专利名称：速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种清洁燃料。
背景技术：
生物质燃料是一种清洁、环保型的新能源。比如，中国农作物秸秆年产量约7亿吨左右，列世界之首，除去造纸、饲料、造肥还田及收集损失的1. 09亿吨外，可作为能源利用的达3. 76亿吨，发展生物质燃料潜力巨大。然而，据报道，投产才两年的大唐安庆市生物质能发电公司，由于缺乏秸秆原料，如今已靠焚烧树木来“救急”。江苏国信集团投资2. 99亿元，装机容量2. 5万千瓦的发电厂，按设计每年可“吃掉” 17万吨的水稻、小麦秸秆，年发电量可达1.6亿度。从理论上讲，实现盈利应该不成问题。然而，由于秸秆的回收和运输价格太高，运行半年多实际利用秸秆的发电量仅为2000多万度，为设计发电量的1/4。一般秸秆的收购价为每吨310元，勉强能够保本微利。但由于秸秆质量轻，体积大，导致运输车辆超宽超高。秸秆拉到公司后，每吨秸秆的价格就达到了 480元左右。目前， 江苏省内的60万千瓦燃煤电机组，平均单位造价约为4000元/千瓦，而秸秆发电厂的平均单位造价，则是同规模燃煤发电机组的2. 59倍。秸秆发电厂单位造价经过再紧缩，可以控制在9500元/千瓦左右，但是仍没有摆脱“投资大、效益低”的状况。另外，生物质发电自身能耗大，也导致了发电成本的居高不下。目前，我国原油对外依存度达55. 2%，已超过美国(53. 5%)。中石油副总经理廖永远表示，天然气作为清洁高效能源，1立方米热值为8500大卡以上是焦炉煤气的两倍多，相当于93号汽油热值的1. 17倍。而且，同等热值的天然气，其二氧化碳排放比煤炭少43%，比石油少观％。美国逐步降低进口石油依赖的最重要原因，是对天然气特别是非常规天然气页岩气的大规模开发和利用。推动“气壮中国”战略，提高天然气的消费比重，对我国摆脱“石油魔咒”至关重要。同时，这对转变发展方式、推动经济转型意义重大。华能集团党组书记黄永达认为，我国非常规天然气储量是常规的5倍。而且天然气发电启动迅速、运行多联产组合式，对优化电力运行方式、满足调峰需求具有重要的现实意义。加快页岩气勘探开发， 推进气电一体化发展，是值得深入研究的重大问题。中国盐碱地和滩涂面积约2. 6亿亩，抗盐碱的速生林每亩平均干物质年生长量约 2. 2吨。利用1/3的盐碱地和滩涂约8667万亩种速生林，可获得1. 9亿吨“树干”和“树枝等剩余物”。1.6亿吨“树枝等剩余物”可以制成价格与原煤相当(约1000元/吨)，替代“电煤”的“生物油”压缩成型燃料“木质颗粒”和，其发电量相当于1亿吨标准煤。中国年消费原煤沈亿吨，其中重点发电企业用煤约12亿吨；中小锅炉用10亿吨，是我国C02和S02的主要排放源。如将1. 6亿吨二氧化碳零排放和几乎不含硫的“树枝等剩余物”与煤炭和/或天然气混配发电，等于减少了中国5 10%的煤炭用量和污染。对于30万KW纯煤机组，如掺烧比例达4%，则相当于建设一个12MW的纯生物质发电厂。天然气是一种优质、清洁、高效的能源，是今后相当长一个时期内最有开发潜力、 最具发展前途的发电能源之一。随着我国天然气消费量的不断扩大，目前解决“缺气”的一个重要途径是进口。中石油为此构建了中亚、中俄、中缅和东部海上LNG等四大油气战略通道。利用LNG冷能制造1吨LNG耗电约380千瓦时，液化后天然气温度为摄氏一 160°C，在低温换热重新气化的过程中，按1个大气压、常温气态工况下1吨释放88千焦耳的能量计算，每吨LNG可利用的冷能折合电量约为250千瓦时。据此推算，350万吨/年的LNG接收站，每年可利用的冷能约为8. 75亿千瓦时，相当于17. 5万千瓦装机机组的年发电量。“秸秆与煤混合燃烧发电”目前在中国最重要的制约因素有两条。一是生物质的来源和经济性问题；二是技术因素。比如，山东枣庄十里泉发电厂(煤粉炉混20%秸秆)，主要是引进丹麦BWE公司的技术，缺少自主知识产权。而国内外的研究都证明，煤粉炉混燃生物质比例不宜过大，掺烧比例小于5%，设备基本不需要改造。对于30万KW机组；如果掺烧比例达4%，则相当于建设一个12丽的纯生物质发电厂。“秸秆与天然气混合燃烧发电”商业化已经有成功实例。