生物质煤与矿物质煤的比较

贵州农业科学2005,33(6):101~102Guizhou Agricultural Sciences[文章编号]1001-3601(2005)06-0329-010102生物质煤与矿物质煤的比较杨波,翁伟,张百良(河南农业大学农业部可再生能源重点开放实验室,郑州450002)摘要]从资源的形成、储量、使用范围、燃料特性、对环境的影响等方面对生物质煤和矿物质煤做岀了详细的分析比较,使人们对它们之间的区别有了进一步的认识,并提出了一些看法和建议关键词]生物质煤;矿物质煤;比较研究[中图分类号]TQ533文献标识码]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我国是一个能源消费大国,在一次能源生产和消费中煤炭分布广、煤质较好、品种比较齐全。按2000年煤炭产量10亿t占了66%左右。随着我国对能源需求量旳逐年增加以及大量计箅,我国煤炭资源探明储量的保证程度高达1000年,其中经化石能源消费带来的环境压力的不断加剧,新能源和可再生济可开发剩余可采储量的保证程度为114年。我国目前已成源的开发利用越来越受到重视。生物质能源就是其中的一种为世界上最大的煤炭生产国,煤炭产量占世界总产量的三分之可再生能源,近年来发展特别迅速,已逐步受到全世界各国的而且我国还是世界上煤炭出口大国,煤炭出口量占世界总重视。我国政府对生物质能源也给予了前所未有的关注,投入出口量的11%。同时我国也是世界上最大的煤炭消费国,2000了大量的资金、人力和物力。与此同时,我国在生物质能源转年中国煤炭消费量占世界煤炭消费总量的28%。中国煤炭生换技术方面也取得了很多成绩。生物质能源转换技术主要分产与消费占到了中国一次能源生产和消费总量的66%左右。为生物质气化技术、生物质液化技术、生物质固化技术等。生煤炭作为主要能源,在相当长的时期内,它在我国能源结构中物质固化技术根据成型的方法不同,又可分为常温压缩成型的地位不会改变,但随着环保标准越来越严格,可再生能源的(冷压成型)、热压成型。热压成型工艺中采用的成型设备主要开发和利用煤炭在能源构成中所占的比例会有所下降机械驱动活塞冲压式成型机、液压驱动生物质煤的形成主要是基于生物质秸秆的生产。据统计活塞冲压成型机等几种形式。它们所生产出的产品,通过实验我国每年秸秆的产量大约在6.2亿t左右,除了一部分被利用表明在许多方面都可以作为矿物质煤的替代品,因此我们称外,还有很大一部分被遗弃或直接焚烧。如果我们把这6.2亿为生物质煤(bio-coal)。即生物质煤是指,以生物质秸秆为原t左右的秸秆全部利用,按照热值将其转换成标准煤(转换方料,经生物质成型设备加工而成的可以在一定程度上替代煤的法:生物质煤的燃烧热值一般为15000KJ/kg左右,标煤的热燃料,也被称为白煤( white coal)、生物质成型燃料等。生物质值为29400KJ/kg,即生物质煤的热值相当于标煤热值的51%煤的岀现改变了生物质秸秆不易储存、不易运输、能量密度低左右),那么我们每年就可以为国家节省大约3.16亿t标煤的缺点,使生物质秸秆从一种低品位的能源转化为较高品位的个潜力是非常巨大的,并且,生物质秸秆的形成周期大多都是能源。同时在使用过程中燃料自身的热效率有了显著的提高,5~8个月,生物质煤的形成周期也是5~8个月,与化石能源煤烟尘问题也得到有效遏制,因而越来越受到人们的重视。相比,形成周期相当短,同时生物质煤是可再生能源,是取之不本文提到的生物质煤是指河南农业大学研制的HPBⅢ型尽、用之不竭的。生物质成型机所生产出来的产品。该产品在生产过程中未加1.2应用范围方面入任何辅助原料,是生物质秸秆经粉碎后,直接经机器加工而矿物质煤直接燃烧时产生大量的热量,可用于发电、民用成供暖,隔绝空气的条件下还可以制成焦碳和煤气。焦碳可用于1生物质煤与矿物质煤的比较炼钢煤气是一种家用燃料。另一种产品是焦油,可用来铺路此外经处理的煤可成为化学制品,如医药、塑料、消毒剂、燃料1.1资源方面肥料和炸药等。