PDF《浅谈海外生物质燃料运输前预处理的几种模式》

浅谈海外生物质燃料运输前预处理的几种模式 许亚云 (武汉凯迪电力工程有限公司,湖北武汉430223) 摘要:针对海外东南亚国家棕榈果串的收集及运输处理现状,结合国内生物质新能源发电项目的燃料需求,简要介 绍了椋榈果串作为生物质燃料的特性及对其运输处理的模式进行了初步探讨,为海外生物质棕榈果串的收集运输提供 参考依据.

0引言 生物质秸秆发电作为一种新生事物与化石能源相比,具有可再生和低污染的优势,近年得到了快速发展,是中国重 点开发建设的可再生能源项目.为推动生物质发电技术的发展,国家颁布了《可再生能源法》,并实施了生物质发电 优惠上网电价等有关配套政策,从而使生物质发电,特别是秸秆直燃发电迅速发展.2017年11月,国家能源局、环保 部下发国能发电力[2017]75号文件 关于开展燃煤耦合生物质发电技改试点工作的通知 ,其中提到 组织燃煤耦合 生物质发电技改试点项目建设,旨在发挥世界最大清洁高效煤电体系的技术领先优势.依托现役煤电高效发电系统和 污染物集中治理措施,构建城乡生态环保平台.优先选取热电联产煤电机组,布局一批燃煤耦合农林废弃残余物发电 技改项目. 燃煤耦合生物质发电技改项目充分利用燃煤电厂的投资和基础设施,是一种低成本、低风险可灵活的可再生能源利 用方式,既可减缓传统电厂对化石燃料的依 赖,又可减少传统污染物(SO

2、NOx等)和温室气体(CO

2、CH4 )等的排放,具有积极的社会效益和经济效益.目前国内多个大型煤电项目燃煤锅炉掺烧生物质燃料规模化项目正在 启动,因此除以往推行的生物质直燃发电项目外,生物质与煤耦合发电项目也将蓬勃发展,带动了生物质燃料需求量 进一步增加及燃料品质的提高,这使得相应的生物质燃料预处理及供应链尤为重要. 生物质发电燃料(Biomass Fuel)为一种清洁能源,主要为木屑、稻壳、秸秆、棕榈果串等农林废弃物.武汉凯迪电力 股份有限公司作为国内生物质直燃电厂的主要企业,紧跟国家关于发展生物能源的各项政策法规,立足于凯迪生物能 源产业发展战略,在多地开展生物能源长产业链项目,收集各种生物质燃料包括海外生物质燃料.生物质电厂燃料目 前都是就地取材,采用当地的燃料,一般燃料都是散料装运进厂,尤其在中国广西及沿海地区生物质燃料可收集量较 少,但需求相当大,考虑到生物质燃料的供应数量、成本和长期、稳定性,因此对海外东南亚国家马来西亚、印尼、 老挝、柬埔寨、越南和缅甸等国家进行生物质燃料及运输处理的调研,以期解决广西及沿海附近生物质电厂燃料不足 问题. 1东南亚国家的生物质燃料分析 在 东南亚, 生产棕榈油是一个 重要的产业.马来西亚和印尼都是世界上油棕种植面积最大的国家,达485.4*108 m2 ,油棕产业成为其支柱产业. 棕榈成熟后果实从茎上分离,棕榈果初榨后留下的空果串(EFB)成为了一种废料.每年都会产生几百万吨的EFB、老 化树干和枝叶,由于地广人稀,生物能源产业落后,这些燃料基本上没有被利用,任其自然腐烂,大部分丢弃到棕榈 园燃烧后当肥料,不仅污染环境,更是浪费资源,而这些被废弃的油棕榈废料正是生物质电厂极好的燃料原料,收购 也比较便宜.目前研究利用这种废料在不断进行,因此一些生物质燃料项目将来有可能从马来西亚和印尼进口燃料, 尤其马来西亚三面环海,共54个港口、19个深水码头,港口码头运输系统比较发达,使生物质燃料海运到国内沿海地 区的成本不高. 从马来西亚和印尼进口的主要燃料油棕榈树空果串(EFB)、废弃棕榈树及森林加工木材废料.其中棕榈空果串的

