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为什么生物质是天然气更好的替代品?

生物质燃料和天然气之间的竞争

近年来,生物质燃料的应用日益增多。beplay体育有赞助哪些球队在许多地方,生物质燃料和天然气之间出现了竞争。本文以锅炉燃烧为例,对锅炉的设备成本、运行成本和环境影响进行了比较生物质锅炉天然气锅炉。

该博客比较了生物质燃料和天然气的经济和环境影响。生物质锅炉的设备成本高于天然气锅炉。考虑到天然气的高价格,天然气的年度运营成本(包括燃料,电力,劳动力和维护成本)高于生物量锅炉。

在使用生物质燃料时,要求配备除尘、脱硫、除硝装置,确保污染物排放达标。天然气锅炉采用低氮燃烧技术或脱氮装置,确保NOx排放达标。

生物质燃料vs天然气

生物质能分析

生物质能量是沉积在化学能的生物质材料中的太阳能功率。它来自绿色植物的光合作用。它具有固体,液体和气体的形式。生物质能量被称为可再生能量。

根据不同来源,生物质燃料可以分为6种:作物秸秆,林业废物,动物粪,水生植物,能源厂,救生厂。

生物质能具有以下优点

低成本,广泛的分布,大容量,可再生性,可储存,易于使用。

生物质能也有一些缺点:

  • 能量密度低,不适合长途运输。为了保证生物质燃料的供应,需要很大的储存空间,这带来了管理问题。
  • 农作物秸秆分布广泛,但受地区、季节、天气等因素的影响。供应不稳定。此外,热值变化很多。有些不适合锅炉。
  • 不同种类的生物质燃料具有不同的燃烧效果,这可能会导致粘连和留下过多的灰烬。灰分中的碱性含量会阻碍生物质锅炉的连续工作并导致腐蚀。
  • 生物质燃料很容易受潮。含水率对燃烧温度有很大的影响。过高的水分含量会使生物质燃料无法燃烧。

经济效应

设备成本

以4t/h蒸汽锅炉为例。的大型机DZL卧式生物质锅炉成本¥180000左右,辅机和安装成本¥65000左右,设备总成本是¥245000。

WNS系列天然气锅炉成本约为150,000日元,辅助机械和安装的成本为55,000日元,因此总设备成本为205,000日元。因此,生物质锅炉的设备成本高于天然气锅炉。

生物质燃料锅炉
天然气锅炉

年度运营成本

我们还以一个4t/h的蒸汽锅炉为例,比较年运行费用生物质燃料和天然气锅炉。锅炉的运行费用包括燃料费用、耗电量、人工费用和维护费用。

生物质锅炉

年度燃料成本

  • 例如:
  • 生物质锅炉的热效率为80%
  • 生物质燃料的发热量至少为17.58MJ/kg
  • 木质颗粒的成本为1250日元/吨
  • 生物质锅炉每小时消耗木屑颗粒717kg
  • 锅炉每天运行10个小时
  • 年运行时间为300天
  • 通过计算,每年的燃料成本是¥2688800

一年一度的电荷

  • 例如:
  • 一个力和诱导牵引力的总功率为29.5kw。
  • 减速箱、给料机、水泵、输送机的总功率为10kw。
  • 那么生物质锅炉的总功率为39.5kw。
  • 价格是¥1.0 /千瓦时电,
  • 每天的运行时间是10小时
  • 每年的运行日为300天
  • 然后电荷一年为118,500日元

年度人工成本

  • 例如:
  • 这项工作每天有两个班次。
  • 每班需要2人。一个消防员和一个供水员。
  • 每个人的薪水为3000日元。
  • 每年的人工费是14.4万。

每年的维护费用

生物质锅炉通常具有许多辅助机械。它们的故障率高于燃气锅炉。年度维护成本与设备成本成比例。如果维护成本为2.5%的设备成本,那么每年为6100日元。

通过计算,每年生物质锅炉的运行成本¥2957400。

天然气锅炉

年度燃料成本

  • 例如
  • 生物质锅炉的热效率为90%。
  • 天然气的热值为35.58MJ/kg。
  • 天然气价格为3.1 / m3。
  • 燃气锅炉每小时可消耗天然气315m3。
  • 燃气锅炉每天运行10个小时,每年运行300天。
  • 通过计算,每年的燃料成本是¥2929500。

一年一度的电荷

  • 燃烧器的功率为7.5kw。
  • 水泵等动力利用设备功率为7kw。
  • 所以生物质锅炉的总电能为14.5kw。
  • 价格是¥1.0 /千瓦时的电能。
  • 工作时间每天10小时,每年300天。
  • 所以每年的电力成本¥43500。

