應該特別指出的是：生物質(zhì)氣煅燒石灰技術能夠實施，其生物質(zhì)制氣技術更為關鍵，該項技術及成套設備由唐山金泉公司的*協(xié)作單位完成。協(xié)作單位創(chuàng)立于2012年，是*從事綠色能源開發(fā)及產(chǎn)品研究制造的高科技環(huán)保企業(yè)。公司從成立伊始，致力于可再生能源生物質(zhì)燃氣轉化設備－生物質(zhì)燃氣氣化爐的研究，經(jīng)歷無數(shù)次的失敗及堅持，在生物能源轉化技術上取得突破性進展，在生物能源轉化過程中，將過去幾十年困擾行業(yè)發(fā)展的污水問題、焦油問題解決，先后自主研制出六代系列生物質(zhì)燃氣氣化爐，在失敗痛苦與成功喜悅的過程中，積累了豐富的可再生能源開發(fā)利用的經(jīng)驗，已在國內(nèi)同行業(yè)中具有領先水平。
氣化技術是生物質(zhì)熱化學轉換的一種技術，即生物質(zhì)燃料在不完全燃燒條件下，其中較高分子量的有機碳氫化合物鏈發(fā)生裂解，變成較低分子量的CO、H2、CH4等可燃性氣體。若不使用氣體介質(zhì)，則稱為干餾（主要目的是為制碳）；按氣體介質(zhì)種類可分為空氣氣化、氧氣氣化、水蒸氣氣化、水蒸氣——氧氣混合氣化和氫氣氣化等。
對于為鍋爐、工業(yè)窯爐等通常用能終端提供生物質(zhì)燃氣而言，*為常見和成熟的氣化技術為空氣生物質(zhì)氣化技術，本文中所述的制氣技術，若不進行特別說明，即指的是生物質(zhì)空氣氣化制氣技術，且采用自供熱方式（即原料提供全部的氣化熱量）。
目前，可以應用于石灰生產(chǎn)的生物質(zhì)氣汽化設備單臺機組可以滿足日產(chǎn)60-250噸石灰的用量，而且無論流量、壓力都適合石灰豎窯的使用的工藝要求。同時，采用生物質(zhì)燃氣用于石灰深加工的烘干生產(chǎn)線（比如：輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線）已經(jīng)全面推廣應用，且用戶反饋良好。
生物質(zhì)燃氣氣化爐主要由供料系統(tǒng)、燃氣發(fā)生系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)、燃氣輸送系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)和安全防爆系統(tǒng)等組成，主要工藝流程部分見圖1：
說明：該流程圖僅為常規(guī)生物質(zhì)氣的工藝流程，不作為生產(chǎn)石灰時生物制氣的實際生產(chǎn)線流程，實際應用流程以設計后實際選型為準。
目前，唐山金泉公司生物質(zhì)氣生產(chǎn)石灰技術已經(jīng)全面推出，具備了生產(chǎn)應用條件，從唐山金泉公司已經(jīng)設計的窯型中看，單膛豎窯日產(chǎn)量從日產(chǎn)80-250噸、雙膛豎窯日產(chǎn)量從300-600噸均可以實現(xiàn)。而且，重要的是該項技術設計規(guī)劃的全部為“氣煤兩用生產(chǎn)工藝”，在使用生物質(zhì)燃料生產(chǎn)時可以繼續(xù)使用煤炭生產(chǎn)，或者氣煤混合燃燒使用。唐山金泉“第三代”及“第四代”混料式燃煤石灰豎窯均可以改造為生物質(zhì)燃氣氣燒窯或者氣煤兩用窯。
截止2021年11月底已經(jīng)開始規(guī)劃設計和應用的主要省級示范項目有安徽省、黑龍江省、山西省、甘肅省等，部分改造項目已經(jīng)設計規(guī)劃完畢并開始實施。
生物質(zhì)燃氣燃燒實驗圖片：
生物質(zhì)燃氣生產(chǎn)石灰工業(yè)實驗圖片：
三、編者調(diào)研札記
1、生物質(zhì)氣技術發(fā)展現(xiàn)狀：
*個生物質(zhì)氣化( wood gas )發(fā)生爐是德國化學家比朔夫(Ka1Gustav Christophbischof ， 1792 -1870)于1839年建成的，距今已經(jīng)有180年歷史。我國在新中國成立初期，以及近些年某些油料緊缺的國家都使用過生物質(zhì)氣化氣作為車船燃料。近十幾年來生物質(zhì)氣化氣經(jīng)過不斷研發(fā)創(chuàng)新，以其獨特的環(huán)保和經(jīng)濟優(yōu)勢得到各級政府的積極支持，和廣大用戶的歡迎。
在世界范圍內(nèi)，生物質(zhì)氣化主要用于供熱/窯爐、熱電聯(lián)產(chǎn)(combined heat and power，CHP)、混燃應用和合成燃料，目前規(guī)模*大的應用是CHP.20世紀80年代起，生物質(zhì)氣化被美國、瑞典和芬蘭等國用于水泥窯和造紙業(yè)的石灰窯，既能保證原料供給又能滿足行業(yè)需求，具有較強的競爭力。
近年來，生物質(zhì)利用成為行業(yè)熱門話題，生物質(zhì)氣化作為生物質(zhì)利用的細分領域，一段時間以來更是得到了長足發(fā)展。除了生物質(zhì)能利用企業(yè)，諸多城燃公司也正在或者嘗試進入這一領域�？梢哉f，生物質(zhì)燃氣是天然氣的拾遺補漏，也是工業(yè)爐窯繼續(xù)生存發(fā)展的新領域、新機遇。
