應(yīng)該特別指出的是：生物質(zhì)氣煅燒石灰技術(shù)能夠?qū)嵤渖镔|(zhì)制氣技術(shù)更為關(guān)鍵，該項(xiàng)技術(shù)及成套設(shè)備由唐山金泉公司的*協(xié)作單位完成。協(xié)作單位創(chuàng)立于2012年，是*從事綠色能源開發(fā)及產(chǎn)品研究制造的高科技環(huán)保企業(yè)。公司從成立伊始，致力于可再生能源生物質(zhì)燃?xì)廪D(zhuǎn)化設(shè)備－生物質(zhì)燃?xì)鈿饣癄t的研究，經(jīng)歷無數(shù)次的失敗及堅(jiān)持，在生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)上取得突破性進(jìn)展，在生物能源轉(zhuǎn)化過程中，將過去幾十年困擾行業(yè)發(fā)展的污水問題、焦油問題解決，先后自主研制出六代系列生物質(zhì)燃?xì)鈿饣癄t，在失敗痛苦與成功喜悅的過程中，積累了豐富的可再生能源開發(fā)利用的經(jīng)驗(yàn)，已在國內(nèi)同行業(yè)中具有領(lǐng)先水平。
氣化技術(shù)是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換的一種技術(shù)，即生物質(zhì)燃料在不完全燃燒條件下，其中較高分子量的有機(jī)碳?xì)浠衔镦湴l(fā)生裂解，變成較低分子量的CO、H2、CH4等可燃性氣體。若不使用氣體介質(zhì)，則稱為干餾（主要目的是為制碳）；按氣體介質(zhì)種類可分為空氣氣化、氧氣氣化、水蒸氣氣化、水蒸氣——氧氣混合氣化和氫氣氣化等。
對(duì)于為鍋爐、工業(yè)窯爐等通常用能終端提供生物質(zhì)燃?xì)舛裕?為常見和成熟的氣化技術(shù)為空氣生物質(zhì)氣化技術(shù)，本文中所述的制氣技術(shù)，若不進(jìn)行特別說明，即指的是生物質(zhì)空氣氣化制氣技術(shù)，且采用自供熱方式（即原料提供全部的氣化熱量）。
目前，可以應(yīng)用于石灰生產(chǎn)的生物質(zhì)氣汽化設(shè)備單臺(tái)機(jī)組可以滿足日產(chǎn)60-250噸石灰的用量，而且無論流量、壓力都適合石灰豎窯的使用的工藝要求。同時(shí)，采用生物質(zhì)燃?xì)庥糜谑疑罴庸さ暮娓缮a(chǎn)線（比如：輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線）已經(jīng)全面推廣應(yīng)用，且用戶反饋良好。
生物質(zhì)燃?xì)鈿饣癄t主要由供料系統(tǒng)、燃?xì)獍l(fā)生系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、燃?xì)廨斔拖到y(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和安全防爆系統(tǒng)等組成，主要工藝流程部分見圖1：
說明：該流程圖僅為常規(guī)生物質(zhì)氣的工藝流程，不作為生產(chǎn)石灰時(shí)生物制氣的實(shí)際生產(chǎn)線流程，實(shí)際應(yīng)用流程以設(shè)計(jì)后實(shí)際選型為準(zhǔn)。
目前，唐山金泉公司生物質(zhì)氣生產(chǎn)石灰技術(shù)已經(jīng)全面推出，具備了生產(chǎn)應(yīng)用條件，從唐山金泉公司已經(jīng)設(shè)計(jì)的窯型中看，單膛豎窯日產(chǎn)量從日產(chǎn)80-250噸、雙膛豎窯日產(chǎn)量從300-600噸均可以實(shí)現(xiàn)。而且，重要的是該項(xiàng)技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)劃的全部為“氣煤兩用生產(chǎn)工藝”，在使用生物質(zhì)燃料生產(chǎn)時(shí)可以繼續(xù)使用煤炭生產(chǎn)，或者氣煤混合燃燒使用。唐山金泉“第三代”及“第四代”混料式燃煤石灰豎窯均可以改造為生物質(zhì)燃?xì)鈿鉄G或者氣煤兩用窯。
截止2021年11月底已經(jīng)開始規(guī)劃設(shè)計(jì)和應(yīng)用的主要省級(jí)示范項(xiàng)目有安徽省、黑龍江省、山西省、甘肅省等，部分改造項(xiàng)目已經(jīng)設(shè)計(jì)規(guī)劃完畢并開始實(shí)施。
生物質(zhì)燃?xì)馊紵龑?shí)驗(yàn)圖片：
生物質(zhì)燃?xì)馍a(chǎn)石灰工業(yè)實(shí)驗(yàn)圖片：
三、編者調(diào)研札記
1、生物質(zhì)氣技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀：