年度人工成本

  • 这项工作一天两班倒。
  • 由于燃气锅炉自动化程度较高,操作简单,只需1名消防人员即可。
  • 薪水为每月3000日元,因此年度劳动力成本为72000日元。

每年的维护费用

  • 燃气锅炉的维护工作并不多,成本低。
  • 假设设备的维护成本是1%成本,那么它就是¥2100每年。

通过计算,生物量锅炉的年度运行成本为3,047,100日元。

结论

在设备成本方面,生物质锅炉要高于天然气锅炉。在年运行费用方面,由于天然气锅炉自动化程度较高,所需耗电设备较少,维护费用较少,电费、人工费、维护费用均低于生物质锅炉。但考虑到天然气价格较高,天然气锅炉的总运行成本高于生物质锅炉。

环境效应

生物质燃料

研究人员在2个生物质锅炉中测量了烟雾,SO2和NOx的排放。

这2台锅炉具有相似的蒸发能力。两者均未配备硫、硝除装置。但第一个装有袋式除尘器, 和第二个装置装有薄膜式除尘器

生物质燃料是木屑颗粒和秸秆颗粒.它们的元素和组成如下。

木屑颗粒和秸秆颗粒的含量

生物质锅炉污染物排放情况如下图所示。按照规定标准,烟气、SO2、NOX排放应低于20mg/m3、50mg/m3、200mg/m3。

生物质锅炉污染物排放

从图中可以看出,配备薄膜式除尘器的锅炉可以有效地减少灰排放。在SO2排放方面,木屑颗粒即使没有脱硫装置也能达到规定的标准。至于氮氧化物的排放木球配备薄膜式除尘器的锅炉可达到标准。

天然气

天然气是一种高质量和清洁的气体燃料。锅炉采用天然气可以显著降低空气污染。天然气中灰分、硫、氮含量低。天然气烟气中含硫少,符合规定标准。但是氮氧化物的排放仍然是个问题。研究发现,天然气锅炉NOx排放量为125mg/m3,超过150mg/m3的占25%。

结论

根据上述分析,生物质燃料的类型对污染物排放产生了很大影响。木颗粒比秸秆颗粒的排放较少。具有薄膜型除尘器的生物质锅炉具有比袋式除尘器更好的灰烬效果。

无论是木质颗粒还是秸秆颗粒,生物质锅炉在没有脱硫和硝态氮去除装置的情况下,NOx排放超标。因此,建议配备有效的除尘器和除硫、除硝装置。

天然气在减少烟尘和二氧化硫排放方面具有优势。但随着排放标准的提高,越来越多的天然气锅炉将采用低氮燃烧技术和脱硝装置。

天然气和生物质燃料的各自优势

生物质锅炉的价格高于天然气。考虑到天然气价格的兴起,他们的运营成本类似。此外,天然气锅炉更容易控制,并且不需要太大的楼层空间或燃料储存室。

天然气价格受政府控制,不会有太大波动。燃气锅炉在使用中可以保证天然气的供应。生物质颗粒的供应受到季节的限制。价格和供应不稳定,通常占用很大的仓库空间。

在环保方面,生物质锅炉必须配备集尘器、脱硫和硝酸盐清除装置,以确保烟气、SO2和NOx排放达标。而天然气锅炉不需要除尘器或脱硫剂,但需要采用低氮燃烧技术或脱硝装置来减少NOx的排放。另外,天然气锅炉不需要除尘处理。

另一方面,生物质燃料是可再生的。它是通过光合作用储存在植物中的太阳能。据统计,光合作用产生的生物质能为1730亿吨,但利用率仅为3%。此外,生物质能是碳中性的,即其增长过程中的CO2消耗等于燃烧生物质能燃料时的排放。

流化床燃烧是一种基于气固流态的燃烧技术。对生物质燃料具有良好的适应性,污染物气体排放量低。通过在流化床中添加脱硫剂,可以直接去除烟气中的硫,大大降低烟气中的SO2含量。

目前,流化床可用于多种燃料的燃烧,适用于生物质与煤的共烧。燃料的种类和比例是可调的,所以你可以根据价格选择,降低你的成本。

天然气的高价格是个问题。夏季和冬季的价格差距越来越大。生物质是传统燃料的优良替代品。提高生物质燃料的应用技术,提高生物质在能源结构中的比重,是满足环境要求,取得较高经济效益的重要途径。beplay体育有赞助哪些球队

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