2002年，丹麦哥本哈根 AVED0RE电厂105MW设备采用麦秆与天然气混合燃烧技术，生物质掺烧比例为50%。从商业角度考虑，目前我国生物质发电上网电价是0.75元/ (Kff .h)0天然气发电上网电价相差较大，在0.35 0.73元/ (KW*h)的范围内。采用多联产组合式灵活燃料发电，由于上网的电价较高，经济效益好。我国电源结构以煤电为主，随着我国风电等间歇性电源的大规模发展，电力系统调峰需求将逐渐增大。而且，随着我国进口煤炭和天然气的数量不断地加大和国际风云变幻，多元化确定电站原料和规模，并满足系统调峰需求成为急需要研究与解决的电力发展重大问题。因此，加快建设以担任调峰电源为主和确保国家能源安全的“热气冷生风”即煤电、燃气、冷能、生物质、风能5联产多元化组合式灵活原料发电厂，已迫在眉睫。组合时，可根据国内外原料供应确定，既可是“热气生风”、“热气冷风”、“热气生风”、“气冷生风”、“热气冷生”等4联产；又可以是“热气生”、“热生风”、“气生风”、“热气冷”、“气冷风”、“热生风”、 “热气风”等3联产。还可以由智能电网，将“热生”、“气冷”和“风”力等机组单独建厂，再多元化组合起来进行调峰发电。比如，2010年，我国小火电机组关停1690万KW，“i^一五”累计高达7682万KW。在关停机组中，有不少是10万KW和以上机组，如何减少浪费，提高关停机组的再利用率，值得我们深入研究。如果利用关停机组中的10万KW和以上机组或部分设备和设施，如在10万 Kff的纯煤机组中混配5%的生物质转型升级为“热生”机组发电厂；在附近再建一个烧燃气和利用冷能的20万KW “气冷，，机组发电厂；再与5万KW的“风力”发电厂联网，就相当于建设了一个35万KW以调峰为主和能够确保国家能源安全的“热气冷生风”5联产多元组合式灵活原料发电厂。另外，由于“多联产组合式机组”，能够充分利用我国通过“上大压小”， 同步关停的小机组，因此对降低发电成本、减少浪费、促进节能减排、实现清洁发展，确保国家能源安全，具有非常积极的意义。此外，利用中国1/3的盐碱地和滩涂约8667万亩种植速生林还能提供0. 3亿吨制造环保型的保障房家具材料并获得“林业碳汇”。一是保障房环保家具。据推算，0. 3亿吨“树干” (0. 6亿立方米)，可为全国在建的 3000万套保障房加工成媲美大豆、蓖麻油等天然植物原料的“漆零地沟油涂料”与不添加甲醛的“非醛胶”等高品质和极高环保标准的安全环保型可以呼吸到具有天然木香味的保障房“可呼吸的环保家具”。从根本上解决秸秆资源分散和受季节限制等生物质原料大规模应用瓶颈问题。比如，奥地利威斯木业集团，其实木地板是整片采用植物油负压浸透工艺和可以食用的植物油，不用任何化学涂料，在欧洲被誉为可以呼吸的实木地板，但缺点是价格昂
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贝ο目前，著名的“曲美” “舒曼” “点石”等家具，大量采用无苯PU漆加强环保。而“漆零”地板在欧洲的使用率已经达到了 60%。金鹰艾格推出的不添加甲醛的“非醛胶”和“漆零”地板与普通地板最大不同在于地板表面涂以植物精华油代替漆料。在家具行业中，近几年一直强调甲醛的标准，这也让消费者形成了一个盲区，认为只要甲醛合格就没有环保问题。而劣质漆料的使用，对人体的伤害也是很大的。尤其是不会走的小孩子会在地上爬来爬去，很容易就舔食到地板，如果漆料不合格就等于将劣质漆料吃到了肚子里面，而金鹰艾格的植物精华油涂料是以亚麻油、蓖麻油、大豆油、椰子油等纯植物提取，没有化学成分。 由于地板表层采用纯植物提取物代替了原来的地板漆，即使在儿童误食时，也绝不会对身体造成任何伤害。另外，欧洲的一些企业，如芬兰Dynea胶黏剂不添加任何醛类原料的非醛胶技术，符合欧洲REACH法案规定的14种“高度关注物质”的限制要求，被称为极致环保产
