【文章內容簡介】 隨著石油、煤炭等化石能源的日趨緊張，人們越來越認識到發(fā)展生物質能源的重要性。作為石油、煤炭等 傳統(tǒng) “ 黑金 ” 能源的代用品，生物質包括植物光合作用直接或間接轉化產(chǎn)生的所有產(chǎn)物，主要有 4 類：農(nóng)作物秸稈及其他殘余物、林產(chǎn)品和木材加工殘余物、能源植物。目前，生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源。據(jù)估算，地球陸地每年生產(chǎn) 1000 億噸～ 1250 億噸干生物質；海洋年生產(chǎn) 500 億噸干生物質。生物質能源的年生產(chǎn)量遠遠超過全世界總能源需求量，相當于目前世界總能耗的 10 倍。 開發(fā)生物質能具有能源與環(huán)境雙重效益，有可能成為未來可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的主要能源之一。因此，許多國家都高度重視生物質能源開發(fā)，并制定了相應的開發(fā)研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農(nóng)場和巴西的乙醇能源發(fā)展計劃等。聯(lián)合國開發(fā)計劃署 (UNDP)、歐盟和美國 (DOE)的可再生能源開發(fā)計劃中也都把生物質能列為重點發(fā)展方向。直接燃燒是使用最廣泛的生物質能源轉化 方式，技********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 17 術成熟。國外生物質直接燃燒發(fā)電技術已基本成熟，進入推廣應用階段。在發(fā)達國家，生物質直接燃燒發(fā)電站可再生能源發(fā)電量的 70%。與燃煤發(fā)電相比，生物質直接燃燒發(fā)電的規(guī)模較小，鍋爐負荷大多在 20 兆瓦～ 50兆瓦，系統(tǒng)發(fā)電效率大多為 20%～ 30%。目前，美國生物質發(fā)電裝機容量已達 10500 兆瓦， 70%為生物質一煤混合燃燒工藝，單機容量 10 兆瓦～30 兆瓦，發(fā)電成本 3～ 6 美分／千瓦時，預計到 2020 年，裝機容量將達16300 兆瓦。 我國的生物質資源也相當豐富。目前我國生物質能年獲得量達到 億噸標準煤，到 2050 年資源潛力可達到 億噸標煤 ， 且潛力巨大。據(jù)預測， 2020 年中國一次能源的需求為 25 億噸～ 33 億噸標準煤，最少是 2020 年的 2 倍； 2050 年的一次能源需求估計將在 50 億噸標準煤左右。根據(jù)我國現(xiàn)在的能源需求增長趨勢推算，到 2020 年，我國僅石油的缺口就將達 億噸～ 億噸。能源供應不足問題已成為我國經(jīng)濟社會發(fā)展的主要矛盾之一。因此，要從根本上解決我國能源供應不足的問題，必須實施多元化能源發(fā)展戰(zhàn)略，積極開發(fā)生物質能源是出路之一。 從保護環(huán)境角度看，我國 SO2排放量已居世界第一位， CO2排放量僅次于美 國居第二位。 2020 年 SO2排放量達 2550 萬噸，其中約 85%是燃煤排放的。酸雨面積已超過國土面積的 1／ 3。 SO2和酸雨造成的經(jīng)濟損失約占 GDP 的 2%。 生物質能屬于清潔能源，生物質中有害物質 (硫和灰分等 )的含量僅為中質煙煤的 1／ 10 左右。同時，生物質二氧化碳的排放和吸收構成自然界碳循環(huán)，其能源利用可實現(xiàn)二氧化碳零排放，擴大生物質能利用是減排 CO2,最重要的途徑。 盡管我國的生物質資源豐富，但商品化的生物質能源僅占一次能源消費的 %左右，與發(fā)達國家相比有很大差距。總體來說，生物質能利用技術處于完善、發(fā)展階 段，還有很多關鍵問題沒有解決，有些技術要********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 18 受資源的制約。 