顆粒是什么？

　　顆粒燃料在世界各地變得越來越重要，是可再生的、清潔燃燒及成本穩(wěn)定的家庭供暖選擇。它是可再生的生物質(zhì)產(chǎn)品—通常是廢棄木材。歐洲和美國數(shù)以百萬計的人使用木屑顆粒供熱，用于獨立式爐具，壁爐、熔爐和鍋爐。顆?？捎糜诠I(yè)應用和發(fā)電，作為熱電聯(lián)產(chǎn)項目中煤的替代或補充品。也可在學校和監(jiān)獄等大場所使用木屑顆粒燃料供熱。世界各地制造顆粒，其跨境交易十分活躍?？傊?，顆粒燃料是將數(shù)以百萬計的廢棄物轉(zhuǎn)化為能量的一種方式。

　　薪材、木屑顆粒、木片、廢紙以及許多其他的農(nóng)副產(chǎn)品都能夠被用于能源生產(chǎn)，都屬于生物質(zhì)燃料。生物質(zhì)最引人注目的是它的可再生性。顆粒燃料顯著的一致性和燃料效率產(chǎn)生一小部分微粒排放。顆粒燃燒器配備了所有固體燃料燃燒器最低的顆粒物排放。加以農(nóng)業(yè)適當管理，生物質(zhì)幾乎是無限的，而且已證明與化石燃料相比，生物質(zhì)的價格更具穩(wěn)定性。

　　顆粒歷史

　　·歐洲瑞典

　　使用生物質(zhì)顆粒用于能源生產(chǎn)可以追溯到上世紀70年代，在能源危機后，尋求化石燃料的替代品。在這個時候，用于生產(chǎn)動物飼料顆粒的技術(shù)已被改進，以適用于更致密的木質(zhì)材料。瑞典是這個行業(yè)的先行者之一，由于其突出的木材產(chǎn)業(yè)、增加能源獨立的愿望和環(huán)境保育的承諾。

　　瑞典木屑顆粒的生產(chǎn)計劃在1970年后期啟動，決定在穆拉建一個顆粒廠。該工廠于1982年11月開始生產(chǎn)，不久后就出現(xiàn)問題了，因為成本遠遠高于預算。設(shè)備是將燃油鍋爐改為顆粒燃料鍋爐。但是效率很低，不僅僅是因為顆粒質(zhì)量很差。第一年的原料主要是樹皮。顆粒灰分含量通常是2.5-17％。穆拉工廠于1986年倒閉。

　　1984年在Vårgårda建了一間顆粒廠，于1989年倒閉。該廠的最后一個所有者是Volvo集團。在1987年，建于Kil的第一間干燥物料制粒廠，被設(shè)計為年產(chǎn)量為3000噸。這家工廠仍然在運作，是瑞典歷史最悠久的商業(yè)化工廠。

　　在90年代初，瑞典政府想出了礦物燃料征稅的提案。此時它也限制二氧化碳的排放量。在短期內(nèi)，燃燒化石燃料變得無利可圖，隨之生物燃料進入填補能源缺口。這是一個轉(zhuǎn)折點，標志著木屑顆粒的使用開始快速增長。

　　歐洲其他地方也出現(xiàn)了類似的清潔能源計劃。其結(jié)果是，使歐洲成為生物質(zhì)顆粒消費的領(lǐng)航者。顆粒可以通過卡車運送交付，直接存放在住宅的存儲區(qū)域，類似于加油站進汽油的方式。除了住宅供熱，越來越多的歐洲發(fā)電廠使用生物質(zhì)顆粒發(fā)電，以及其它工業(yè)應用。

　　·北美洲

　　在上世紀80年代中期已經(jīng)出現(xiàn)了木屑顆粒燃料行業(yè)，隨著住宅木屑顆粒爐的推廣。此設(shè)備是能夠減少顆粒物排放，遠低于美國環(huán)境保護局（EPA）對柴灶排放新要求，為消費者提供自動化和便利的木材供暖方式。顆粒爐的銷量在90年代初迅速增加，在1994年達到頂峰。后來因天然氣灶出現(xiàn)，增長逐漸趨于平緩。顆粒燃料銷售量遵循住宅顆粒爐的需求曲線。在此期間，住宅用途占95％左右，其余為工業(yè)用途。

　　1984年，在美國太平洋西北地區(qū)經(jīng)營了兩家顆粒廠。大多數(shù)顆粒廠為小公司所有。然而，最近建成許多大型顆粒以應對歐洲不斷上升的需求，歐洲已成為加拿大和美國主要的顆粒出口目的地。

　　使用的原料通常是木屑。刨花和木片比較少使用。這個行業(yè)是由許多獨立的工廠組成，其唯一的業(yè)務是顆粒生產(chǎn)，這些工廠也是其它木材加工公司的一部分。這些獨立的企業(yè)在公開市場上購買原材料，往往是更大的生產(chǎn)商。

