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陶瓷产业如何突破能耗困局, 引入生物质燃料或可破冰

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进入本年度中旬以后,燃料成本已经成为压死骆驼的最后一根稻草,截止8月,单范高安产区,已有60条以上生产线陆续停产。根据国际环境初步预估,煤价短时间内大幅下调的可能性不大。甚至一至两年以内会维持在高位单价。且国家环保政策的大力推行,煤炭资源的不可再生性,决定了煤价没有下降的政策环境。寻找更清洁,成本更低的可再生能源可能是一条出路。

我国每年林业废弃物和农业生产剩余物质产量高达 7亿吨,如何有效利用这一巨大资源,已成为摆在能源工作者面前的重要课题。生物质气化技术改变了直接燃烧生物质的利用方式,提高了废弃生物质的能源品位,对节约常规能源、降低环境污染、保护生态环境具有重要意义。

1.生物质燃气发生器构造和组成

生物质燃气发生器由燃气净化冷却室,上筒体部件,上料仓部件,炉排部件,螺旋除灰系统,燃气净化系统,PLC自动化编程程控控制,平台喂料部件等组成。

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工作效果

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2.应用到喷雾造粒塔的理论可行性

生物质下吸式燃气发生器,该炉型可燃气,气化剂(空气)的流向与生物质进料方向相同,可燃气从炉排下部被吸出,使得可燃气体通过高温氧化区,有利于焦油进一步裂解,设计二次净化,焦油含量低,粉尘排放达标,加料无需密封,使用燃料广泛(生物质秸秆,玉米芯,稻壳,花生壳,棕榈壳,椰壳等)等,运行成本低优点,广泛应用于配套热水锅炉,蒸汽锅炉,烘干机,烘干炉,熔铝,铸造,工业窑炉,发电机组,集中供气等。

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由于陶瓷行业在早些年,有部分喷雾造粒塔使用的是煤气站自制煤气,如现在引用生物质制气,有生产实践基础。

3.生物颗粒制气造粒与粉煤浆造粒成本对比

高安某生产企业,生产600*600规格仿古砖,单线30000平米产量。采用水煤浆喷雾造粒,每天使用粉煤约55吨。目前综合成本为55吨*1200元/吨=66000元/天。

55吨粉煤应产生热值,55*1000*6500*0.85=303875000kcal,(按照平均热值6500kcal,热值利用率按照0.85)。

生物质下吸式燃气发生器,六吨本体内空的设备型号,设备尺寸5000*11000mm,功率3600000Kcal/h,消耗生物质木块木片1100kg/h,(按照生物质颗粒平均发热值4000Kcal;,利用率按照85%),产生燃气按照2.2Nm³/kg,也就是每小时产生2200Nm³燃气,按照生物质燃气热值1700kcal计算,总计:3740000kcal/h,24小时热值为89760000kcal。303875000/89760000=3.08台该型号设备,可以满足热值需求。考虑到设备稳定性及设备利用率,需要该型号设备4台并联可满足生产需求。

生物质颗粒按照市场平均价格600/吨计算,生产成本为,3.08*1.100*24*600=48787.2元/天。两项相减,66000-48787.2=17212.8元/天。

该型设备本体造价在30万左右,配套设备及基础建设预计在20万左右。4套设备总投入为200万元。该企业如采用生物质燃气发生器,预计120天可回收设备投入成本。

4.生物颗粒制气燃料来源及成本

前文提到,生物颗粒的生产原料为秸秆,玉米芯,稻壳,花生壳,棕榈壳,椰壳,杂木,树枝等,可再生林业废弃物和农业生产剩余物质。查询阿里巴巴等网络销售平台,找到部分材料价格。

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全国各地由于农业及林业副产品不同,剩余物质价格有所区别,综合评估600元/吨的燃料成本应该可以实现。甚至部分地区更低。

5.生物颗粒制气应用到陶瓷生产需解决的问题

1.场地占用问题

由于产业内,大部分企业是按照以煤为燃料来做的厂房设备布局,生物颗粒制气设备由于其产气原理局限,以目前技术水平,最大内空容量为6-8吨。必须采用多个设备并联,才能满足生产需要,场地占用问题使得大部分企业并不适合调整。全国各地政策都支持气化炉的建设(可再生燃料应用项目),新建生产线将有巨大优势。

2.燃料稳定性问题

同样由于农业及林业副产品不同,剩余物质的含水量会有区别,甚至含水率会随天气变化而变化,而水分将直接影响热利用率。不同的农业剩余产品,由于其有机物含量的区别,产气效能都会有差异。比如,秸秆和松木枝的区别就非常大,因为松油的热值在1万以上。综上所属,生物颗粒制气设备目前只适用于蒸汽锅炉,烘干机,烘干炉等间断性供热设备,不太适合陶瓷企业的连续生产。

3.燃料采购及储存问题

农林业的副产品的产量,会随着四季的变化而变化。直接会造成厂家的燃料库存波动。并且农副产品的腐败,变质,也会造成一定的影响。消防问题如何解决又是一个新的课题。

6.如何引入生物质燃料破冰?

综上所属,生物质燃料对接到陶瓷生产,最关键的是解决生物质燃料的稳定性问题。或者说如何让生物质燃料实现标准化,从而让生物颗粒制气设备能够稳定的工作。比如达到某些技术标准,热值稳定在3800-4000,水分控制在8-10左右,直径颗粒在15-20mm之间,甚至比重都可以做出要求。如此陶瓷行业的能源问题将得到解决,我们再也不会是被国家环保政策调控的行业。由于其背后成本的降低,带来的价值市场。将会引领陶瓷设备制造企业走向又一个春天。希望行业内有担当,有实力的大佬们,着力于生物质燃料标准化。造福于社会,谋利予行业。

(沁园春陶瓷 研发部 陈洋)

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