生物質能作為僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源，其組成是碳氫化合物，資源總量十分豐富，分布廣泛。在國內局部經濟不發達區域和廣大農村地區，生物質能仍然是主要的能量來源。我國是生物質能源消耗最大的國家，2006年實施《中華人民共和國可再生能源法》將生物質能等可再生能源的科學技術研究和產業化發展列為國家科技發展與高技術產業發展的優先領域。目前在生物質能源開發利用過程中，由于生物質原料結構疏松、分布分散、占用空間大，作為燃料存在能量密度小、直接燃燒的熱效率低、運輸和儲存成本高等問題，其規模化利用較困難，經濟效益較差，造成在農業主產區大量秸稈資源過剩，秸稈就地焚燒，污染大氣環境。充分合理開發使用生物質能，改善我國的能源利用環境和人類的生態環境，清潔、高效地開發利用生物質顆粒燃料，加大生物質能源的高品質利用具有重要的意義，富通新能源生產銷售的秸稈顆粒機、木屑顆粒機、秸稈壓塊機專業壓制生物質成型顆粒燃料。
1、生物質顆粒燃料來源
依據來源的不同，將適合于能源利用的生物質可分為農林生物質、生活污水和工業有機廢水、城市固體廢物及畜禽糞便等。(1)農林生物質
農業生物質能資源是指農業作物（包括能源植物）；農業生產過程中的廢棄物，如農作物收獲時殘留在農田內的農作物秸稈；農業加工的廢棄物，如農業生產過程中剩余的稻殼等。能源植物泛指各種用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、水生植物等。林業生物質資源是指森林生長和林業生產過程提供的生物質能源，包括薪炭林、在間伐作業中的零散木材、樹葉等；木材采運和加工過程中的鋸末、木屑、板皮等；林業副產品的廢棄物，如果殼和果核等。其中，農作物秸稈是農業生產的副產品，也是我國農村的傳統燃料，傳統方式利用秸稈直接燃燒的轉換效率僅為10%～20%左右。
(2)禽畜糞便
畜禽糞便是畜禽排泄物的總稱，它是其他形態生物質（主要是糧食、農作物秸稈和牧草等）的轉化形式，包括畜禽排出的糞便、尿及其與墊草的混合物。禽畜糞便是一種重要的生物質能源。除在牧區有少量的直接燃燒外，禽畜糞便主要是作為沼氣的發酵原料。中國主要的禽畜是雞、豬和牛，根據計算，目前我國禽畜糞便資源總量折合7840多萬噸標煤。
(3)生活垃圾及有機污水
隨著城市規模的擴大和城市化進程的加速，城鎮生活垃圾量以每年10%左右的速度遞增。城鎮生活垃圾主要是由居民生活垃圾、商業、服務業垃圾和少量建筑垃圾等廢棄物所構成的混合物，成分比較復雜。有機污水指的是豐富有機物質的排放廢水，其中包括工業污水、農業污水以及生活污水等。從生物制氫的成本角度考慮，利用單一基質制取氫氣的費用比較高，而利用工農業有機廢水等廉價的復雜基質來制取氫氣，能使廢物質得到資源化處理，降低生產成本。食品類廢棄物是生活垃圾及有機污水的主要組成部分，有機物含量高，易降解。其中植物油及地溝油等廢油脂作為原料可用于生產生物柴油，轉化率可達到60%～90%。
2、生物質顆粒燃料轉化類別分析
上述生物質原料必須經過特殊制備方法以提高能量轉化率，降低污染，提高儲存和運輸性能，生物質能轉化利用途徑主要包括燃燒、熱化學法、生化法、化學法和物理化學法等。針對不同類別生物質原料，不同的制備方法和工藝可加工不同形態的生物質顆粒燃料，如固體燃料（木炭或成型燃料）、液體燃料（生物柴油、生物原油、甲醇、乙醇和植物油等）和氣體燃料（氫氣、生物質燃氣和沼氣等）。
固體燃料制備主要采用固化成型的方法，利用木質素充當黏合劑將農業和林業生產的廢棄物壓縮為成型燃料，提高能源密度，是生物質預處理的一種方式。有效改變生物質密度，提高燃燒和儲存、運輸性能。主要原料為農林類生物質，如秸稈、木屑等，可用于燃燒發電等場合。熱解的方法可產生作為副產品的木炭類固體燃料。
