关键词：生物质型煤；建厂；效益分析
1、引言
中国目前块煤的产量难以满足工业锅炉燃用的需求，大多数工业锅炉基本上燃用粒度筛分很宽的未经加工的散煤，在燃烧过程中普遍存在着燃烧效率低、不完全燃烧损失大、严重污染环境等问题。中国工业型煤在总体上虽已达到世界先进水平，但还未形成规模产业，目前尚处于工业示范阶段，特别是锅炉型煤及其推广应用方面仍然有不少问题有待完善解决。利用生物质型煤技术可以提高工业锅炉热效率，削减污染物排放，减免除尘脱硫设备及其运行维护费用，节约能源。生物质型煤技术使人类有可能实现工业化大规模的开发与利用生物质能，使农林业废弃物变废为宝，充分利用生物质能的可再生性，建立起可持续发展的能源系统，促进社会经济发展与生态环境改善的协调进行。
2、生物质型煤前景分析。
生物质型煤(biomass compound coal)是指破碎成一定粒度和干燥到一定程度的煤及可燃生物质，按一定比例掺混，加入少量固硫剂，利用生物质中的木质素、纤维素、半纤维素等与煤粘结性的差异经过秸秆颗粒机或者木屑颗粒机压制而成，秸秆颗粒机或者木屑颗粒机压制的生物质型煤如下所示。生物质在其中既起粘结作用又起助燃作用。
2.1生物质型煤技术特点生物质型煤是型煤中的一种新产品，它具有一般型煤所具有的特点，如粒度均一、燃烧时通风条件好等。根据对单个生物质型煤的实验室测定可知：生物质型煤易着火，燃烧速度快；不冒烟，可固硫；燃烧充分，灰渣含碳量低且不结渣。这些燃烧特性使劣质煤的燃烧性能改善，“坏煤变好煤”，当然使优质煤变得更好烧，相应地也扩大了煤种适应范围。生物质型煤中添加麦秆、稻秆、高梁秆等秸秆和木屑等有机物质降低了生物质型煤的燃点，它们比煤燃烧完全，炭化后留下空隙增加空气流通量，起着膨化助燃作用。而且有机物质来源广泛易得，降低了生物型煤生产成本。生物质型煤技术还能使大量不能用于工业燃烧而民用市场又日益减少的低挥发分煤种得到有效利用。生物质型煤具有热效率高、灰分少、固硫率高、生物质来源广泛、生产成本低等优点，既能节省能源，又能明显减少对大气的污染，具有综合的经济、环境、社会效益。2.2我国发展生物质型煤的重要性
发展生物质型煤在我国的重要性主要体现在以下几个方面：煤炭资源洁净持续利用的需要，大规模生物质能开发与利用的需要，控制煤烟型大气污染的需要，当前控制温室效应的需要，层燃工业锅炉环保节能的需要。
3、建厂投资
3.1工艺与设备
3.1.1生物质型煤厂的典型生产工艺
生物质型煤制备工艺主要由晒干、粉碎、混合、颗粒机高压成型等单元组成，生产过程是：首先将原煤和准备掺人的生物质分别进行烘干，将干燥后的煤进行粉碎，生物质则加以碾碎；然后将两者进行充分混合，此时可根据原煤和生物质的特性，视情况加入某些适量粘结剂和脱硫剂；生物质型煤不需要添加粘结剂，因为生物质本身就是天然的粘结剂，粉煤和生物质原料混合后经高压直接压制成型得生物质型煤产品。考虑燃烧和形态，生物质型煤中生物质质量含量的最优配比是15～30%。
3.1.2设备选型
(1)设备选型的原则是：技术上先进、经济上合理。同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：本文中所选成型机生物质型煤成型机，配套设备拟采用郑州中州机械设备厂的产品。
3.2生产规模与建设内容
3.2.1生产规模
(1)生产能力：应根据原料供应来源和产品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10万t/年。
(2)工作制度：设备日运转16h（按两班生产）。
(3)企业定员：年产量10万t以上企业，定员16人，每班定员8人（前处理3人、上料2人、操作巡检1人、包装运输2人）；
(4)生产区间：加工集中在11月初到次年8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），这样全年生产期可达10个月以上。
3.2.2建设内容
(1)设备购置：按生产能力选择配套设备。
(2)厂房：厂房下弦高不少于5m，宽8m，长25 m，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一面墙开放式的简易厂房。
