貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)2005,33(6):101~102Guizhou Agricultural Sciences[文章編號(hào)]1001-3601(2005)06-0329-010102生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤的比較楊波,翁偉,張百良(河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部可再生能源重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室,鄭州450002)摘要]從資源的形成、儲(chǔ)量、使用范圍、燃料特性、對(duì)環(huán)境的影響等方面對(duì)生物質(zhì)煤和礦物質(zhì)煤做岀了詳細(xì)的分析比較,使人們對(duì)它們之間的區(qū)別有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),并提出了一些看法和建議關(guān)鍵詞]生物質(zhì)煤;礦物質(zhì)煤;比較研究[中圖分類號(hào)]TQ533文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]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我國是一個(gè)能源消費(fèi)大國,在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)中煤炭分布廣、煤質(zhì)較好、品種比較齊全。按2000年煤炭產(chǎn)量10億t占了66%左右。隨著我國對(duì)能源需求量旳逐年增加以及大量計(jì)箅,我國煤炭資源探明儲(chǔ)量的保證程度高達(dá)1000年,其中經(jīng)化石能源消費(fèi)帶來的環(huán)境壓力的不斷加劇,新能源和可再生濟(jì)可開發(fā)剩余可采儲(chǔ)量的保證程度為114年。我國目前已成源的開發(fā)利用越來越受到重視。生物質(zhì)能源就是其中的一種為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國,煤炭產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的三分之可再生能源,近年來發(fā)展特別迅速,已逐步受到全世界各國的而且我國還是世界上煤炭出口大國,煤炭出口量占世界總重視。我國政府對(duì)生物質(zhì)能源也給予了前所未有的關(guān)注,投入出口量的11%。同時(shí)我國也是世界上最大的煤炭消費(fèi)國,2000了大量的資金、人力和物力。與此同時(shí),我國在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)年中國煤炭消費(fèi)量占世界煤炭消費(fèi)總量的28%。中國煤炭生換技術(shù)方面也取得了很多成績。生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換技術(shù)主要分產(chǎn)與消費(fèi)占到了中國一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量的66%左右。為生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)液化技術(shù)、生物質(zhì)固化技術(shù)等。生煤炭作為主要能源,在相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),它在我國能源結(jié)構(gòu)中物質(zhì)固化技術(shù)根據(jù)成型的方法不同,又可分為常溫壓縮成型的地位不會(huì)改變,但隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格,可再生能源的(冷壓成型)、熱壓成型。熱壓成型工藝中采用的成型設(shè)備主要開發(fā)和利用煤炭在能源構(gòu)成中所占的比例會(huì)有所下降機(jī)械驅(qū)動(dòng)活塞沖壓式成型機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)煤的形成主要是基于生物質(zhì)秸稈的生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)活塞沖壓成型機(jī)等幾種形式。它們所生產(chǎn)出的產(chǎn)品,通過實(shí)驗(yàn)我國每年秸稈的產(chǎn)量大約在6.2億t左右,除了一部分被利用表明在許多方面都可以作為礦物質(zhì)煤的替代品,因此我們稱外,還有很大一部分被遺棄或直接焚燒。如果我們把這6.2億為生物質(zhì)煤(bio-coal)。