我國化石能源的礦產(chǎn)特性使現(xiàn)在將近 70%的能源消費依靠煤，這樣的能源結構給我國帶來很大的壓力，包括溫室氣體排放的壓力。我們更應該看到， 煤、石油等 化石能源終有一天會枯竭，包括生物質能在內的可再生能源最終將成為未來能源的主角。經(jīng)國務院批準，國家發(fā)改委向全社會公布了 《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》。 我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出，可再生能源占總能源消費量在 2020 年達到 10%， 2020年要達到 15%左右。只要我們依據(jù) 《可再生能源法》， 按發(fā)展生物質能，制定明確 的、可操作性強的實施方案，我國的生物質能具有光明的發(fā)展前景。 “十一五期間”，國家推出十大重點節(jié)能工程， 其中涉及 化工 行業(yè)主要有 優(yōu)質生物型燃料替代原煤作為鍋爐用煤，提高效率，減少污染。 “ 余熱余壓利用工程 ” 、 “ 節(jié)約和替代石油工程 ” 及 “ 能量系統(tǒng)優(yōu)化（系統(tǒng)節(jié)能）工程 ” 。目前國家發(fā)改委已啟動十大重點節(jié)能工程．并對實施工作進行具體部署。同時，根據(jù)各重點節(jié)能工程的進展情況，國家將重點推進節(jié)約和替代石油、余熱余壓利用、熱電聯(lián)產(chǎn)、建筑節(jié)能、綠色照明、節(jié)能監(jiān)測和技術服務體系建設工程等六項重點節(jié)能工程，并將重大項目列入國債投資 (預算內資金 )的支持重點。 ********生物科技有限公司是監(jiān)利縣大型骨干企業(yè)之一。是國內從事中藥材規(guī)范化種植、數(shù)字化植物標準物質提取的科技型企業(yè)，經(jīng)過同****省中藥研究所、華中農(nóng)業(yè)大學、 ****中醫(yī)學院等科研院所的緊密合作，研究開發(fā)出紫錐菊、貫葉連翹、銀杏葉等幾十種天然標準植物提取物，主導產(chǎn)品產(chǎn)量 紫錐菊標準提取物 600t/a、蒺藜標準提取物 480t/a、紅車軸草標準提取物 120t/a 這些產(chǎn)品具有技術含量高、產(chǎn)品附加值大、市場前景廣等特點。公司產(chǎn)品 100%出口銷售，主要銷往美國、歐洲、日********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 19 本等國家，深受國際 市場用戶歡迎，在海外市場享有良好的信譽。 標準物質提取和中草藥行業(yè)在每年給國家提供了大量的財政稅收和就業(yè)的同時，也產(chǎn)生了大量的植物藥渣固體廢棄物，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年的藥渣量約 3000 多萬噸，如何處理這些藥渣的問題 ,使生產(chǎn)廠家及環(huán)保界都感到十分棘手。因此也成為影響企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一大障礙。將藥渣加工成燃料代替原煤，一方面可以解決企業(yè)的污染問題，另 外一方面又可以減少原煤消耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，項目建設為企業(yè)的 可持續(xù)發(fā)展找到了一條良好的途徑，也為植物藥渣的處理提供示范化效應。 ********生物科技有限公司植物 廢渣代煤鍋爐改造、能量系統(tǒng)優(yōu)化節(jié)能改造項目屬 廢渣利用節(jié)煤、 系統(tǒng)優(yōu)化 節(jié)能工程，是一項建設節(jié)約型企業(yè)的行之有效的技術改造措施，符合黨中央、國務院提出的加快建設“ 資源節(jié)約型社會 ” 的要求，符合因家產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)能政策和 “ 十一五 ”規(guī)劃要求。 ********生物科技有限公司現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)紅車軸草標準提取物120t、紫錐菊標準提取物 600t、蒺藜標準提取物 480t 即總標準提取物1200 噸 /年。分別 在 三個提取車間生產(chǎn)。由兩臺 燃煤工業(yè)鍋爐產(chǎn)生蒸汽為提取生 產(chǎn)線的浸提、濃縮、噴霧干 燥等工藝供熱。 單位蒸汽耗量為紅車軸草標準提取物 251t 蒸汽 /t、紫錐菊標準提取物 246t蒸汽 /t、蒺藜標準提取物 192t 蒸汽 /t，全年共消耗蒸汽 269880t，全年共消耗原煤（化驗報告見表 21） 58204t。全年供熱平衡圖及小時供熱平衡圖分別見圖 21， 實際供熱效率為 %。每年產(chǎn)生干植物廢渣 61560t（以干重量計算，實際植物廢渣含水率 60%，實際廢渣 153900t/a），采用用微電腦 WHR15 氧彈式熱量計對該干廢渣的熱值進行測定，得到植物********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 20 廢渣的低位熱值為 3500kcal/kg。目前廢渣無法利用 ，污染嚴重，每噸殘渣需要支付的處理費用為 100元，處理殘渣所花費的費用為 /年。 表 21 燃料煤成份分析表 序號 分析項目 分析值 序號 分析項目 分析值 1 可燃基揮發(fā)份 Vr % 6 應用基含氧量 Oy % 2 應用基水份 Wy % 7 應用基含氮量 Ny % 3 應用基含硫量 Sy % 8 應用基含灰量 Ay % 4 應用基含碳量 Cy % 9 低 位 發(fā) 熱 值 Qydw 5 應用基含氫量 Hy % 針對該公司每年花大量資金用于 燃煤，同時又大量產(chǎn)生植物廢渣的特點， 擬將 植物廢渣 資源變廢為寶 ， 將植物廢渣經(jīng)過機械脫水、破碎、烘干、后熱質為 3500kcal/kg 與秸桿燃料 熱質 相當 ； 將現(xiàn)有 燃煤 鍋爐 改造為燃燒 植物廢渣的生物質能源鍋爐，將 人工送料改為機械自動送料 ；同時對車間的蒸發(fā)工藝進行改造，將單效蒸發(fā)器更換為三效蒸發(fā)器；增加酒精蒸餾裝置回收酒精，建設提取車間自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化。經(jīng)節(jié)能技術改造后，全公司在產(chǎn)品規(guī)模不變的情況下，單位產(chǎn)品能 耗降低，同時公司實現(xiàn)了燃料替代，不再購買和使用 燃 煤 ，全部采用 植物廢渣加工后的生物質燃料，項目改造后既減少了生產(chǎn)成本，節(jié)約了能源，減少了污染和廢渣處理費用，同時 有毒氣體排放 量大大下降 ，實現(xiàn)了 SO2低 排放 ，減少了對環(huán)境的污染，符合黨中央和國務院提出的用高技術改造生產(chǎn)工藝，走節(jié)約能源、節(jié)約資源，保護環(huán)境相協(xié)調的可持續(xù)發(fā)展道路的產(chǎn)業(yè)政策。具有明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。 本項目改造分為三部分： 植物廢渣加工顆粒燃料車間 采用 螺旋擠壓脫水機 將植物廢渣從含水率 60%加工成含水率 30%，然********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 21 后用粉碎機將植物廢渣破碎 成 粒度≤ 5mm， 后進入 節(jié)能型三層回轉滾筒干燥機 烘干至含水率 ≤ 15%， 按照 8t/h 的顆粒燃料 生產(chǎn)量， 干燥機 處理物料（含水率 30%）速率設計為 10t/h， 干燥機理論水分蒸發(fā)量 2020Kg/h，能量需求 蒸汽 /t 物料，烘干速率 8t/h，采用 HPB3 型液壓生物質成型機加工成 6mm 的廢渣顆粒燃料。 存放于燃料倉庫備用。倉庫儲備能夠滿足 10 天的燃料量。