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ΡΠ O奥地利凯得KAINDL集团仅用16个月建成的全球最先进“激光数字化全封闭生产车间”。生产过程采用超级EO标准，车间甲醛含量仅0. 2mgo产品获得美国等世界上几乎所有最高等级的环保认证，十分适合老人及小孩房间采用。拿起一块地板闻闻，一股天然木香迎面扑来。不但没有副作用，还能提神。类似的还有德国柯诺-莱茵阳光“低碳环保EO地板”。“地沟油”在中国是一个影响老百姓健康的非常头疼的问题。假如利用价格低的“地沟油”替代大豆、蓖麻油等昂贵的植物油；研制具有中国特色“非醛胶”、“漆零地沟油涂料”； 引进“超级EO全封闭环保生产线”，将会形成一系列安全、环保、低价“可呼吸的”保障房环保家具产业。这样，让中国99%的老百姓能够利用“速生林”和“漆零地沟油”享受到只有 1%贵族才能享受的现代化的生态环保安全舒适的漆零生环境。以40平方米保障房每套 3400元计算，产业规模可达1000亿元。二是林业碳汇。林业碳汇的卖方有着严格的市场准入标准，就造林而言，其所需土地必须是在过去50年以来的无林土地或1990年以来的无林地，而不是1990年以后的荒山造林和更新造林。由于京都议定书下碳汇的交易条件十分苛刻，中国十年来真正完成的也只有广西再造林项目。盐碱地属“无林土”，完全符合碳汇市场准入标准。因此，利用盐碱地上的速生林，建设“一林二厂三房”科技园。即一个速生能源林；二个“树+煤”、“树+气”调峰和“热气冷生风” 5联产多元组合式原料发电厂；三个可呼吸到木香味的漆零地沟油“保障房环保家具”。不仅清洁、成本低、收益高，而且还能能够获得大量环保安全、不含有油漆的“保障房家具”原料和国际认可的“林业碳汇”，一举多得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、收益高、清洁的速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料。本发明的技术解决方案是
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是主要由下列重量百分比的成份组成速生林树枝0.1 50%;
煤炭和/或天然气50 99. 9 %。还含有0 15%重量的秸秆。秸秆指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗或其它农作物在收获籽实后的剩余部分。还含有0 49%重量的页岩气。所述的速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是由下列重量百分比的成份组成
速生林树枝等剩余物0. 1 49% ；
煤炭和/或天然气49 99. 7 % ；
禾吉秆0. 1 15% ；
页岩气0.1 49%。在速生林原料产地将“树枝等剩余物”分散热解，转化为便于运输和储存的液体燃料一一生物油或压缩成型加工成“木质颗粒”，并根据原料供应保障情况，建设能够确保国家能源安全的“热气冷生风” 5联产多元化组合式灵活原料发电厂；利用媲美植物油的漆零地沟油涂料与非醛胶等，将“树干”加工成高品质和极高环保标准可以呼吸到天然木香味的保障房环保家具，从根本上解决秸秆资源分散和受季节限制等生物质大规模应用的瓶颈问题。然后，将替代“电煤”的“生物油”或压缩成型的“木质颗粒”由计算机计量，直接加入煤炭和/或天然气发电的混配设备中，加入后完成多联产组合式燃烧发电。本发明提供了一种成本低、收益高、综合利用的清洁燃料，运输和储存方便，原料多样易得。本发明的实施可以有效推进盐碱地速生林综合利用研究院和科技园等重大科研院所的建立，促进盐碱地速生林的种植和化解地沟油的危害，进一步满足保障房环保家具的配套供应，使林业碳汇进一步发展。下面结合实施例对本发明作进一步说明 实施例1
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，由下列重量成份混合组成 速生林树枝 20 % ； 煤炭18 % ；天然气 62 %。在速生林原料产地将“树枝等剩余物”分散热解，转化为便于运输和储存的液体燃料一一生物油或压缩成型为“木质颗粒”，根据原料供应保障情况，建设确保国家能源安全的“热气冷生风”(即煤炭、天然气、冷能、生物质、风能)5联产多元化组合式灵活原料发电厂；利用媲美植物油的漆零地沟油涂料与非醛胶等，将“树干”加工成高品质和极高环保标准可以呼吸到天然木香味的保障房环保家具，从根本上解决秸秆资源分散和受季节限制等生物质原料大规模应用的瓶颈问题。然后，将替代“电煤”的“生物油”或压缩成型的“木质颗粒”由计算机计量，直接加入煤炭和/或天然气发电混配设备中，加入后完成多联产组合式燃烧发电。实施例2