煤广泛应用于社会中的方方面面,就我国国情矿物质煤是一些在千万年前的植物残骸,经过长年累月的来讲,由于我国煤炭资源相对丰富,经济上与天然气、石油相比沙石覆盖和地壳运动旳压力渐渐形成,周期很长。我国矿物质也较为廉价,同时,煤炭也是可洁净利用的能源,所以煤炭在相煤炭资源相当丰富。据调查,在距地表以下2000m深以内的当长的时归冒郡曰士的一次能源地壳表层范围内,预测煤炭资源远景总量达50592亿t。截中国煤化工。生物质煤燃烧时可00年底,煤炭探明保有储量总量10077亿t,资源探明率放出相CNMHG完全可以替代煤作为民用19.9%。根据国际通行的划分标准,我国现有煤炭经济可开发燃料和小型⊥业炉的燃料,为囤豕节省大量的能源。由于自剩余可采储量为1145亿t,约占世界同类储量(9842亿t)的身的挥发性较高,可以作为气化原料,也可以作为液化的原料。11.6%。煤炭作为我国最主要的能源资源,不但储量多,而且[收稿日期]2005-06-20作者简介]杨波(1981-),男,在读硕士研究生,研究方向:可再生能源转换技术102·贵州农业科学2005,33卷1.3燃料特性方面最早是在1985年由美国提出,其内涵是指在煤炭开发和利用表1典型生物质煤与矿物质煤在结构特性上的主要差别过程中,旨在諴少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等一系列新技术的总称,是使煤作为一种能源应达到的最大限度潜能的利用,而释放的污染控制在最低水平,即达到生物质煤38-5030-405-60.10-0.204-1465-700.8-1.2矿物质煤煤的高效、洁净利用的技术。发展洁净煤技术是以煤炭资源用注:A灰分,V挥发性于一次能源为主要对象,以煤烟型污染的大气环境治理为目标,以实现经济、能源、环境的协调与持续发展为方向,其核(1)生物质煤含碳量较少。生物质煤中含碳量最高的也仅技术是研究煤炭的高效利用和洁净燃烧的问题。洁净的煤为50%左右相当于生成年代较少的褐煤的含碳量特别是固主要包括煤炭加工、洁净燃煤与发电煤转化污染物治理及定碳的含量也明显比矿物质煤少。因此,生物质煤不耐烧,热资源综合利用等四个技术领域。目前,水煤浆技术煤炭气化值较低(生物质煤一般为13000~17000KJ/kg,矿物质煤一般技术和煤炭间接液化技术以及煤炭直接液化技术是我国洁为24000~25000KJ/kg)煤技术开发和应用的重点,并且在许多方面已取得了很大的成(2)生物质煤含氧量高。从表1中的数据看出,生物质煤绩。同时也存在着一些问题由于洁净煤技术重在社会效益和含氧量明显地多于矿物质煤,它使得生物易于引燃,在燃烧时长远的综合经济效益的结合,一般都投入大,回收期长。如果可相对地减少供给空气量没有国家环保的严格要求,企业很难有自觉行动投入资金使用3)生物质煤含氢量稍多,挥发分明显较多。生物质煤中新技术;如果没有国家政策的激励和引导,让企业在尽可能短碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇到一定的温度后热的时间内看到经济效益,企业就不愿去承担如此大的经济分解而析出挥发物。所以生物质煤易被引燃,燃烧初期,析出力如果没有国家的宏观布局和整体协调仅靠某个产业部门量较大,在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰靠某一、两个行业是推动不了我国洁净煤技术的快速发展的(4)生物质煤含硫量低。生物质煤中含硫量大多都少于生物质煤的成型设备在前面我们已经提到过,在我国都有0.20%,燃烧时不必设置气体脱硫装置,降低了成本,又有利于应用,各有自己的优缺点。河南农业大学研制的HPBⅢ生物质环境的保护成型机已经在河南省进入了示范性阶段。