2、生物質(zhì)燃料市場規(guī)模：
據(jù)統(tǒng)計，植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍，而作為能源的利用量還不到其總量的1%。
根據(jù)世界自然基金會的預計，全球生物質(zhì)能源潛在可利用量達350EJ/年（約合82.12 億噸標準油，相當于2009年全球能源消耗量的73%）。根據(jù)我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》統(tǒng)計，目前我國生物質(zhì)資源可轉換為能源的潛力約5 億噸標準煤，今后隨著造林面積的擴大和經(jīng)濟社會的發(fā)展，我國生物質(zhì)資源轉換為能源的潛力可達10 億噸標準煤。在傳統(tǒng)能源日漸枯竭的背景下，生物質(zhì)能源是理想的替代能源，被譽為繼煤炭、石油、天然氣之外的“第四大”能源。
生物質(zhì)能源其來源廣泛，揮發(fā)分含量高，灰分含量低，含硫的有害氣體量較低，燃燒過程中二氧化碳的排放量近似于零，有利于改善溫室效應。生物質(zhì)氣是以農(nóng)作物秸稈和林業(yè)廢棄物經(jīng)氣化爐產(chǎn)生的可燃性氣體，是生物質(zhì)能源向大規(guī)模工業(yè)化應用發(fā)展的一個途徑。
生物質(zhì)能作為唯一含碳的可再生能源，是傳統(tǒng)含碳礦物能源的直接替代燃料。雖然生物質(zhì)氣化燃氣熱值較低，但對于燃料品質(zhì)要求不是很高的工業(yè)窯爐( 如煉鋁爐、 煉銅爐、 軋鋼爐等) 可達到其生產(chǎn)工藝要求；燃氣經(jīng)凈化處理后還可能應用于對燃料品質(zhì)要求更高的玻璃窯爐、陶瓷窯爐等。根據(jù)中國環(huán)境統(tǒng)計年報，2010年全國重點調(diào)查的工業(yè)企業(yè)中在用工業(yè)窯爐為8.3萬臺，2012年達到9.9萬臺，應用生物質(zhì)燃氣可低成本解決其燃料供應問題，推動生物質(zhì)燃氣新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的形成與發(fā)展。鑒于我國清潔能源需求及大氣污染治理的緊迫任務，近年來各地對生物質(zhì)燃料直接燃用有一定限制，但對于生物質(zhì)燃氣化利用給予了支持。
根據(jù)部分資料顯示：預計我國生物質(zhì)燃氣產(chǎn)量從2015~2050年間由126.13億m3增長到570億m3，其中工業(yè)和農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢物將成為未來生物質(zhì)燃氣的主要來源。在低碳情景下，生物質(zhì)燃氣能源供應量會大量提高，有利于我國能源結構更為科學的調(diào)整。
3、生物質(zhì)燃料來源與石灰行業(yè)用量分析：
看到這里，讀者都會產(chǎn)生疑問，而且是*大的疑問，就是我們石灰行業(yè)可以用于生物質(zhì)生產(chǎn)的原料來源在哪里？
在我國豐富多樣的生物質(zhì)資源中，林業(yè)木質(zhì)剩余物的規(guī)模*大。林木枝椏和林業(yè)廢棄物年可獲得量約9億噸，大約3.5億噸可作為能源利用，折合標準煤量后*大，達到了2億噸，占比為43.48%。
農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)生量約為10億噸，除部分作為造紙原料和畜牧飼料外，大約3.4億噸可作為燃料使用，折合標準煤量后為1.7億噸，占比為36.96%。
甜高粱、小桐子、黃連木、油桐等能源植物（作物）可種植面積達2000多萬公頃，可滿足年產(chǎn)量約5000萬噸生物液體燃料的原料需求；畜禽養(yǎng)殖和工業(yè)有機廢水理論上可年產(chǎn)沼氣約800億立方米，全國城市生活垃圾年產(chǎn)生量約1.2億噸。
從上述資料中我們可以看到，目前我國每年至少有7.5億噸生物質(zhì)燃料的供應量，從我國石灰產(chǎn)能3億噸計算，約有75%的產(chǎn)能采用煤炭生產(chǎn)，每年需要約2000萬噸煤炭，與7.5億噸的生物質(zhì)燃料供應量相比僅為其不足3%左右�？梢娮鳛槲覀兪倚袠I(yè)的這點用量真的是微不足道，只是你不在這個行業(yè)不太了解而已。而且這個3%用量是我國全部采用煤炭生產(chǎn)石灰的煤炭用量，如果僅按照一部分改造用戶的需求量那更是容易獲得了。
