“青山绿水就是金山银山”，——在这样的伟大号召之下，全国上下展开了经年的环保风暴。即便在煤炭资源较为丰富的北方地区，传统的烧煤取暖方式也已经被叫停两年，最主要的原因就是烧煤的排放物对环境破坏太大。

可惜的是，想象中美好的天然气并没有及时发挥最大的作用，以至于即便进入了隆冬，河北省一些小学生依然在冰冷的教室里瑟瑟发抖。如果换一个思路，也许就是另一番图景了：每年，广袤而富饶的华北平原都会产生数十亿计的作物秸秆。这些秸秆，如果被制成生物质颗粒燃料，不仅不会带来浪费和焚烧污染，还可以温暖那些小学生的心。

一、生物质颗粒：几乎是零排放的“新物种”

1.生物质颗粒燃料是个啥?

最近几年，很多板厂锅炉改成烧生物颗粒了。对很多人来说，生物质颗粒燃料不再那么陌生。其实，生物质颗粒燃料在世界各地出现已经多年，是可再生的、清洁燃烧及成本稳定的家庭供暖选择。

生物质颗粒燃料(英语：BiomassPelletFuel)是从生物质压缩制成的供暖燃料。最常用类型是木颗粒。作为木头燃料的一种形式，木颗粒通常从锯木及其他木制品产生的压实的锯末或其他废物制成。其他木本生物质能源包括棕榈核壳，椰子壳，以及整树移除或在伐木之后剩余的树梢和树枝等，否则有助于补充土壤养分。还有草类也可以颗粒化，形成草颗粒。

生物质颗粒燃料多为茎状农作物经过加工产生的块装环保新能源，其直径一般为6~8厘米，长度为其直径的4~5倍，破碎率小于1.5%~2.0%，干基含水量小于10%~15%，灰分含量小于1.5%，硫含量和氯含量均小于0.07%，氮含量小于0.5%。

锯末烘干机烘干线锯末烘干前后

生物质固体燃料主要为碳元素、同时还含有氢、氧、氮及无机成分如:钾、钠、钙、硅等，与原料种类性质有关。

不同的燃料，产生不同的热值，比如木屑颗粒热值：-大卡/kg，玉米秸杆颗粒热值：-大卡/kg，经压缩后还是比较耐烧的，燃料是否冒烟，是取决于燃烧设备的制造工艺决定上，燃烧设备制造工艺合理，燃烧充分，基本不会冒烟，相反则会冒烟。秸杆切一段段1cm长的就可以生产颗粒，密度达到1.1，不需加特殊配方。

随着年以来的化石燃料价格的飙升，对颗粒供暖的需求在欧洲和北美有所增加，并且一个庞大的产业正在兴起。

2.生物质燃料有什么特点?

可迅速形成高温区，稳定地维持层燃、气化燃烧及悬浮燃烧状态，烟气在高温炉膛内停留时间长，经多次配氧，燃烧充分，燃料利用率高，可从根本上解决冒黑烟的难题;˙与之配套的锅炉，烟尘排放原始浓度低，可不用烟囱;˙燃料燃烧连续，工况稳定，不受添加燃料和捅火的影响，可保证出力;˙自动化程度高，劳动强度低，操作简单、方便，无需繁杂的操作程序;˙燃料适用性广，不结渣，完全解决了生物燃料的易结渣问题;

3.生物质燃料的环保特性令人迷魅

它不会增加温室气体!生物质燃料在生产过程中要消耗CO2，正好抵消其燃烧过程中产生的CO2。生物质燃料燃烧污染物排放主要为少量的大气污染物及可综合利用的固体废弃物。目前全国各地纷纷禁煤，因此这是生物质颗粒受欢迎的先决条件。

生物质燃料纤维素含量高，为70%左右;硫含量大大低于煤;燃料密度大，便于贮存和运输;产品形状规格多，利用范围广;热值与中质煤相当，燃烧速度比煤快11%以上，燃烧充分、黑烟少、灰分低、环保卫生;另在采取配套的脱硫除尘装置后，大气污染物排放种类少、浓底低。生物质燃料锅炉燃烧固体废弃物主要为燃烧后的灰分，可以回收做钾肥，实现“秸秆——燃料——肥料”的有效循环。

锯末生物质燃料制作流程

据研究;生物质燃料燃烧后可实现CO2零排放，NOx微量排放，SO2排放量低于33.6mg/m3，烟尘排放量低于46mg/m3。而国家标准为：SO2≤mg/m3，烟尘≤mg/m3。

二、生物质颗粒燃料是怎么制造出来的?