即生物質(zhì)煤是指,以生物質(zhì)秸稈為原t左右的秸稈全部利用,按照熱值將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤(轉(zhuǎn)換方料,經(jīng)生物質(zhì)成型設(shè)備加工而成的可以在一定程度上替代煤的法:生物質(zhì)煤的燃燒熱值一般為15000KJ/kg左右,標(biāo)煤的熱燃料,也被稱為白煤( white coal)、生物質(zhì)成型燃料等。生物質(zhì)值為29400KJ/kg,即生物質(zhì)煤的熱值相當(dāng)于標(biāo)煤熱值的51%煤的岀現(xiàn)改變了生物質(zhì)秸稈不易儲(chǔ)存、不易運(yùn)輸、能量密度低左右),那么我們每年就可以為國家節(jié)省大約3.16億t標(biāo)煤的缺點(diǎn),使生物質(zhì)秸稈從一種低品位的能源轉(zhuǎn)化為較高品位的個(gè)潛力是非常巨大的,并且,生物質(zhì)秸稈的形成周期大多都是能源。同時(shí)在使用過程中燃料自身的熱效率有了顯著的提高,5~8個(gè)月,生物質(zhì)煤的形成周期也是5~8個(gè)月,與化石能源煤煙塵問題也得到有效遏制,因而越來越受到人們的重視。相比,形成周期相當(dāng)短,同時(shí)生物質(zhì)煤是可再生能源,是取之不本文提到的生物質(zhì)煤是指河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的HPBⅢ型盡、用之不竭的。生物質(zhì)成型機(jī)所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品。該產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中未加1.2應(yīng)用范圍方面入任何輔助原料,是生物質(zhì)秸稈經(jīng)粉碎后,直接經(jīng)機(jī)器加工而礦物質(zhì)煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的熱量,可用于發(fā)電、民用成供暖,隔絕空氣的條件下還可以制成焦碳和煤氣。焦碳可用于1生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤的比較煉鋼煤氣是一種家用燃料。另一種產(chǎn)品是焦油,可用來鋪路此外經(jīng)處理的煤可成為化學(xué)制品,如醫(yī)藥、塑料、消毒劑、燃料1.1資源方面肥料和炸藥等。煤廣泛應(yīng)用于社會(huì)中的方方面面,就我國國情礦物質(zhì)煤是一些在千萬年前的植物殘骸,經(jīng)過長年累月的來講,由于我國煤炭資源相對(duì)豐富,經(jīng)濟(jì)上與天然氣、石油相比沙石覆蓋和地殼運(yùn)動(dòng)旳壓力漸漸形成,周期很長。我國礦物質(zhì)也較為廉價(jià),同時(shí),煤炭也是可潔凈利用的能源,所以煤炭在相煤炭資源相當(dāng)豐富。據(jù)調(diào)查,在距地表以下2000m深以內(nèi)的當(dāng)長的時(shí)歸冒郡曰士的一次能源地殼表層范圍內(nèi),預(yù)測煤炭資源遠(yuǎn)景總量達(dá)50592億t。截中國煤化工。生物質(zhì)煤燃燒時(shí)可00年底,煤炭探明保有儲(chǔ)量總量10077億t,資源探明率放出相CNMHG完全可以替代煤作為民用19.9%。根據(jù)國際通行的劃分標(biāo)準(zhǔn),我國現(xiàn)有煤炭經(jīng)濟(jì)可開發(fā)燃料和小型⊥業(yè)爐的燃料,為囤豕節(jié)省大量的能源。由于自剩余可采儲(chǔ)量為1145億t,約占世界同類儲(chǔ)量(9842億t)的身的揮發(fā)性較高,可以作為氣化原料,也可以作為液化的原料。11.6%。煤炭作為我國最主要的能源資源,不但儲(chǔ)量多,而且[收稿日期]2005-06-20作者簡介]楊波(1981-),男,在讀碩士研究生,研究方向:可再生能源轉(zhuǎn)換技術(shù)102·貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)2005,33卷1.3燃料特性方面最早是在1985年由美國提出,其內(nèi)涵是指在煤炭開發(fā)和利用表1典型生物質(zhì)煤與礦物質(zhì)煤在結(jié)構(gòu)特性上的主要差別過程中,旨在諴少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制等一系列新技術(shù)的總稱,是使煤作為一種能源應(yīng)達(dá)到的最大限度潛能的利用,而釋放的污染控制在最低水平,即達(dá)到生物質(zhì)煤38-5030-405-60.10-0.204-1465-700.8-1.2礦物質(zhì)煤煤的高效、潔凈利用的技術(shù)。