4 页面

1 /

6 t.棕榈树因为有寿命期限,大概10a就要废弃掉,其可以用来做棕绳,也可以用来做生物质电厂的燃料,但供应时间 受限制,森林加工木材废料是很少量的.因此考虑到油棕空果串具有资源量大、能够长期稳定供应、热值高、环保、 容易获得、成本低等优势,国内许多生物质直燃电厂将其作为电厂的燃料,但由于空果串质量轻体积较大,为方便运 输及降低成本,需将燃料处理后再运输.本文主要针对空果串的运输前处理方法进行探讨. 油棕属于油料植物,经济寿命17a~25a,成年树木可达10m,枝叶长4m~6m,其空果串、树干、树叶是非常好的生 物燃料.由表1可知,油棕空果串(干基)灰分含量为5.4%,挥发物为75.6%,固态碳19%,热值高达20310KJ/kg,总 S量为0.08%. 综上所知,棕榈空果串作为生物质燃料的优势有:a)比较集中,都集中在油棕压榨厂,无需分散收购;

b)燃烧产 生的热值高于一般的生物质燃料;

c)原料数量大,每天都有大量棕榈空果串产生,不存在原料短缺的情况;

d)空果 串富含大量的粗纤维,利于燃烧;

e )由于棕榈燃料不含S、P,燃烧时不产生SO2和P2O5 ,因而不会导致产生酸雨,不会污染大旗,不会污染环境,作为可再生的清洁能源大大迎合了当今及未来世界环境可 持续发展的趋势;

f)可以舒缓不断上涨的燃料成本及减少碳排放量,并且棕榈燃料成本低廉经济实惠. 油棕生物质燃料相关图片见图1~图6. 页面

2 /

6 页面

3 /

6 2 EFB运输前预处理的方法及设施装备 2.1 EFB燃料的获取方式和加工处理 生物质燃料以易获得、低成本、满足长期供应为原则,生物质燃料收集应设置燃料加工供应基地,基地应选择在油 棕种植面积和几个榨油厂分布比较集中、交通方便的地区,距港口较近,或可靠泊万吨级散料货船的深水港,能与燃 料加工基地形成运输链条,并与榨油厂建立合作伙伴关系,每个加工基地覆盖4家~5家榨油厂,以收集附近油棕榨油 厂生产的大量空果串为主,辅以收集附件棕榈种植园翻种的老化树干、树叶,根据不同情况,采取直接收购、合作加 工的形式较为经济.对于油棕树干可采用采伐、锯材后,经过一定的熏蒸处理,直接海运至国内燃料基地,但对于空 果串和树枝叶,考虑其运输成本,可以采用以下两种形式: a)串压扁打包输送.考虑到棕榈果实每年10月-11月果熟,而马来西亚、印尼每年10月-12月为雨季,因此刚收货的 棕榈空果串含大量水分,另外空果串很松散,散状运输体积大,运输成本高,故需将空果串的水分挤掉部分并压扁打 包便于运输. 调研了解到目前市场上对空果串挤压处理的设备主要是螺杆挤压机.螺杆挤压机的工作原理为:棕榈空果串由滤鼓 上方一端的进料口进入滤鼓,物料在螺旋旋转叶片推动下沿轴向向出料端移动,在变化的螺距、螺杆和调节挡板在的 挤压作用下,完成物料的机械脱水作业,将含有65%~80%水分的空果串挤压脱水至含有40%左右水分的扁状空果串 ,扁状空果串传递到卧式打包机进行打包,打包好的空果串海运到国内. 到国内生物质电厂或燃料储存基地再作下一步处理.挤出的滤液经滤鼓进入接水槽从出口流出,经收集槽进行油水 分离、沉淀过滤,滤油回收,滤水送水处理进行循环利用.螺旋挤压机采用机械脱水,大幅度降低了物料干燥过程中 的能耗.棕榈空果串挤压处理的工艺流程为:空果串→皮带输送机→螺旋挤压机→卧式打包机→打包海运.见图7. 整个工艺流程需要的主要设备有:皮带输送机、螺杆挤压机、打包机.系统设备均为国内常规成熟设备,很多公司可 以生产;

b)果串与废弃老化棕榈树干、枝叶混合造粒、打包运输.与当地榨油厂合作,可以利用榨油厂的蒸汽设置一条破碎 、烘干、压缩、打包生产线,生产生物质EFB固体燃料,经加工处理后的燃料汽车运送到港口装船运到国内.棕榈空 果串制粒处理的工艺流程为:空果串→皮带输送机→螺旋挤压机→破碎机→干燥机干燥混合→造粒机加压成型→冷却 打包→装车→海运. 页面

4 /

6 棕榈果串体积较大,造粒成燃料的前期处理就是要先减小体积尺寸,挤压出部分水份,为下一步造粒的工序做充分 的预处理.需要先把棕榈果破碎成小颗粒,这要采用适用于破碎棕榈果壳子的破碎机,棕榈果壳破碎机可以配送输送 带,先把物料放置于进料输送带,然后把物料输送到破碎机料仓,启动破碎机,经刀轴辊动破碎,可得到出料为6m m~10mm的棕榈果壳小颗粒.棕榈果壳颗粒经挤压后仍含有较多水份,需要先用烘干机去除水份,烘干后的棕榈果 壳颗粒 水份15%, 接着进人造粒机中压制成型 ,造粒模套........