　　木屑顆粒行業(yè)是由一間間廠緩慢發(fā)展起來的。許多工廠需要6-18個月的調(diào)整規(guī)范期。啟動階段時間長是由于多種因素，包括：原材料變化、設(shè)計不當和工程，使用破舊或尺寸不合適的設(shè)備和缺乏經(jīng)驗的管理人員和生產(chǎn)工人的一部分。盡管如此，隨著行業(yè)的逐漸成熟，條件不斷改善，企業(yè)在進入這個行業(yè)之前，一般會提前做研究調(diào)查，設(shè)備/工程公司提供更好的整體工廠設(shè)計和安裝，改善裝備，借助其他顆粒生產(chǎn)商提供信息和協(xié)助。

　　除了大型的顆粒生產(chǎn)廠，也有一些是個體戶，特別是在農(nóng)村地區(qū)大家自行用小型機械生產(chǎn)顆粒。這是一種自給自足的方式，滿足周邊地區(qū)用戶需求，也是一種從現(xiàn)成的廢料中獲得經(jīng)濟效益的方法。

　　為什么選擇顆粒

　　·環(huán)保

　　木質(zhì)生物質(zhì)顆粒的主要優(yōu)勢是它的碳中和性。植物吸收二氧化碳和釋放氧氣。植物枯萎后，在分解或者燃燒過程中釋放二氧化碳。大氣中的二氧化碳凈增量為零。與此相反，燃燒礦物燃料釋放的二氧化碳，加速全球變暖。此外，生物質(zhì)能可以利用其他被認為是廢物丟棄的材料。

　　·便利性

　　為什么不直接燒原木、木片或其他生物質(zhì)原料？其中一個原因是水分含量。即使是風干木材的含水量趨于30％左右，而木質(zhì)顆粒水分含量不到10％。差別在于：燃燒顆粒的產(chǎn)生的煙霧顯著減少。第二，顆粒產(chǎn)生灰分少，由于土壤和樹皮等，在制粒過程中就被除去了。第三，也是最重要的，能量密度。木屑顆粒的能量密度比木片大3倍以上。這大大降低了存儲要求，在給定卡車空間可以運送更多的燃料，占據(jù)的儲存空間也不大。最后，顆粒的預處理很簡單。其均勻的形狀和尺寸允許使用更小和更簡單的進料系統(tǒng)，降低成本。這種高密度和均勻的形狀可以存儲在標準筒倉，通過軌道車運送和卡車集裝箱交貨交付。

　　顆粒的便利性體現(xiàn)在以下幾方面：

　　●密度：每立方米約650公斤

　　●具有液體一樣的流動性，自動系統(tǒng)的最佳選擇

　　●可用于爐子和鍋爐

　　●可用于小型和大型應用

　　●易于處理、存儲和運輸

　　●改進原材料的燃燒特性

　　·廣泛的原材料

　　木屑是最常見用來制造顆粒的原料，由于它在進入制粒機之前不需要過多的預處理。盡管如此，也還有其他可選的原料。選擇范圍包括木材廢料（剩余鋸末、刨花和木材果皮等），庭院垃圾（草，樹葉，枝，連翹，紫藤和灌木），農(nóng)場廢物（玉米芯、玉米稈、稻草秸稈）等生物質(zhì)廢棄物。

　　最常見于制造顆粒的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)包括：草蘆、芒草、柳枝稷、刺棘薊、橄欖、油菜籽、向日葵、葡萄和柑橘類水果。

　　優(yōu)質(zhì)顆粒特性

　　在高檔木質(zhì)顆粒的市場，“優(yōu)質(zhì)顆粒”是指極低含灰量的顆粒，例如0.3％。是否是優(yōu)質(zhì)顆粒取決于它的機械耐久性和水分含量。

　　·機械耐久性

　　機械耐久性簡單來說，就是指僅僅是指顆粒的致密性以及機構(gòu)的良好性。密度高的顆粒能更好地承受交通運輸?shù)挠绊?，在顆粒燃燒機中燃燒效率更高。當優(yōu)質(zhì)顆粒離開制粒機，它的表面應該是很平滑，很少或沒有裂縫。如果顆粒開裂和蓬松的話，就是因為在顆粒內(nèi)含有過多的水分，制粒機內(nèi)部壓縮力度不足。

　　優(yōu)質(zhì)顆粒冷卻之后，應該像一個彩色蠟筆。顆粒的表面應光滑、有光澤。

　　相對于其他，木屑顆粒往往更有光澤。最重要的是顆粒光滑緊致。嘗試用硬物敲擊顆粒表面，看其是否完好無損，還是容易破碎。顆粒的長度也不是真的如此重要。但是，如果顆粒太長（大于1英寸），可能會導致顆粒燃燒器的螺旋推運器損壞。

　　·水分含量

　　顆粒內(nèi)水分越少，顆粒燃燒器可利用的能量就越多。

　　但是，在制粒過程中需要一定比例的水分，如果要制造優(yōu)質(zhì)顆粒的話，必須要使水分含量保持盡可能低。目標是成品顆粒含水量在10%以下。

　　·灰分含量

　　木材確實是優(yōu)于其他廣泛可用的原料，特別是農(nóng)業(yè)廢物。這是由于農(nóng)業(yè)廢棄物的密度低，增加運輸和儲存成本。它的灰分含量更大，因其含有很多如硅、鈣、鉀、氯和硫等元素。