發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是以煤炭資源用注:A灰分,V揮發(fā)性于一次能源為主要對(duì)象,以煤煙型污染的大氣環(huán)境治理為目標(biāo),以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境的協(xié)調(diào)與持續(xù)發(fā)展為方向,其核(1)生物質(zhì)煤含碳量較少。生物質(zhì)煤中含碳量最高的也僅技術(shù)是研究煤炭的高效利用和潔凈燃燒的問題。潔凈的煤為50%左右相當(dāng)于生成年代較少的褐煤的含碳量特別是固主要包括煤炭加工、潔凈燃煤與發(fā)電煤轉(zhuǎn)化污染物治理及定碳的含量也明顯比礦物質(zhì)煤少。因此,生物質(zhì)煤不耐燒,熱資源綜合利用等四個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。目前,水煤漿技術(shù)煤炭氣化值較低(生物質(zhì)煤一般為13000~17000KJ/kg,礦物質(zhì)煤一般技術(shù)和煤炭間接液化技術(shù)以及煤炭直接液化技術(shù)是我國潔為24000~25000KJ/kg)煤技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的重點(diǎn),并且在許多方面已取得了很大的成(2)生物質(zhì)煤含氧量高。從表1中的數(shù)據(jù)看出,生物質(zhì)煤績。同時(shí)也存在著一些問題由于潔凈煤技術(shù)重在社會(huì)效益和含氧量明顯地多于礦物質(zhì)煤,它使得生物易于引燃,在燃燒時(shí)長遠(yuǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)合,一般都投入大,回收期長。如果可相對(duì)地減少供給空氣量沒有國家環(huán)保的嚴(yán)格要求,企業(yè)很難有自覺行動(dòng)投入資金使用3)生物質(zhì)煤含氫量稍多,揮發(fā)分明顯較多。生物質(zhì)煤中新技術(shù);如果沒有國家政策的激勵(lì)和引導(dǎo),讓企業(yè)在盡可能短碳多數(shù)和氫結(jié)合成低分子的碳?xì)浠衔?遇到一定的溫度后熱的時(shí)間內(nèi)看到經(jīng)濟(jì)效益,企業(yè)就不愿去承擔(dān)如此大的經(jīng)濟(jì)分解而析出揮發(fā)物。所以生物質(zhì)煤易被引燃,燃燒初期,析出力如果沒有國家的宏觀布局和整體協(xié)調(diào)僅靠某個(gè)產(chǎn)業(yè)部門量較大,在空氣和溫度不足的情況下易產(chǎn)生鑲黑邊的火焰靠某一、兩個(gè)行業(yè)是推動(dòng)不了我國潔凈煤技術(shù)的快速發(fā)展的(4)生物質(zhì)煤含硫量低。生物質(zhì)煤中含硫量大多都少于生物質(zhì)煤的成型設(shè)備在前面我們已經(jīng)提到過,在我國都有0.20%,燃燒時(shí)不必設(shè)置氣體脫硫裝置,降低了成本,又有利于應(yīng)用,各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的HPBⅢ生物質(zhì)環(huán)境的保護(hù)成型機(jī)已經(jīng)在河南省進(jìn)入了示范性階段。通過將近1年的運(yùn)行(5)生物質(zhì)煤和礦物質(zhì)煤的密度大致相同使用,這種成型設(shè)備在農(nóng)村受到了極大的歡迎,農(nóng)民們對(duì)生物質(zhì)通過農(nóng)戶在實(shí)際中的使用,基本上驗(yàn)證了我們上面的理論煤都持非常歡迎的態(tài)度認(rèn)為生物質(zhì)煤的出現(xiàn)不僅可以讓分析。生物質(zhì)煤作為民用燃料和小型工業(yè)鍋爐燃料時(shí),完全可增收,而且還解決了國家難以治理的秸稈焚燒問題。在取得、和煤媲美,作為煤的替代燃料。些成績的同時(shí),也出現(xiàn)了一些問題,比如實(shí)際生產(chǎn)1t生物質(zhì)煤的1.4環(huán)境方面能耗比理論推算的要高,機(jī)器某些方面的性能還需要進(jìn)一步改煤炭開采對(duì)環(huán)境的影響:煤礦開采對(duì)土地資源的破壞表現(xiàn)善缺乏成型設(shè)備和生物質(zhì)煤應(yīng)該享有的國家和政府補(bǔ)貼的具為地表塌陷、水土流失和沙漠化、固體廢棄物壓占污染土地等體實(shí)施辦法等,這些硬的和軟的方面都還需要投入很大的精力對(duì)水資源也造成破壞和污染(表2)3結(jié)論在煤炭開采過程中形成的大氣污染主要是來源于礦井瓦斯和煤矸石自燃釋放的氣體。據(jù)估計(jì),2000年中國煤礦的瓦斯3.1礦物質(zhì)煤在今后相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍將是我國的主要消費(fèi)排放量達(dá)96.25億m3(CH、純量),約占全球的60%。