*個(gè)生物質(zhì)氣化( wood gas )發(fā)生爐是德國化學(xué)家比朔夫(Ka1Gustav Christophbischof ， 1792 -1870)于1839年建成的，距今已經(jīng)有180年歷史。我國在新中國成立初期，以及近些年某些油料緊缺的國家都使用過生物質(zhì)氣化氣作為車船燃料。近十幾年來生物質(zhì)氣化氣經(jīng)過不斷研發(fā)創(chuàng)新，以其獨(dú)特的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)得到各級(jí)政府的積極支持，和廣大用戶的歡迎。
在世界范圍內(nèi)，生物質(zhì)氣化主要用于供熱/窯爐、熱電聯(lián)產(chǎn)(combined heat and power，CHP)、混燃應(yīng)用和合成燃料，目前規(guī)模*大的應(yīng)用是CHP.20世紀(jì)80年代起，生物質(zhì)氣化被美國、瑞典和芬蘭等國用于水泥窯和造紙業(yè)的石灰窯，既能保證原料供給又能滿足行業(yè)需求，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
近年來，生物質(zhì)利用成為行業(yè)熱門話題，生物質(zhì)氣化作為生物質(zhì)利用的細(xì)分領(lǐng)域，一段時(shí)間以來更是得到了長足發(fā)展。除了生物質(zhì)能利用企業(yè)，諸多城燃公司也正在或者嘗試進(jìn)入這一領(lǐng)域�？梢哉f，生物質(zhì)燃?xì)馐翘烊粴獾氖斑z補(bǔ)漏，也是工業(yè)爐窯繼續(xù)生存發(fā)展的新領(lǐng)域、新機(jī)遇。
2、生物質(zhì)燃料市場(chǎng)規(guī)模：
據(jù)統(tǒng)計(jì)，植物每年貯存的能量約相當(dāng)于世界主要燃料消耗的10倍，而作為能源的利用量還不到其總量的1%。
根據(jù)世界自然基金會(huì)的預(yù)計(jì)，全球生物質(zhì)能源潛在可利用量達(dá)350EJ/年（約合82.12 億噸標(biāo)準(zhǔn)油，相當(dāng)于2009年全球能源消耗量的73%）。根據(jù)我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》統(tǒng)計(jì)，目前我國生物質(zhì)資源可轉(zhuǎn)換為能源的潛力約5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，今后隨著造林面積的擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，我國生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)換為能源的潛力可達(dá)10 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在傳統(tǒng)能源日漸枯竭的背景下，生物質(zhì)能源是理想的替代能源，被譽(yù)為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。
生物質(zhì)能源其來源廣泛，揮發(fā)分含量高，灰分含量低，含硫的有害氣體量較低，燃燒過程中二氧化碳的排放量近似于零，有利于改善溫室效應(yīng)。生物質(zhì)氣是以農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物經(jīng)氣化爐產(chǎn)生的可燃性氣體，是生物質(zhì)能源向大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)途徑。
生物質(zhì)能作為唯一含碳的可再生能源，是傳統(tǒng)含碳礦物能源的直接替代燃料。雖然生物質(zhì)氣化燃?xì)鉄嶂递^低，但對(duì)于燃料品質(zhì)要求不是很高的工業(yè)窯爐( 如煉鋁爐、 煉銅爐、 軋鋼爐等) 可達(dá)到其生產(chǎn)工藝要求；燃?xì)饨?jīng)凈化處理后還可能應(yīng)用于對(duì)燃料品質(zhì)要求更高的玻璃窯爐、陶瓷窯爐等。根據(jù)中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)，2010年全國重點(diǎn)調(diào)查的工業(yè)企業(yè)中在用工業(yè)窯爐為8.3萬臺(tái)，2012年達(dá)到9.9萬臺(tái)，應(yīng)用生物質(zhì)燃?xì)饪傻统杀窘鉀Q其燃料供應(yīng)問題，推動(dòng)生物質(zhì)燃?xì)庑屡d戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。鑒于我國清潔能源需求及大氣污染治理的緊迫任務(wù)，近年來各地對(duì)生物質(zhì)燃料直接燃用有一定限制，但對(duì)于生物質(zhì)燃?xì)饣媒o予了支持。
根據(jù)部分資料顯示：預(yù)計(jì)我國生物質(zhì)燃?xì)猱a(chǎn)量從2015~2050年間由126.13億m3增長到570億m3，其中工業(yè)和農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢物將成為未來生物質(zhì)燃?xì)獾闹饕獊碓础Ｔ诘吞记榫跋拢镔|(zhì)燃?xì)饽茉垂⿷?yīng)量會(huì)大量提高，有利于我國能源結(jié)構(gòu)更為科學(xué)的調(diào)整。