新建設 植物廢渣加工顆粒燃料車間 和倉庫各一間。 拆除原有的兩臺 燃煤工業(yè)鍋爐， 采用 35t/h 的燃燒生物質顆粒燃料的 角管式蒸 汽鍋爐 SF35/ 代替。采用機械除塵加脈沖袋式除塵聯(lián)合作為燃燒生物質顆粒燃料的 角管式蒸汽鍋爐 的除塵裝置，建設配套的鍋爐房和 除塵裝置。 螺旋擠壓脫水機 擠出的藥渣中的藥液； ； 。三效濃縮器 比單效蒸發(fā)器節(jié)約 蒸汽 70%左右 ，按提取工藝的過程劃分能耗，濃縮工藝的能耗約占整個產(chǎn)品能耗的 40%左右， 按 DH31000 型 三效濃縮器與 單效蒸發(fā)器 對比 ， 每臺 年節(jié)約蒸氣 12119t 左右，節(jié)約電 13 104kwh 左右 ，每條提取線上更換兩臺 DH31000 型 三效濃縮器。 。 ********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 22 三、 工藝技術方案 產(chǎn)品規(guī)模 本項目的產(chǎn)品以 紫錐菊標準提取物、蒺藜標準提取物、紅車軸草標準提取物三大產(chǎn)品為主。 主導產(chǎn)品產(chǎn)量 紫錐菊標準提取物 600t/a、蒺藜標準提取物 480t/a、紅車軸草標準提取物 120t/a。該公司 荷葉、大豆、茶葉、杜仲葉、葛根、魚腥草、五味子、枳實等其它標準提取物均已完成生產(chǎn)工藝和質量標準研究工作，并已進入批量規(guī)模生產(chǎn)階段，通過了醫(yī)學、藥學等方面的專 家測試評定，鑒定表明整個工藝過程科學可靠、操作控制條件完備；設計合理、有效，可以滿足產(chǎn)品質量和產(chǎn)量的要求；制劑產(chǎn)品工藝技術和質量控制水平已較國家藥品標準有了較大幅度的提高。產(chǎn)品出口至歐、美、日等國市場。由于不同類別產(chǎn)品工藝相近，設備通用。 因此產(chǎn)品 規(guī)?？山Y合國際市場需求，采用定單式生產(chǎn)，本節(jié)能改造規(guī)模為提取 天然植物 標準物總規(guī)模為 1200t/a。 質量 標準 及 技術 指標 標準 天然植物提取物以農(nóng)、林業(yè)天然植物的根、莖、葉、花、種等為資源，采集野生或按 GAP 要求人工種植的原料，經(jīng)過科學粗加工（炮制）后儲藏備用。在工廠，用現(xiàn)代科學方法和工藝提取其有效成分，并純化，提高其有效成分含量。以此為原材料供制藥、食品、日用化工、保健品等工業(yè)使用。天然植物產(chǎn)品適用廣泛，是植物原材料生產(chǎn)工業(yè)，也是當前時尚消費的主導。 本項目主要生產(chǎn)品種為 紫錐菊標準提取物、蒺藜標準提取物、紅車********有限公司鍋爐改造 及植物殘渣 綜合節(jié)能 項目可行性研究報告 23 軸草標準提取物 。項目產(chǎn)品執(zhí)行參照提取物行業(yè)標準制訂的企業(yè)標準。 指標 ⑴名稱：紫錐菊提取物 Echinacea Extract Powder。 ⑵類別：標準化植物提取物。 ⑶植物來源：菊科多年生草本植物紫錐菊 Echinacea Purpurea 的干燥根或者莖葉和花，植株可高達 20 英寸，夏后開花，紫紅色，花瓣下垂，花粉黃色，也較寬，暗色的葉脈上有棕色的錐形中心。 ⑷提取部位：根或莖葉和花。 ⑸產(chǎn)地來源： 采集野生或按 GAP 要求人工種植的原料 。 ⑹采收時間： 9 月采收，低溫干燥。 ⑺外觀：棕綠色或棕色精細粉末。 ⑻有效成分：主要有效成分為酚類化合物，如紫錐菊甙(Echinacoside)、毛蕊糖甙 (Verbascoside)、菊苣酸 (Cichoric acid)、咖啡酸 (Cafferic acid)、氯元酸 (Chlorogenic acid)、異氯原酸等，還含有多種烷基胺、黃酮、多糖和少量揮發(fā)油。 ⑼主要規(guī)格：多酚 8% 菊苣酸 4%。 ⑽主要成分結構式： Echinacoside Cichoric acid。 ⑴蒺藜標準提取物 Tribulus Terrestris 。