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，，由下列重量成份混合组成速生林树枝 0.1%; 天然气88.9%;页岩气 11%。 其余同实施例1。实施例3
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，由下列重量成份混合组成 速生林树枝50 % ； 煤炭3 % ；天然气 47 % ； 其余同实施例1。实施例4
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，由下列重量成份混合组成 速生林树枝 15 % ； 煤炭85 % ； 其余同实施例1。实施例5
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，由下列重量成份混合组成 速生林树枝 5 % ；天然气80% ；
秸秆(小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗或其它农作物在收获籽实后的剩余部分)15% ；
其余同实施例1。实施例6:
一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，由下列重量成份混合组成 速生林树枝0. 9 % ； 煤炭50 % ；
秸秆(小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗或其它农作物在收获籽实后的剩余部分)0· 1% ；
页岩气 49% ； 其余同实施例1。
权利要求
1.一种速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是主要由下列重量百分比的成份组成速生林树枝0.1 50%;煤炭和/或天然气50 99. 9 %。
2.根据权利要求1所述的速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是 还含有0 15%重量的秸秆。
3.根据权利要求2所述的速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是 秸秆指小麦、水稻、玉米、薯类、油料、棉花、甘蔗或其它农作物在收获籽实后的剩余部分。
4.根据权利要求1、2或3所述的速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是还含有0 49%重量的页岩气。
5.根据权利要求1、2或3所述的速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃料，其特征是由下列重量百分比的成份组成速生林树枝等剩余物0. 1 49% ；煤炭和/或天然气49 99. 7 % ；禾吉秆0. 1 15% ；页岩气0.1 49%。
全文摘要
本发明公开了一种利用速生林树枝、煤炭与天然气多联产组合式燃烧发电的多联产组合式燃料，主要由速生林树枝、煤炭和/或天然气组成。本发明在速生林产地将“树枝等剩余物”分散转化为便于运输和储存的生物油或压缩成型为木质颗粒；根据原料供应保障情况，建设确保国家能源安全的“热气冷生风”5联产多元化组合式灵活原料发电厂；利用媲美植物油的漆零地沟油涂料与非醛胶等，将“树干”加工成高品质和极高环保标准，可以呼吸到天然木香味的“保障房环保家具”，从根本上解决秸秆资源分散和受季节限制等生物质原料大规模应用的瓶颈问题。
文档编号C10L3/06GK102504898SQ20111037029
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月21日 优先权日2011年11月21日
发明者庄会永, 窦观一, 董元华, 蒋高明, 陈昌和 申请人:窦观一