木质颗粒燃料生产由原料、筛分、干燥、旋风分离、成型制粒、冷却、筛分、成品等过程组成，同时，各部分都配有严格的质量监控系统，以确保产品的品质。

以下为木质颗粒燃料生产流程图

原料堆场：原料以锯末为主。原料库面积平方米左右，为保证燃料正常、持续生产，需要至少保证15天左右生产的原料需求。因此需堆放~吨原料。原料库搭建顶棚防雨、防雷、防风，与生产区和生活区的防火间距大于50米，距公路大于30米，距电力变压器大于30米，并采取隔离措施和设置完备的防火配套设施，以确保安全。

锯末

筛分：原料通过输送机输送到筛分机(3kW)进行筛分，提出较大木块或铁钉等杂物。

锯末筛分机

干燥：生物质成型燃料对原料的含水量有较严格的要求，原料经过筛分后，通过绞龙输送机输送到锯末烘干机通过热风进行干燥。

烘干机

锯末烘干机可以适用锯末、玉米秸秆、豆秸、棉秸和花生壳等不同原料，设备运行稳定。可以使物料脱离水分。

旋风分离：原料烘干后在传送的过程中，通过后有大量的湿气存在，通过旋风分离器将湿气排走。该系统设置2台旋风分离器，成型后的燃料经冷却后亦需要旋风分离器对成型燃料和湿气进行分离。物料输送：本系统物流传送需要相应的传送设备。根据需要，本次设计采用了螺旋输送机、绞龙输送机和提升机将物料输送到相应的设备。

制粒成型：生物质颗粒燃料成型机为生产线关键设备，本系统采用经农业部鉴定的型生物质颗粒燃料制粒机，功率96kW，产量可达1.5吨/小时。

冷却：出料生物质时颗粒燃料温度高达80~90℃，结构较为松弛，容易破碎，须经过逆流式冷却系统，冷却至常温后方可装袋入库或经皮带输送机和提升机送入筒仓。此套装置设有冷却风机和旋风分离器，可将分离出来的粉末返回到前面工序，进行再造粒。

筛选：经过冷却后的颗粒燃料，采用振动筛进行筛选，需经过筛选，将碎料筛选出来，确保生物质颗粒燃料的出厂质量。经过筛选出来的碎料，返回到前面工序，进行再造粒。

成品仓：将加工后的成品颗粒，经提升机送入成品仓，以备装袋入库。

装袋入库：本次设计采用包装输送机进行计量和入带包装，送入成品库。

筒仓系统：根据用户需要，也可采用散料运输，即由成品仓将颗粒燃料经皮带输送机和提升机，直接送入筒仓进行存储，采用汽车将颗粒燃料直接送往用户。

颗粒机生产线：主要流程与设备配置

1.主要设备：

输送机——筛选机——锯末烘干机(原料水分合适可去除)——提升机——刮板机——待制粒仓——制粒机4台——颗粒输出送带(裙边皮带机)——冷却器——打包

2.其它设备：

电控——主机冷却系统——冷却机风网——除铁系统

三、生物质颗粒燃料的国外进化与启示

在欧洲和美国，数以百万计的人使用木屑颗粒供热，用于独立式炉具，壁炉、熔炉和锅炉;除了民用，颗粒还可用于工业应用和发电，作为热电联产项目中煤的替代或补充品。即便是在学校和监狱等大场所，使用木屑颗粒燃料供热也并不鲜见。

下面，大致了解一下生物质颗粒燃料在国外的发展过程：

美国

在上世纪80年代中期已经出现了木屑颗粒燃料行业，随着住宅木屑颗粒炉的推广。此设备是能够减少颗粒物排放，远低于美国环境保护局(EPA)对柴灶排放新要求，为消费者提供自动化和便利的木材供暖方式。颗粒炉的销量在90年代初迅速增加，在年达到顶峰。后来因天然气灶出现，增长逐渐趋于平缓。颗粒燃料销售量遵循住宅颗粒炉的需求曲线。在此期间，住宅用途占95%左右，其余为工业用途。

年，在美国太平洋西北地区经营了两家颗粒厂。大多数颗粒厂为小公司所有。然而，最近建成许多大型颗粒以应对欧洲不断上升的需求，欧洲已成为加拿大和美国主要的生物质颗粒出口目的地。

使用的原料通常是木屑。刨花和木片比较少使用。这个行业是由许多独立的工厂组成，其唯一的业务是颗粒生产，这些工厂也是其它木材加工公司的一部分。这些独立的企业在公开市场上购买原材料，往往是更大的生产商。

