生物质成型燃料工业项目环境影响评价实例分析

魏 文 陈 怡 吴官胜 邓洪伟 高 燕

(1.信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司，成都 610000;2.成都市环境监测中心站，成都 610000)

1 生物质成型燃料简介

生物质成型燃料是采用农林废弃物(秸杆、稻壳、木屑、树枝等)为原料，通过专门设备在特定工艺条件下压缩加工制成的棒状、块状或颗粒状等的燃料，也可称之为生物质压缩成型燃料、致密成型燃料等，可有效改善农林废弃物的燃烧性能，其硫、氮和灰份含量较低，在配套的专用燃烧设备上应用，可实现清洁、高效燃烧，产生的二氧化硫、氮氧化物和烟尘较少，碳排放为零，不属于高污染燃料［1］。

生物质成型燃料属于可再生清洁能源，国家发改委、能源局和农业部均出台了推广使用生物质成型燃料的鼓励政策。生物质成型的推广使用有利于调整能源消费结构，有利于促进节能减排［2］;有助于促进秸秆能源化利用，有利于减少农作物秸秆露天焚烧，有利于区域大气污染防治［3］;有利于提高秸秆综合利用率，促进工农业复合，提升农业综合效益，实现循环经济［4］。生物质成型燃料作为可再生的生物质能，是能源开发利用的重点之一，可大力推广转化为商品能源，应因地制宜，大力有序开发，成为农村特色产业［5］。

2 生物质成型燃料在某洗衣粉工业项目中的应用

某世界五百强跨国企业西部洗衣粉项目采用生物质成型燃料作为洗衣粉料浆喷雾干燥塔热风炉燃料，该项目热风炉设置主备两套系统，主用热风炉采用生物质压块燃料热空气加热器，常年使用;备用热风炉采用燃气热空气加热器，主用热风炉停车检修期间使用。

该项目采用的专用洗衣粉直接式生物燃料空气加热器，主要由燃烧机、生物燃料输送机、出渣机、燃烧鼓风机、净化室、混风室、高温插板阀、冷风调节阀、热风阀、放空阀、烟气排空湿式除尘器、高温送风机和干燥塔尾气引风机等组成。工艺过程介绍如下:小型密封集装箱内的生物燃料通过行车吊起加入燃烧机一端的燃料料仓中，根据工艺需求的热量，一定比例量的生物燃料由燃料仓通过链条炉排均匀送到燃烧室中燃烧，燃烧产生的高温气体从燃烧室侧面出火口喷出进入高温气体净化室中净化，其中未充分燃烧的微量可燃灰分在净化室内进行二次充分燃烧，在燃烧过程中所夹带的少量粉尘在净化室内经高温聚合沉降，净化室出来的约1000℃的洁净的热风掺入一定量的冷风混合调成450℃左右的热风进入喷粉塔对湿的碱性洗衣粉料浆进行热交换干燥，即生物质燃烧热风经净化后作为喷雾干燥热风。燃尽的炉渣从燃烧机的另一侧由排渣机排出，由小型集装箱储存，再由第三方公司将炉渣运送到第三方公司进行综合利用。

生物质热风喷雾干燥工艺流程图如图1 所示。

图1 生物质热风喷雾干燥工艺流程

热空气加热器初次使用及较长时间停机或紧急停机(每年1～2 次)，因烘炉阶段炉内温度偏低(一般净化室内温度低于850℃，其聚合净化效果会下降)或未及时清灰净化室积灰过多(净化室积灰过多，会造成其聚合净化效果会下降，严重的会造成净化室结焦)会产生温度过低或含尘量过高等未达到洗衣服料浆喷雾干燥工艺条件的热风，用引风机排出到装有湿式喷淋装置的旋风分离器除尘吸收后达标排放。

项目采用的热风炉为直接式高净化热风炉，热风用于洗衣粉料浆的喷雾干燥，属于工业炉窑，不同于工业锅炉，为满足温度、风量、含尘量等工艺热风要求，项目无法进行有效除硫脱硝，因此也未设置除硫脱硝设施。在热风进入喷雾干燥塔前设置五个烟气净化室，通过迷宫式隔板阻挡沉降、二次燃烧和高位聚合沉降等烟尘净化措施，生物质燃料产生的热风经净化后可直接用于洗衣粉料浆的喷雾干燥，确保不影响洗衣粉产品的质量。净化过程为:燃烧产生的高温气体从燃烧室侧面出火口喷出进入高温气体净化室中迷宫式隔板阻挡沉降净化，其中未充分燃烧的微量可燃灰分在净化室内进行二次充分燃烧，在燃烧过程中所夹带的少量粉尘在净化室内经高温聚合沉降(烟尘在1050℃左右呈半熔融状态黏性物质，易于聚合在一起重力沉降)。净化室采用多级迷宫式隔板阻挡沉降净化，既能避免水幕除尘对降低热风温度的影响，也能避免使用布袋除尘器时因热风温度过高造成的烧袋故障，五级迷宫结构净化室特别适合生物质压块燃料热风炉的热风净化。