通过将近1年的运行(5)生物质煤和矿物质煤的密度大致相同使用,这种成型设备在农村受到了极大的欢迎,农民们对生物质通过农户在实际中的使用,基本上验证了我们上面的理论煤都持非常欢迎的态度认为生物质煤的出现不仅可以让分析。生物质煤作为民用燃料和小型工业锅炉燃料时,完全可增收,而且还解决了国家难以治理的秸秆焚烧问题。在取得、和煤媲美,作为煤的替代燃料。些成绩的同时,也出现了一些问题,比如实际生产1t生物质煤的1.4环境方面能耗比理论推算的要高,机器某些方面的性能还需要进一步改煤炭开采对环境的影响:煤矿开采对土地资源的破坏表现善缺乏成型设备和生物质煤应该享有的国家和政府补贴的具为地表塌陷、水土流失和沙漠化、固体废弃物压占污染土地等体实施办法等,这些硬的和软的方面都还需要投入很大的精力对水资源也造成破坏和污染(表2)3结论在煤炭开采过程中形成的大气污染主要是来源于矿井瓦斯和煤矸石自燃释放的气体。据估计,2000年中国煤矿的瓦斯3.1矿物质煤在今后相当长的时间内仍将是我国的主要消费排放量达96.25亿m3(CH、纯量),约占全球的60%。这不仅能源,但应广泛的采用洁净煤技术浪费了大量的清洁能源,对矿区大气环境造成了严重危害,而3.2从长远考虑生物质煤是一种清洁的可再生能源,大力开且也大大加剧了全球气候的变暖,影响全球气候变化。煤矸石发利用生物质煤是节省能源、减少污染、实施能源可持续发自燃产生大量的SO2、CO、CO等有毒有害气体是煤矿开采对的有效途径。生物质煤有非常大的开发潜力和发展空间大气环境的另一个主要影响。[参考文献]表22000年国有重点煤矿工业废水及矿井水排放情况万t工业废水排放总量矿井水排放量矿并水自用量井水利用率1]刘建禹翟国勋陈荣耀.生物质燃料直接燃烧过程特性的分析29,6%J.东北农业大学学报,2001(9):290-29数据来源:中国煤炭加工利用协会2]张百良,李保谦.HPBⅠ型生物质成型机的试验研究[].农业工矿物质煤利用中主要存在的问题:一是排放大量的污染程学报,1999(9):133-136物,如粉尘和SO2年中国SO2排放总量为1875万t,烟3]刘立华.生物质能源的开发利用与前景[].唐山师范学院学报2002,24(2):36-3尘排放量为1159万t其中75%以上与燃煤有关,以煤烟型为[4]范维唐煤炭在能源中处于什么地位[.中国煤炭,200.27主的大气污染导致的酸雨覆盖区已扩大到国土总面积的30%以上,在很大程度上影响和制约了国民经济的健康发展。再5]蒋剑春.生物质能源应用研究现状与发展前景[J].林产化学与是作民用燃料时排放的有害气体造成室内空气污染,对人体的工业,2002,22(2):75-80健康危害大。二是排放大量的温室气体CO2,从长远看,将造6]李志合,易维明.生物质能源利用及发展[J].山东工程学院学成全球气候海平面上升,给各国农业、交通、能源、水资源等带来严重的影响和损失。据有关专家研究中国CO2排放的7]俞珠峰,陈贵峰我国洁净煤技术发展及其影响因素浅析[门中90%以上来自于能源消费,其中煤炭消费占60%以上国煤炭,2000,26(12):8-10.生物质煤是一种绿色能源。由于其使用过程中几乎没有8]杨丽陈贵峰.洁净煤技术评价指标体系的构建[冂.洁净煤技SO2产生,产生的CO2气体与植物生长过程中需要吸收大量术,2004,10(3):1-3叶*的题研究[].中国能源,2004,26CO在数量上保持平衡,也就是说CO2零排放,因此使用生物中国煤化工质煤基本不产生大气污染10]CNMHG的开发与应用研究企业2矿物质煤和生物质煤目前的发展研究现状1]韩得奇陈平等.煤间接液化技术现状及其经济性分析[].技术由于我国矿物质煤的燃烧造成巨大的环境压力,我国政府与创新,2004,1十分重视发展洁净煤技术( Clean Coal Technology简称CCT),[12]孙锦余控制大气污染几种典型的烟气脫硫方法[J.节能,200并把发展洁净煤技术作为治理污染、保护环境、节能降耗、技术(2):29-31进步、实现国民经济可持续发展的重要战略措施。洁净煤技术责任编辑:陈德寿)