木屑颗粒行业是由一间间厂缓慢发展起来的。许多工厂需要6-18个月的调整规范期。启动阶段时间长是由于多种因素，包括：原材料变化、设计不当和工程，使用破旧或尺寸不合适的设备和缺乏经验的管理人员和生产工人的一部分。尽管如此，随着行业的逐渐成熟，条件不断改善，企业在进入这个行业之前，一般会提前做研究调查，设备/工程公司提供更好的整体工厂设计和安装，改善装备，借助其他颗粒生产商提供信息和协助。

除了大型的颗粒生产厂，也有一些是个体户，特别是在农村地区大家自行用小型机械生产生物质颗粒燃料。这是一种自给自足的方式，满足周边地区用户需求，也是一种从现成的废料中获得经济效益的方法。

瑞典

瑞典是这个行业的先行者之一，由于其突出的木材产业、增加能源独立的愿望和环境保育的承诺。使用生物质颗粒用于能源生产可以追溯到上世纪70年代，在能源危机后，寻求化石燃料的替代品。在这个时候，用于生产动物饲料颗粒的技术已被改进，以适用于更致密的木质材料。

瑞典木屑颗粒的生产计划在年后期启动，决定在穆拉建一个颗粒厂。该工厂于年11月开始生产，不久后就出现问题了，因为成本远远高于预算。设备是将燃油锅炉改为生物质颗粒燃料锅炉。但是效率很低，不仅仅是因为颗粒质量很差。第一年的原料主要是树皮。颗粒灰分含量通常是2.5-17%。穆拉工厂于年倒闭。

年在Vrgrda建了一间颗粒厂，于年倒闭。该厂的最后一个所有者是Volvo集团。在年，建于Kil的第一间干燥物料制粒厂，被设计为年产量为吨。这家工厂仍然在运作，是瑞典历史最悠久的商业化工厂。

在90年代初，瑞典政府想出了矿物燃料征税的提案。此时它也限制二氧化碳的排放量。在短期内，燃烧化石燃料变得无利可图，随之生物燃料进入填补能源缺口。这是一个转折点，标志着木屑颗粒的使用开始快速增长。

为什么是瑞典?

在瑞典，生物质能占全国一次能源消费量的36%，排名第一位。年消费成型燃料万吨，人均消费公斤，居世界第一。除本国年生产多万吨外，每年进口数十万吨成型燃料，广泛用于发电，工业供热、蒸汽以及商业、办公和居民采暖。

瑞典地处北欧，冬季寒冷漫长，纬度与中国东北地区类似，因此瑞典颗粒燃料产业的发展历程、特点以及先进技术、经验对中国，尤其是东北地区生物质固体成型燃料的发展有重要的借鉴与启示。

瑞典颗粒燃料产业发展特点

(1)林业资源丰富，原料以林业剩余物为主。瑞典有丰富的森林资源，每年产生大量的林业剩余物，因此颗粒燃料原料以林业剩余物为主，包括锯末、刨花、木条等。与中国丰富的农作物秸秆资源相比，林业剩余物具有热值高、易远距离运输，同时物理特性相差不大，在颗粒燃料生产过程中不需要粉碎;但也存在问题，主要是由于锯末含水量较高，一般超过50%，因此在颗粒燃料加工前需增加烘干工序，这也部分增加了其生产成本。

(2)颗粒燃料产业商业化，以大中型为主。瑞典颗粒燃料产业完全商业化生产，成型技术成熟，生产企业以大中型为主，生产能力达到万吨，主要集中在35个大型生产企业;小型企业(年产量0t以下)基本上是在已有刨花板、家具及锯末生产厂的基础上建立的，利用自己企业产生的锯末作为原料。

(3)政府制定了完善的法律、法规以及鼓励政策。瑞典颗粒燃料产业在90年代以后迅速发展的一个重要原因是国家制定了生物质能源鼓励政策，并以法律法规形式颁布，长期保持不变。如年颁布的二氧化碳排放税，使得大量区域供热中心采用的原料由石油转变为颗粒燃料，年的电力认证系统，鼓励电力生产商或电力供应商采用可再生能源生产的“绿电”，极大地促进了颗粒燃料的发展。