熱解和液化、酯化、酶化可產生液體燃料，熱解是在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下，利用熱能切斷生物質大分子中的化學鍵，使之轉變為低分子物質，產生甲醇、木焦油、木餾油等。直接液化是把固體生物質在高壓和一定溫度下進行加氫反應，直接轉化為液體燃料的熱化學反應。與熱解相比，直接液化可以生產出物理穩定性和化學穩定性都更好的液體產品。酯化是指將植物油與甲醇或乙醇在催化劑和230～～250℃條件下進行酯化反應，生成生物柴油，并獲得副產品甘油。
氣體燃料根據不同燃料對象有多種制備方法。酶化方法可生產最常見的沼氣，生物轉化出如甲烷等氣體燃料，原料來源于農作物秸稈、畜禽糞便、有機廢水等。利用水電解法、熱化學法、光電化學法等從污水中制取氫氣。氣化是以氧氣、水蒸氣或氫氣等作為氣化劑，在高溫下通過熱化學反應將生物質中可燃部分轉化為可燃氣（主要為一氧化碳、氫氣和甲烷等）的熱化學反應。氣化可將生物質轉換為高品質的氣態燃料。
3、制備技術及設備比較
生物質固化成型在加工方式上可分為冷壓成型與熱壓成型，工藝過程包括生物質收集、粉碎、脫水、加粘結劑、預壓、加熱、壓縮、保型、切割、包裝等環節，熱壓成型工藝是目前普遍采用的生物質固化成型工藝。冷壓成型是在常溫下將添加粘結劑的生物質顆粒高壓擠壓成型的過程。其粘接力主要是靠擠壓過程所產生的摩擦熱，使生物質中木質素產生塑化粘接。常用設備為螺旋擠壓式成型機、活塞沖壓式成型機和壓輥式顆粒成型機等，其中壓輥式顆粒成型采用的是冷壓（濕壓）成型工藝，活塞沖壓式、螺旋擠壓式成型機都采用熱壓成型工藝。活塞式成型機可使用機械動能或液壓能驅動，壓縮塊密度達0.8～1.1t/m2。成型質量決定于壓力、物料含水率、成型溫度。研究發現，熱壓成型在含水率15%、溫度250℃左右效果較好。固化成型的難題是加工過程中的能耗較高、振動大，同時由于采用壓縮和擠壓的方法，模具磨損嚴重。
熱解設備是以流化床技術為基礎的生物質熱裂解液化反應器，根據熱解過程的溫度變化和生成產物的情況，可以分為干燥階段、預熱解階段、固體分解階段和煅燒階段。最終產物是木制炭和木焦油、木煤氣。熱解溫度、壓力、升溫速率等外部特性會影響熱解過程和產物，中等溫度(500 -600℃)下的快速熱解有利于生產液體產品，其收率可達80%。直接液化采用催化加氫液化技術，在20MPa氫壓和380℃下進行，經過后期精制，可獲得生物原油或生物柴油等碳氫液體燃料。
氣化方法主要采用固定床氣化爐、流化床氣化爐實現，生物質在高溫條件下與氣化劑（空氣、氧氣及水蒸氣）反應經過氣化、冷卻、除塵、除焦處理得到可燃氣體。氣化過程中，生物質顆粒由氣化爐頂部加入，氣化劑由氣化爐底部加入，兩者逆流接觸，相對于氣體的上升速度而言，生物質顆粒下降速度很慢，為固定床氣化工藝。流化床氣化是以粒度為0～10mm的小顆粒為原料，在氣化爐內使其懸浮分散在垂直上升的氣流中，處于沸騰流動態進行氣化反應。產物為甲烷、氫氣等可燃氣體。沼氣是各種有機物質在隔絕空氣、適宜的溫度和濕度下，經過厭氧微生物的發酵作用鋤生的可燃燒氣體。沼氣的主要成分是甲烷，約占所產生的各種氣體的60%～80%，發酵過程主要在沼氣池中完成。沼氣生產原料以畜禽糞便為主，因為有機污水中有機物含量高，目前已經有研究利用有機污水作為沼氣原料。
固化成型燃料具有熱值高、燃燒充分、使用方便、便于儲存運輸等優點；生物質制取氫氣或乙醇等的技術仍處于研發階段，價格難以與石油產品競爭；熱解和氣化獲得的產物是氣態或液態燃料，不僅使生物質能流密度大為提高，提升了能量品質，而且成本較低；通過催化加氫的方法直接液化可獲得生物油，應用范圍和附加值大大提高，但目前技術相對復雜，成本較高。沼氣的制備條件較低，不產生或很少產生二次污染，但發酵時間長，轉換效率低。
4、結論
現有的生物質顆粒燃料制備技術各有優缺，有些在制備過程中能耗過高，有些在制備過程中會產生二次污染，因此，針對不同的生物質原料、不同的應用領域，應該采取不同的燃料形態。目前開發生物質顆粒燃料替代礦物燃料以減少對資源逐漸衰竭的依賴和緩解對環境造成的影響，已為全球關注，在生物質能源領域已經有了相當深入的研究和示范性應用，隨著生物質顆粒燃料制備技術的成熟和完善．生物質能將成為最具競爭力的能源。
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