　　這些礦物質(zhì)是在農(nóng)作物施肥后出現(xiàn)的。燃燒時，農(nóng)作物如稻草往往會留下更多的爐渣，一種在鍋爐和熱傳輸設(shè)備內(nèi)部的黑色物質(zhì)。氯會腐蝕金屬。

　　盡管這些因素是不好的，但是可以通過特定的鍋爐減輕影響，也可通過把握施肥量和收割時間得到控制。

　　·優(yōu)質(zhì)顆粒測試

　　如前所述，優(yōu)質(zhì)顆粒的水分含量低于10％，具有很高的致密性。測試顆粒質(zhì)量最簡單的方法是將顆粒放置在一杯水中，如果顆粒沉到底部，則說明其密度高，抗壓能力強。反之，如果顆粒漂浮的話，說明其質(zhì)量較差，密度較低，機械耐久性低，更容易破碎而產(chǎn)生細粉。

　　第二個測試方法是要借助一個能容納至少一升水的容器，首先確定容器本身的重量。裝滿顆粒，再次稱量?，F(xiàn)在，往容器裝滿水，稱重?？鄢齼纱螠y量容器的重量，然后用顆粒的重量除以水的重量。

　　如果是優(yōu)質(zhì)顆粒的話，結(jié)果應該是0.6-0.7公斤/升，即顆粒比重。比重是是判斷顆粒是否在適當?shù)膲毫ο律a(chǎn)的關(guān)鍵指標。質(zhì)量差的顆粒，如果比重在0.6以下，會很容易崩潰，并產(chǎn)生過高的粉末。

　　行業(yè)標準

　　一些國家已經(jīng)建立了自己的標準，在歐洲，歐洲標準化委員會試圖加強對生物質(zhì)顆粒的監(jiān)管。

　　·美國標準

　　美國固體燃料標準是由顆粒燃料協(xié)會（PFI）進行制定的，自愿遵守。下表列出了三類顆粒規(guī)格：優(yōu)質(zhì)、標準和效用。

　　·歐洲共同標準（CEN）

　　不同歐洲國家標準組合被稱為歐洲共同標準固體燃料（CEN），如奧地利、瑞典、英國、法國和丹麥。歐洲標準化委員會（CEN/ TC335）已編制技術(shù)規(guī)范和測試方法固體生物燃料。CEN/ TS14961涵蓋了致密固體燃料的標準，如顆粒和壓塊。下面列出了不同國家遵循的固體燃料標準，如奧地利、瑞典、英國、法國和丹麥，雖然這些個別標準已經(jīng)被所謂的歐洲固體燃料通用標準（CEN）代替。

　　歐洲固體生物燃料通用標準的建立是為了避免歧義。以前，許多歐洲國家都有自己的標準。歐洲標準化委員會（CEN/ TC335）編制固體生物燃料技術(shù)規(guī)范和測試方法。下面是一些基于CEN的固體生物燃料標準：

　　●將生物質(zhì)進行分類。根據(jù)CEN ISO/TS 14961，生物質(zhì)來源分為三類：木本、草本、水果和混合。

　　●主要貿(mào)易形式是固體生物燃料

　　●根據(jù)CEN的顆粒成型燃料技術(shù)規(guī)范

　　·奧地利

　　奧地利聯(lián)邦環(huán)境部為生物質(zhì)燃料設(shè)定了特殊環(huán)境的標準。只允許天然木材原料（木屑，刨花等）。禁止使用包裝、涂料、粘合劑、硬紙板或纖維板殘基等。化學參數(shù)、測試方法和限制值類似于ÖNORM 7135。

　　·瑞典

　　Pellsam，是瑞典木屑顆粒貿(mào)易機構(gòu)，由顆粒供熱設(shè)備供應商和制造商共同建立的，致力于建立了木屑顆粒取暖標準。

　　·英國

　　英國（UK）顆粒市場始于貿(mào)易和工業(yè)部（DTI）引進的一個在英國的顆粒項目。好的實踐規(guī)范只是作為一項臨時措施，一旦公布了歐洲固體生物燃料標準，它就會被替換。

　　·法國

　　總部設(shè)在法國的國際生物能源專家協(xié)會（ITEBE），創(chuàng)立了一個顆粒俱樂部。其目的是促進燃料的質(zhì)量，它已經(jīng)建立了質(zhì)量標準。ITEBE顆粒制造商質(zhì)量憲章（BIG，法國顆粒俱樂部，Charte Qualité）不只是簡單列出歐洲的各種木屑顆粒標準，更多的是為確定各種用途的優(yōu)質(zhì)顆粒，提供具體建議。

　　·丹麥

　　在丹麥，有一般用于顆粒的環(huán)境標準，如Svanenmärket或Die Blumme。

　　·德國

　　·意大利