生物質顆粒碳化

生物質顆粒碳化燃料是各種生物質經過乾燥、轉性、混料、成型、碳化等複雜過程連續生產出來的一種新型燃料，其與煤性質相同，是可供各種燃燒機、生物質鍋爐、熔解爐、生物質發電等的高效、可再生、環保生物質燃料，此種燃料在國際認證為零污染燃料。

目前主要有純木質碳化、農作物秸稈混合碳化、棕櫚碳化等顆粒。

基本介紹

• 中文名：生物質顆粒碳化
• 外文名：Carbonization of biomass particles
• 屬性：新型燃料

利與弊

屬性

1.低能量密度/熱值（低固定碳含量 ~45%）

2.高水分含量 （~50%）

3.高揮發物質含量 （~70%）

4.低灰含量，高鹼金屬含量（鈉）（相比草本生物量氯含量更低）

5.更多的氧含量（需要更少的氧氣燃燒）

6.吸濕性（吸水分）

7.不均勻（形狀，大小和類型太多）

燃料問題

1. 低熱值，高水分含量
   
2. 低能量密度
   
3. 體積太大，長距離運輸不經濟
   
4. 不均勻性
   
5. 燃燒特性的巨大差異（固化碳，VC，無機成分，水分，熱值）
   
6. 大小，形狀和類別差異大（處理和儲存困難）
   
7. 燃燒效率低，燃燒時產生煙，
   
8. 難以研磨成粉（易磨性差）
   
9. 吸濕性（在儲存時吸收水分）
   
10. 重要的無機物含量（主要是鈣，矽和鉀）
    
11. 相關灰份問題（燃燒，熔化，凝結）
    
12. 碳通常有更高的灰含量，但是生物質灰份更容易成渣和積污
    

碳化

1. 熱化學處理過程與烘培或者高溫裂解相似
   
2. 從木質生物質里分離出水、一些揮發性有機污染物和半纖維素，留下纖維素和木質素生產出碳化殘留物Ü碳化木質
   
3. 揮發性有機物和半纖維素燃燒時會產生熱量Ü需要持續這個過程
   
4. 如果熱接著劑是圓形的，溫熱的木質素就是粘合劑
   
5. 根據不同的加工時間，TW的產量在66%-75%之間。
   
6. 能量密度增加70%，生物質保持了其原有能量含量的90%
   

進入碳化前的流程

生物質轉性碳化設備

碳化機優點

碳化機

提升生物質的化學性能，因此為能量產；形成更加經濟的生物質利用過程。

碳化的產品是一種均勻的固體燃料：

更高的碳含量（每單位體積） 更低的水分含量

1、使生物質具有斥水性

2、運輸和物質保存更實惠，容易

3、室外儲存成為可能Ü更少存儲花費

4、重要的能量丟失源於再吸收生物質（碳粒）中的水分得以保存。

5、可忽略的生物活性（分解，發霉）

6、無需生物降解就可更長時間保存

7、低O/C比 Ü在氣化作用下產量高

8、消除煙霧的產生

9、混合生物質原料均勻輸出

10、碳化的生物質：有更高的均勻的化學和物理性能

11、可在同一儀器里使不同類型的木質生物素球形化，使顆粒化過程更經濟

12、碳化機使得在單一燃燒設備中用不同類型的當地的木質生物質產出能量成為可能，提高了燃料利用程度，更可靠，更穩定，減少了燃料成本

13、減少了處理和保存成本

與煤炭相比

	煤炭	碳化木質顆粒
發熱量	25GJ/T	22GJ/T
灰份	10%	3%
硫磺	3%	0.1%
氮氣	1.5%	0.2%
氯氣	0.05%	0.01%

指示值：根據不同類型的生物質和炭塊改變

易磨性堪比炭塊，燃燒反應性堪比木頭

定義

生物質顆粒碳化是生物質轉性碳化燃料的生產過程之一。

性質

1、本燃料和煤炭物理性質類似——可作為煉鐵及焦炭替代品，可無限制與煤炭混合加入發電機組。

2、具易磨性和疏水性，易於儲存——可值於室外，甚至丟入水中亦不會受影響。
3、碳化顆粒能量密度為木塊的6~10倍——內陸運送和儲存成本低。

4、熱值提高20%左右。

套用

住宅和商業加熱

能量生產

Ø生物質利用在大型燃煤電廠

Ø與煤炭價格及性能競爭

Ø相比生物質，有更高的混燒率

Ø在2014年逐步淘汰煤炭，成為滿足省級授權最實用的選擇

鋼鐵生產

ØTB所需的低熱值範圍是25MJ/KG

生物質到液體燃料

Ø油燃料（Fischer–Tropsch process ）

出口

Ø在美國和歐洲有很大的市場

總結概述

Ø以木材為原料的問題：低熱值，高濕度，低能量密度，不均勻，吸濕性和易磨性差

Ø相比炭塊，碳化處理多數問題，提供燃料

Ø碳化機：木質生物素在熱化學處理過程中以200-300度分解出水，揮發有機污染物和半纖維素

Ø碳化生物質

ü高能量，低濕度含量，易磨性更好

ü運輸，處理和儲存優點源於更高的堆積密度和能量密度，同質性，和疏水性

ü缺點：低體積和能量密度增強：沒有運營的商業單位。

Ø當能與碳共燃時，在煤電廠中是一種極具競爭力的燃料。