3、生物質(zhì)燃料來源與石灰行業(yè)用量分析：
看到這里，讀者都會(huì)產(chǎn)生疑問，而且是*大的疑問，就是我們石灰行業(yè)可以用于生物質(zhì)生產(chǎn)的原料來源在哪里？
在我國豐富多樣的生物質(zhì)資源中，林業(yè)木質(zhì)剩余物的規(guī)模*大。林木枝椏和林業(yè)廢棄物年可獲得量約9億噸，大約3.5億噸可作為能源利用，折合標(biāo)準(zhǔn)煤量后*大，達(dá)到了2億噸，占比為43.48%。
農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)生量約為10億噸，除部分作為造紙?jiān)虾托竽溜暳贤猓蠹s3.4億噸可作為燃料使用，折合標(biāo)準(zhǔn)煤量后為1.7億噸，占比為36.96%。
甜高粱、小桐子、黃連木、油桐等能源植物（作物）可種植面積達(dá)2000多萬公頃，可滿足年產(chǎn)量約5000萬噸生物液體燃料的原料需求；畜禽養(yǎng)殖和工業(yè)有機(jī)廢水理論上可年產(chǎn)沼氣約800億立方米，全國城市生活垃圾年產(chǎn)生量約1.2億噸。
從上述資料中我們可以看到，目前我國每年至少有7.5億噸生物質(zhì)燃料的供應(yīng)量，從我國石灰產(chǎn)能3億噸計(jì)算，約有75%的產(chǎn)能采用煤炭生產(chǎn)，每年需要約2000萬噸煤炭，與7.5億噸的生物質(zhì)燃料供應(yīng)量相比僅為其不足3%左右�？梢娮鳛槲覀兪倚袠I(yè)的這點(diǎn)用量真的是微不足道，只是你不在這個(gè)行業(yè)不太了解而已。而且這個(gè)3%用量是我國全部采用煤炭生產(chǎn)石灰的煤炭用量，如果僅按照一部分改造用戶的需求量那更是容易獲得了。
重要的是：生物質(zhì)燃料來源是每年都有的，而且產(chǎn)量是固定和不斷增加的，也就是說，只要有生物質(zhì)燃料來源就不會(huì)枯竭，永遠(yuǎn)可以持續(xù)下去！與煤炭開采約來越枯竭正好相反！煤炭?jī)?chǔ)量隨著開采量的減少價(jià)格會(huì)越來越高，從目前煤炭的不斷暴漲就可以窺見一斑！畢竟物以稀為貴！這種狀況將會(huì)持續(xù)下去。同時(shí)，煤炭資源各地區(qū)的資源也不盡相同，有些地區(qū)采購優(yōu)質(zhì)煤炭需要從千里之外采購，無論從運(yùn)費(fèi)和煤炭?jī)r(jià)格上看，與生物質(zhì)燃料相比都沒有可比性。從石灰產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展看，采用生物質(zhì)燃料生產(chǎn)必將是優(yōu)選之路。
四、編者后語
12月3日，工業(yè)和信息化部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)，為“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展描繪了藍(lán)圖。《規(guī)劃》提出，到2025年，我國能源效率穩(wěn)步提升，規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗降低13.5%，單位工業(yè)增加值二氧化碳排放降低18%。
其中，在“加快能源消費(fèi)低碳化轉(zhuǎn)型”中重點(diǎn)指出：著力提高能源利用效率，構(gòu)建清潔高效低碳的工業(yè)用能結(jié)構(gòu)，將節(jié)能降碳增效作為控制工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳排放的關(guān)鍵措施，持續(xù)提升能源消費(fèi)低碳化水平。提升清潔能源消費(fèi)比重。鼓勵(lì)氫能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)的應(yīng)用。嚴(yán)格控制鋼鐵、煤化工、水泥等主要用煤行業(yè)煤炭消費(fèi)，鼓勵(lì)有條件地區(qū)新建、改擴(kuò)建項(xiàng)目實(shí)行用煤減量替代。
在“推動(dòng)生產(chǎn)過程清潔化轉(zhuǎn)型”中重點(diǎn)指出：強(qiáng)化源頭減量、過程控制和末端高效治理相結(jié)合的系統(tǒng)減污理念，大力推行綠色設(shè)計(jì)，引領(lǐng)增量企業(yè)高起點(diǎn)打造更清潔的生產(chǎn)方式，推動(dòng)存量企業(yè)持續(xù)實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)主動(dòng)提升清潔生產(chǎn)水平。
