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生物质替代燃料在水泥行业的应用前景

来源:徐荣 日期:2024-04-22 访问量:465 次
 未标题-1    我国水泥行业二氧化碳排放量约12亿吨,占我国碳排放总量约12%。水泥熟料生产过程中的碳排放主要来自化石燃料燃烧燃烧碳排放以及碳酸盐分解工艺碳排放。发展原燃料替代技术是实现水泥工业碳减排、降低成本的有效途径。生物质替代燃料在水泥行业的应用是未来重要方向之一。
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生物质替代燃料的特性及前景
     生物质燃料的普遍热值在2500-3500大卡左右,与煤炭相比,生物质燃料水分高(10%左右)、挥发分高(50-60%左右)、固定碳低(10-15%)左右,烟气量大(比煤多10%左右)。    我国秸秆类资源量约8亿吨,林业废弃物约3.5亿吨,再加上畜牧业(牧草类、粪便类)、菌菇业、木加工业等,可作为生物质能源进行利用的超过5亿吨。另外根据生物质燃料的分类,水泥行业可用的生物质燃料还包括市政污泥、废纸、动物肉类加工废弃物、废皮革等等,生物质替代燃料在水泥行业的应用潜力巨大。

国内生物质替代燃料使用现状
    国外利用生物质替代燃料已有超过30年的历史,技术较为成熟。除中国外,全球水泥企业热耗化石燃料占比约80.9%,固废替代燃料占比约12.4%,生物质燃料占比约6.7%。欧洲水泥企业替代燃料比例较高,约达到70%左右。    我国水泥行业利用替代燃料起步较晚,始于2010年前后,以生活垃圾、污泥为主。近年来各类替代燃料的使用越来越受到企业的重视,各大水泥集团均在布局生物质燃料等替代燃料项目。2020枞阳海螺投产国内水泥行业首套生物质燃料系统,年处置利用秸秆15万吨,替代标煤5万吨。目前我国水泥行业替代燃料能耗占比约4%,与国外相比仍有巨大的发展空间,甚至可以说是起步窗口期阶段。

    生物质燃料根据其特性主要用于替代分解炉燃煤,实现分解炉燃煤替代60%,总能源替代36%是极为可行的。

生物质燃料替代效果及问题建议
  1. 生物质替代燃料约2.5-3吨可替代一吨煤炭。

2.生物质燃料含氮低,挥发分具有脱硝效果,可显著降低系统氮氧化物排放。

3.形态、热值水、分波动较大,对输送喂料带来挑战。燃烧与热量释放速度与水泥工况契合度不够,导致热能利用效率低。

4.碱含量较高,水泥熟料质量有影响。

5.生物质燃料一旦大规模在水泥行业使用,需求量将非常巨大。一座5000吨工厂按燃煤替代率36%估算,一天就需要消耗约800吨生物质燃料。水泥企业暂时多直接采购生物质燃料,实现降低成本及碳减排。未来为了更好地保证生物质燃料品质、来源稳定及成本可控,水泥企业应以厂或者区域为单位,建设自己的替代燃料工厂。

6.生物质燃料使用技术与设备上应进行持续性优化与研发。例如国内已有企业探索将生物质燃料在分解炉外气化燃烧,热气入分解炉利用,底渣作为优质生物质有机钾肥进行利用。既高效利用了热能又解决了碱含量过高的问题。

    即将于5月25-27日举办的“第六届水泥窑协同处置废弃物与固废替代原燃料技术交流大会”正在对接生物质燃料项目参观事宜,欢迎大家届时参会交流参观。

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