根据热力计算及类比工程实际，干燥1 吨基粉所需热能约39.456 万大卡，该项目洗衣粉生产规模为13 万吨/年，需干燥洗衣粉基粉量为10 万吨/年，因此该项目干燥热需求量为39456 百万大卡，项目所使用生物质成型燃料执行广东省地方标准《工业锅炉用生物质成型燃料》(DB44/T 1052－2012)，生物质压块成型燃料热值3500 大卡/kg，设备热效率95%，则生物质燃料年使用量11866.47 吨，根据燃料的使用量、燃料性能指标及《全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》“4430 工业锅炉产排污系数表—生物质工业锅炉”中的产排污系数核算生物质热风炉烟气污染物产生量，如表1 所示。

表1 生物质热风炉燃料使用及产排污量一览

项目生物质热风炉正常生产情况下，空气过剩系数为1.7～1.8，项目污染物对标排放浓度根据《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078－1996)规定的工业炉窑过量空气系数1.7 折算。燃料燃烧理论消耗空气系数计算公式如下

v=(1.866 × Car+5.55 × Har+0.7 × Sar－0.7 ×Oar)/21 Nm3/kg

Car:生物质燃料碳百分比，该项目取值50

Har:生物质燃料氢百分比，该项目取值6

Sar:生物质燃料硫百分比，该项目取值0.1

Oar:生物质燃料氧百分比，该项目取值25

计算可得本项目生物质成型燃料理论消耗空气系数为5.95Nm3/kg

燃料理论空气消耗量=燃料燃烧量×燃料燃烧理论消耗空气系数

该项目生物质理论空气消耗量为:1650* 5.95=9815 Nm3

该项目生物质热风喷雾干燥塔尾气污染物排放达标分析情况如表2 所示，由表2 可知生物质压块燃料热风炉应用于洗衣粉喷雾干燥，其尾气污染物能够达到《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078－1996)。

表2 生物质热风喷雾干燥塔尾气污染物浓度达标分析

3 生物质成型燃料有关问题的探讨

在进行使用生物质成型燃料的工业项目环境影响评价时，首先应明确生物质成型燃料的应用场景，主要包括生物质发电、工业锅炉、工业炉窑。根据项目工艺确定燃料热值范围，根据项目产能确定燃料消耗量，进而确定生物质压块燃料的成分和来源。并应对生物质压块燃料的成分进行限定，严禁使用由废木制家具、废纸、生活垃圾、市政污泥等含有人工合成化合物或其他毒害物质的可燃废物加工成型的燃料。生物质压块燃料的性能指标推荐执行相关地方标准，如广东省地方标准《工业锅炉用生物质成型燃料》(DB44/T 1052－2012)。

生物质成型燃料燃烧设备应采用专用设备，污染物排放标准根据应用场景确定执行《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223－2003)、《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271－2001)或《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078－1996)，使用生物质成型燃料的工业项目环境影响评价可参考《环境保护部办公厅关于生物质成型燃料有关问题的复函》(环办函［2009］797 号，2009年8月7日)和《关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》(环发［2008］82 号)等相关文件中的要求进行。

4 结 论

生物质成型燃料是采用农林废弃物(秸杆、稻壳、木屑、树枝等)为原料，通过专门设备在特定工艺条件下压缩加工制成的棒状、块状或颗粒状等的燃料，也可称之为生物质压缩成型燃料、致密成型燃料等。生物质成型燃料作为可再生的生物质能，是能源开发利用的重点之一，国家发改委、能源局和农业部均出台了推广使用生物质成型燃料的鼓励政策。因地制宜，大力推广转化为商品能源，助推其成为农村特色产业应是我国绿色经济发展的必然要求。本文以使用生物质成型燃料的某洗衣粉项目为例，在分析生物质成型燃料的来源种类、燃烧设备、烟尘净化措施和污染物产排情况基础上，探讨使用生物质成型燃料工业项目的环境影响评价中的若干问题。研究表明，采用生物质成型燃料可以大大降低企业生产成本，同时利于提高秸秆综合利用率，减少秸秆田间燃烧，有利于大气污染防治;也有利于提升农业综合效益，具有较好的经济效益、环境效益和社会效益。由于对生物质成型燃料工业应用中存在的环境问题研究不够充分和深入，标准体系不健全，各级环境保护部门对生物质成型燃料的推广应用一直持谨慎态度，因此生物质成型燃料的推广应用需要生物质成型燃料相关标准体系的制定和完善。

［1］《环境保护部办公厅关于生物质成型燃料有关问题的复函》(环办函［2009］797 号，2009年8月7日)．

［2］国务院《节能减排“十二五”规划》(国发［2012］40 号，2012年8月6日发布)．

［3］国务院《关于重点区域大气污染防治“十二五”规划的批复》(国函［2012］146 号，2012年12月5日发布)．

［4］国务院《关于印发循环经济发展战略及近期行动计划的通知》(国发［2013］5 号)2013年2月5日发布)．

［5］国家能源局《可再生能源发展“十二五”规划》(2013年2月1日发布)．