(4)颗粒燃料相关标准不断完善。从上世纪90年代开始，瑞典研究机构就发布了颗粒燃料相关标准，并针对不同用户对颗粒燃料进行分类，完成了颗粒燃料、燃烧设备等标准、技术条件的测定。同时，瑞典颗粒燃料的标准、技术条件不断向欧盟标准靠近和完善。目前采用的检测分析方法大多采用了欧盟标准，尤其是在生物质炉具、锅炉的检测方面，大大促进了瑞典与欧盟各国间的颗粒燃料、燃烧设备的贸易。

(5)燃烧技术及燃烧设备成熟。近几年来，瑞典的户用燃烧锅炉、采暖炉具产量不断扩大，这得益于燃烧技术及燃烧设备的发展。瑞典政府十分重视燃烧设备的开发与应用，目前瑞典许多研究机构、大学、企业等合作研究开发了燃烧设备，使得瑞典的燃烧设备以及燃烧技术处于国际领先地位。

(6)拥有完善的质量保障体系。为保证颗粒燃料、燃烧设备产品质量，瑞典政府规定，在颗粒燃料、燃烧设备进入市场前，必须获得第三方的检测认证。瑞典国家技术研究所(SP)建立了自愿认证系统，即P-Mark认证体系，如进入欧盟市场时，需达到欧盟标准要求，即通过CE认证。这提高了颗粒燃料、燃烧设备的质量，保障了用户的利益。

四、发达国家的经验中国成型燃料产业发展的启示

中国具有丰富的农作物秸秆资源，每年农作物年产量约7亿吨左右，自年以来，国家相继出台了一系列促进可再生能源发展的法律、政策、规划、标准等，但对于生物质固体成型燃料中国还刚刚进入市场化推广的初级阶段，产业化进程较为缓慢，因此，需要借鉴欧洲各国的成功经验和先进技术，加快中国的产业化进程。

1.加大秸秆类成型燃料成型技术、燃烧技术的研发。中国是以农作物秸秆为主要原料来加工生产成型燃料的，秸秆成型特性、燃烧特性方面与林业剩余物有很大不同，不能照搬国外的技术以及设备，应按照中国的实际国情，加强对秸秆类成型燃料的成型特性、燃烧特性的研究，尤其是研发适合中国锯末类成型燃料的锯末烘干机、生物质炉具等燃烧设备。

2.制定鼓励政策，完善生物质成型燃料标准体系。目前中国已制定了生物质能源相关法律、规划，并通过多项成型燃料行业标准，初步建立了中国的生物质成型燃料标准体系。但中国的成型燃料产业处于初级发展阶段，还没有被市场完全接受，要制定明确的促进成型燃料开发与利用的政策和措施，并保障已有法律和政策措施能够有效实施，应重点在设备制造和成型燃料利用市场开拓方面予以大力扶持;并制定完善生物质炉具、锅炉、燃烧器等燃烧设备方面的技术条件、标准。

3.健全质量保障体系，建立国家级的生物质燃料与燃烧设备检测认证中心。欧盟国家有成熟完善的质量保障体系，在水分干燥烘干、成型燃料、燃烧设备进入市场前，要经过检测部门的检测认证。由于中国的成型燃料刚刚起步，质量保障体系还不完善，成型燃料、燃烧设备在没有经过检测认证的情况就进入市场，这导致了成型燃料质量、燃烧设备质量参差不齐，影响了生物质固体成型燃料的产业化进程，因此在目前科研机构的基础上，建立一个集科研、检测、市场开发三位一体的综合研究机构，促进科研开发，掌握市场最前言的信息，促进科研成果向市场的转化，使科研成果体现出自身巨大的社会经济价值;同时借鉴欧盟国家的成型燃料方面的检测经验，建立国家级的生物质固体成型燃料检测认证中心、生物质固体成型燃料燃烧设备检测认证中心。

4.加大典型区域示范推广，实现规模化生产。中国的成型燃料以农作物秸秆为原料，考虑秸秆的运输半径、成本以及秸秆存储等问题，中国的成型燃料企业应以具有年产1～2万吨生产能力的中型企业为主，以实现成型燃料的规模化生产，同时考虑到中国地域辽阔、各地气候差异大，秸秆特性不同的特点，应在不同区域建立示范项目，促进中国生物质成型燃料产业化发展，使之完全商业化、市场化。

水源热泵技术、风能、太阳能等可再生能源一道，作为能源结构中的重要补充方式，逐步解决中国炉燃煤污染问题，提升城市的环境空气质量。各级政府应针对社会发展的新形势，从新农村建设方向，下拨资金，建立示范村，在各城镇和市区大力推广绝对环保的生物质颗粒燃料。

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