技术比较成熟，应用较广。但一般的成Type技术Need将Biomass加热到80°C以上才能使其成Type，Therefore能耗较高，Increase了生物制成Type燃料的成本。

    现有的Biomass成Type技术Must在加热条件下Conduct，常温成Type技术则打破了这一传统概念。Currently，中国（清华大学）和意大利（比萨大学）两国分别开发出Biomass常温（<40°C）成Type技术，使Biomass成Type燃料的成本显著Lower，为Biomass成Type燃料的广泛应用奠定了基础。Biomass材料的力传导性极差，但通过缩短力传导距离，给其一个剪切力，可使被木质素包裹的纤维素分子团错位、变形、延展，在较小的压力下，可使其相邻相嵌、重新组合而成Type。利用这一理论制造的机械设备，CanAchieve自然含水率Biomass不用任何添加剂、粘结剂的常温压缩成Type。常温成Type技术为Biomass低成本地高效利用打开了方便之门，不仅Can生产高效固体清洁燃料，而且Improve了Biomass的能量密度，方便运输，Can作为液体燃料和生物Chemical产品的生产原料。成Type燃料还解决了直接燃烧能效低的问题，使颗粒燃料Can在千家万户作为炊事、取暖燃料，而以往的Biomass直燃技术只适用于大TypeBoiler系统，小Type直燃系统能效仅为10-15%，且因燃烧不完全造成环境污染。但是，在原料脱水预处理、Improve单机生产能力方面尚需做大量的工作。

   瑞典的Stockholm Energy公司1970年代末First将3座100MW燃油Boiler改为使用Biomass Pellet Fuel；Kraft热电工厂在世界上First开发热、电、颗粒燃料联产技术并投入商业化生产，能效高达86%。瑞典的Biomass成Type燃料已广泛应用于供热和工业Boiler，Among them集中供热的20%是由颗粒燃料提供。瑞典的人均燃料占有量为130kg，居世界First位。

2)Biomass直接燃烧技术

   Biomass水分较高(有的高达60％about)，热值较低，燃烧过程还要考虑结渣和腐蚀问题。芬兰从1970年就开始开发流化床Boiler技术，现在这项技术已经成熟，并成为Biomass燃烧供热发电工艺的基本技术。这种技术大规模条件下效率较高，单位投资也较合理。但它要求Biomass集中，数量巨大。如果考虑Biomass大规模收集或运输，成本也较高，适于现代化大农场或大Type加工厂的废物处理，对Biomass较分散的Develop中国家可能不适合。

    一般Biomass直接燃烧发电的过程包括：Biomass与过量空气在Boiler中燃烧，产生的热烟气和Boiler的热交换部件换热，产生出的高温高压Steam在Steam轮机中膨胀做功发出电能根据不同的技术路线，分为气轮机、蒸气机和斯特林发动机等。意大利开发了适合村镇使用的小TypeBiomass发电（Village power plant）技术，燃烧秸杆或Wood Chips生热，Boiler中的介质是油而不是通常的水，再通过油加热有机硅油产生Steam驱动透平机发电，该系统热能利用率比普通系统高5%以上，已在德国使用。

3)Biomass与煤混烧技术

现有电厂利用Wood或农作物的残余物与煤的混合燃烧是比较现实的技术，除了Able toImprove农林废物利用率外，还CanLower燃煤电厂NOx的排放。从20世纪90年代起，丹麦、奥地利等欧洲国家开始对Biomass能发电技术Conduct开发和研究。经过多年的努力，已研制出用于Wood Chips、Straw、谷壳等发电的Boiler。在美国，有300多家发电厂采用Biomass能与煤炭混合燃烧技术，装机容量达6000ＭＷ。国内已有多家Boiler厂家生产Biomass和煤混烧的链条炉和流化床炉，分别在东南亚国家和我国广东等省运行。