在實(shí)施工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰行動(dòng)方面，《規(guī)劃》提出：推動(dòng)煤炭等化石能源清潔高效利用，提高可再生能源應(yīng)用比重。加快氫能技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)氫能多元利用。支持企業(yè)實(shí)施燃料替代，加快推進(jìn)工業(yè)煤改電、煤改氣。對(duì)以煤、石油焦、渣油、重油等為燃料的鍋爐和工業(yè)窯爐，采用清潔低碳能源替代。通過流程降碳、工藝降碳、原料替代，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程降碳。
通過上述*新發(fā)布的國家產(chǎn)業(yè)政策不難發(fā)現(xiàn)：
石灰生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能、降碳、應(yīng)用清潔能源不僅是成本問題，更是生死問題！一場(chǎng)以提升資源和能源利用率，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系為核心的時(shí)代浪潮正在滾滾襲來！為應(yīng)對(duì)未來嚴(yán)峻形式，石灰企業(yè)已經(jīng)開始積極行動(dòng)，探索節(jié)能降碳和新能源利用技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用。
我們從唐山金泉公司推出的“生物質(zhì)氣生產(chǎn)石灰關(guān)鍵技術(shù)與裝備集成示范”科研項(xiàng)目中可以得出結(jié)論：石灰產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷應(yīng)用清潔能源轉(zhuǎn)型過程中的一次關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，能源轉(zhuǎn)型是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心任務(wù)，而減少乃至停止煤炭應(yīng)用已是大勢(shì)所趨。啟動(dòng)棄煤進(jìn)程，加速自身能源供給結(jié)構(gòu)向清潔化方向轉(zhuǎn)型是石灰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然走勢(shì)。
同時(shí)，我們從此次的“生物質(zhì)燃?xì)馍a(chǎn)石灰”技術(shù)中也不難看出，采用生物質(zhì)燃料比使用煤炭更具優(yōu)勢(shì)，無論從生產(chǎn)成本的降低、石灰品質(zhì)的提高、產(chǎn)業(yè)政策的支持等各方面均體現(xiàn)出不可比擬的優(yōu)勢(shì)，我們堅(jiān)信，該項(xiàng)技術(shù)的推出必將為石灰行業(yè)新能源的利用起到示范性作用，也必將起到“拋石引玉”的作用，讓更多的新能源應(yīng)用到石灰行業(yè)中來，這也是編者撰寫本文的初衷。
在這里，我們?cè)俅胃兄x唐山金泉公司為我們行業(yè)帶來的新技術(shù)和新理念。法國寓言詩人拉·封丹曾經(jīng)說過，耐心和持久勝過激烈和狂熱，這句話用在“金泉”團(tuán)隊(duì)身上再合適不過。唐山金泉公司品牌創(chuàng)立32年以來，唐山金泉公司的研發(fā)團(tuán)隊(duì)一直專注于石灰行業(yè)的發(fā)展，自1992年研發(fā)成功國內(nèi)首座低熱值煤氣（高爐煤氣）石灰豎窯以來，無論是在工業(yè)尾氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣等燃?xì)馍a(chǎn)石灰方面還是固體燃料及電燒生產(chǎn)石灰方面都積累了成熟的經(jīng)驗(yàn)，因此可以總是快人一步開發(fā)差異化功能石灰生產(chǎn)新技術(shù)、新工藝。此次生物質(zhì)燃料的應(yīng)用開發(fā)是在該公司推出的“煤電一體化石灰窯”生產(chǎn)石灰技術(shù)后的再次創(chuàng)新，采用電燒和生物質(zhì)燃?xì)馍a(chǎn)石灰不僅開創(chuàng)了新能源領(lǐng)域生產(chǎn)石灰的先河，同時(shí)也讓“唐山金泉”站在更高的起點(diǎn)上分享創(chuàng)新，助力行業(yè)發(fā)展，這不僅是企業(yè)社會(huì)責(zé)任，更是整個(gè)行業(yè)的奮斗目標(biāo)。
特別說明：
為了讓大家進(jìn)一步了解生物質(zhì)燃料生產(chǎn)石灰的詳細(xì)的介紹，有意向建設(shè)或改造相關(guān)項(xiàng)目的讀者可以免費(fèi)索取電子版《生物質(zhì)燃?xì)馍a(chǎn)石灰可行性分析報(bào)告（中國石灰產(chǎn)業(yè)學(xué)會(huì)編制）全版》資料。
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