這不僅能源,但應(yīng)廣泛的采用潔凈煤技術(shù)浪費(fèi)了大量的清潔能源,對(duì)礦區(qū)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重危害,而3.2從長遠(yuǎn)考慮生物質(zhì)煤是一種清潔的可再生能源,大力開且也大大加劇了全球氣候的變暖,影響全球氣候變化。煤矸石發(fā)利用生物質(zhì)煤是節(jié)省能源、減少污染、實(shí)施能源可持續(xù)發(fā)自燃產(chǎn)生大量的SO2、CO、CO等有毒有害氣體是煤礦開采對(duì)的有效途徑。生物質(zhì)煤有非常大的開發(fā)潛力和發(fā)展空間大氣環(huán)境的另一個(gè)主要影響。[參考文獻(xiàn)]表22000年國有重點(diǎn)煤礦工業(yè)廢水及礦井水排放情況萬t工業(yè)廢水排放總量礦井水排放量礦并水自用量井水利用率1]劉建禹翟國勛陳榮耀.生物質(zhì)燃料直接燃燒過程特性的分析29,6%J.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001(9):290-29數(shù)據(jù)來源:中國煤炭加工利用協(xié)會(huì)2]張百良,李保謙.HPBⅠ型生物質(zhì)成型機(jī)的試驗(yàn)研究[].農(nóng)業(yè)工礦物質(zhì)煤利用中主要存在的問題:一是排放大量的污染程學(xué)報(bào),1999(9):133-136物,如粉塵和SO2年中國SO2排放總量為1875萬t,煙3]劉立華.生物質(zhì)能源的開發(fā)利用與前景[].唐山師范學(xué)院學(xué)報(bào)2002,24(2):36-3塵排放量為1159萬t其中75%以上與燃煤有關(guān),以煤煙型為[4]范維唐煤炭在能源中處于什么地位[.中國煤炭,200.27主的大氣污染導(dǎo)致的酸雨覆蓋區(qū)已擴(kuò)大到國土總面積的30%以上,在很大程度上影響和制約了國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。再5]蔣劍春.生物質(zhì)能源應(yīng)用研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].林產(chǎn)化學(xué)與是作民用燃料時(shí)排放的有害氣體造成室內(nèi)空氣污染,對(duì)人體的工業(yè),2002,22(2):75-80健康危害大。二是排放大量的溫室氣體CO2,從長遠(yuǎn)看,將造6]李志合,易維明.生物質(zhì)能源利用及發(fā)展[J].山東工程學(xué)院學(xué)成全球氣候海平面上升,給各國農(nóng)業(yè)、交通、能源、水資源等帶來嚴(yán)重的影響和損失。據(jù)有關(guān)專家研究中國CO2排放的7]俞珠峰,陳貴峰我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展及其影響因素淺析[門中90%以上來自于能源消費(fèi),其中煤炭消費(fèi)占60%以上國煤炭,2000,26(12):8-10.生物質(zhì)煤是一種綠色能源。由于其使用過程中幾乎沒有8]楊麗陳貴峰.潔凈煤技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建[冂.潔凈煤技SO2產(chǎn)生,產(chǎn)生的CO2氣體與植物生長過程中需要吸收大量術(shù),2004,10(3):1-3葉*的題研究[].中國能源,2004,26CO在數(shù)量上保持平衡,也就是說CO2零排放,因此使用生物中國煤化工質(zhì)煤基本不產(chǎn)生大氣污染10]CNMHG的開發(fā)與應(yīng)用研究企業(yè)2礦物質(zhì)煤和生物質(zhì)煤目前的發(fā)展研究現(xiàn)狀1]韓得奇陳平等.煤間接液化技術(shù)現(xiàn)狀及其經(jīng)濟(jì)性分析[].技術(shù)由于我國礦物質(zhì)煤的燃燒造成巨大的環(huán)境壓力,我國政府與創(chuàng)新,2004,1十分重視發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)( Clean Coal Technology簡稱CCT),[12]孫錦余控制大氣污染幾種典型的煙氣脫硫方法[J.節(jié)能,200并把發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)作為治理污染、保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗、技術(shù)(2):29-31進(jìn)步、實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略措施。潔凈煤技術(shù)責(zé)任編輯:陳德壽)