(3)库房：年产量10万t规模的成品库房面积不应少于1000m2，水泥地面，地面应高于库外地面200mm以上。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10万t以上的，场地硬化面积不少于5000m2，切碎后晾晒场地应不少于10000m2（按每平方米可获干菌糠10kg考虑）。地面应高于周围地面200mm以上，一般为混合土地面，也可采用铺砖水泥抹面。
(5)供电系统：购置变压器(组配100～120kVA)、架设动力和照明线路。
(6)供水系统：配置必要的供水管道、贮永设施和消防系统。
(7)办公、休息用房2～3间。
3.3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。
4、效益分析
4.1经济效益分析
利用生物质短纤维的粘连作用，可以显著提高生物质型煤的强度，从而省去粘结剂的使用，提高型煤加工的经济性。生物质型煤生产成本概算如表3。
(1)年利润：以最低出厂价350元计算，年产10万吨厂一年可获毛利680万元；
(2)投资回收期：年产10万吨的企业投资总额需582万元，年利润可达320万元，两年收回全部投资，还有盈余。
(3)秸秆原料增值效益：按菌糠平均收购价每吨70元（含运费）计算，每个生物质型煤厂年需菌糠3 000吨，可使周围农民增收约21万元。
(4)运输户增收：生物质型煤大部分运到黑龙江省内各地区，目前每吨运费50～80元，产品的70%运到外市，每个生物质型煤厂可使运输户增加毛收入600万元。
(5)从以上效益分析中可看出，1吨压块饲料按出厂价380元计算，扣除成本（按312元计），可从中获利68元，真正实现了变废为宝。
4.2环境效益分析
生物质的热值与我国南方一些地区的层燃用煤相当(约18000kj/kg)，如日本试验研究所用的生物质，其热值高达19600kj/kg。生物质主含挥发分，对蔗渣的热重分析结果表明挥发分含量高达85%以上；与煤混合后，挥发分的实测值大于计算值。
此外，生物质含有相当数量的植物纤维，粉碎后仍有不少短纤维存在。生物质的这些特性决定了它不仅有良好的代煤效果，也决定了生物质型煤优良的着火燃烧性能和下述环境经济效益。
4.2.1生物质型煤减排C02的效益
生物质型煤减排CO2量按热工等效原则下减少矿物燃料燃烧排人大气的净增量计，包括生物质代煤和型煤节煤所产生的两部分削减量。国内工业型煤初步应用的实践已表明，型煤燃烧的节煤率可达10%～12%。加人生物质后由于燃烧性能的改善，节煤效果会更好。按30%的生物质加入量和10%的节煤率作保守估算，原煤和生物质的热值分别取5500和4500kj/kg，则可减排C02 30%。
4.2.2生物质型煤减排硫的效益
由于生物质型煤可在较低的温度下高效燃烧，燃用生物质型煤的工业炉设计温度可以显著降低，生物质型煤减排硫的效益则可显著提高。此外，生物质本身可在更低的温度下先行烧尽，其燃烧造孔作用既有利于型煤烧透，又有利于固硫反应中先生成的CaS03及时氧化成更耐高温分解的CaS04，从而提高工业燃烧的固硫率。在未获得可靠的工业应用数据之前，这类效益暂不作定量分析。权按1200℃左右温度下型煤现有固硫率50%计，加上代煤和节煤减排的S02，总减排率可达70%。这一减硫效益足以吸引生物质型煤在我国的开发和推广作用。
5、结语
我国生物质资源丰富而现状特别是农作物秸秆未得到有效利用。生物质型煤是近期内高效利用生物质能最有效的现实途径。利用生物质的代煤作用及利用其特性全面提高型煤的技术经济性能，对控制温室气体排放，特别是对控制国内酸雨污染的发展是非常重要的。
建设生物质型煤厂符合国家农业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。产品市场广阔，原料来源充足，工艺技术成熟；项目投资回收期短、回报率高，年可实现利润300万元左右，并且有较强的抗风险能力。总之，该项目社会效益和环保生态效益巨大，经济效益显著。
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