重要的是：生物質(zhì)燃料來源是每年都有的，而且產(chǎn)量是固定和不斷增加的，也就是說，只要有生物質(zhì)燃料來源就不會枯竭，永遠可以持續(xù)下去！與煤炭開采約來越枯竭正好相反！煤炭儲量隨著開采量的減少價格會越來越高，從目前煤炭的不斷暴漲就可以窺見一斑！畢竟物以稀為貴！這種狀況將會持續(xù)下去。同時，煤炭資源各地區(qū)的資源也不盡相同，有些地區(qū)采購優(yōu)質(zhì)煤炭需要從千里之外采購，無論從運費和煤炭價格上看，與生物質(zhì)燃料相比都沒有可比性。從石灰產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展看，采用生物質(zhì)燃料生產(chǎn)必將是優(yōu)選之路。
四、編者后語
12月3日，工業(yè)和信息化部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)，為“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展描繪了藍圖�！兑�(guī)劃》提出，到2025年，我國能源效率穩(wěn)步提升，規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗降低13.5%，單位工業(yè)增加值二氧化碳排放降低18%。
其中，在“加快能源消費低碳化轉型”中重點指出：著力提高能源利用效率，構建清潔高效低碳的工業(yè)用能結構，將節(jié)能降碳增效作為控制工業(yè)領域二氧化碳排放的關鍵措施，持續(xù)提升能源消費低碳化水平。提升清潔能源消費比重。鼓勵氫能、生物燃料、垃圾衍生燃料等替代能源在鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)的應用。嚴格控制鋼鐵、煤化工、水泥等主要用煤行業(yè)煤炭消費，鼓勵有條件地區(qū)新建、改擴建項目實行用煤減量替代。
在“推動生產(chǎn)過程清潔化轉型”中重點指出：強化源頭減量、過程控制和末端高效治理相結合的系統(tǒng)減污理念，大力推行綠色設計，引領增量企業(yè)高起點打造更清潔的生產(chǎn)方式，推動存量企業(yè)持續(xù)實施清潔生產(chǎn)技術改造，引導企業(yè)主動提升清潔生產(chǎn)水平。
在實施工業(yè)領域碳達峰行動方面，《規(guī)劃》提出：推動煤炭等化石能源清潔高效利用，提高可再生能源應用比重。加快氫能技術創(chuàng)新和基礎設施建設，推動氫能多元利用。支持企業(yè)實施燃料替代，加快推進工業(yè)煤改電、煤改氣。對以煤、石油焦、渣油、重油等為燃料的鍋爐和工業(yè)窯爐，采用清潔低碳能源替代。通過流程降碳、工藝降碳、原料替代，實現(xiàn)生產(chǎn)過程降碳。
通過上述*新發(fā)布的國家產(chǎn)業(yè)政策不難發(fā)現(xiàn)：
石灰生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能、降碳、應用清潔能源不僅是成本問題，更是生死問題！一場以提升資源和能源利用率，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系為核心的時代浪潮正在滾滾襲來！為應對未來嚴峻形式，石灰企業(yè)已經(jīng)開始積極行動，探索節(jié)能降碳和新能源利用技術研發(fā)與應用。
我們從唐山金泉公司推出的“生物質(zhì)氣生產(chǎn)石灰關鍵技術與裝備集成示范”科研項目中可以得出結論：石灰產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷應用清潔能源轉型過程中的一次關鍵節(jié)點，能源轉型是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心任務，而減少乃至停止煤炭應用已是大勢所趨。啟動棄煤進程，加速自身能源供給結構向清潔化方向轉型是石灰產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然走勢。
同時，我們從此次的“生物質(zhì)燃氣生產(chǎn)石灰”技術中也不難看出，采用生物質(zhì)燃料比使用煤炭更具優(yōu)勢，無論從生產(chǎn)成本的降低、石灰品質(zhì)的提高、產(chǎn)業(yè)政策的支持等各方面均體現(xiàn)出不可比擬的優(yōu)勢，我們堅信，該項技術的推出必將為石灰行業(yè)新能源的利用起到示范性作用，也必將起到“拋石引玉”的作用，讓更多的新能源應用到石灰行業(yè)中來，這也是編者撰寫本文的初衷。
在這里，我們再次感謝唐山金泉公司為我們行業(yè)帶來的新技術和新理念。法國寓言詩人拉·封丹曾經(jīng)說過，耐心和持久勝過激烈和狂熱，這句話用在“金泉”團隊身上再合適不過。唐山金泉公司品牌創(chuàng)立32年以來，唐山金泉公司的研發(fā)團隊一直專注于石灰行業(yè)的發(fā)展，自1992年研發(fā)成功國內(nèi)首座低熱值煤氣（高爐煤氣）石灰豎窯以來，無論是在工業(yè)尾氣、發(fā)生爐煤氣、天然氣等燃氣生產(chǎn)石灰方面還是固體燃料及電燒生產(chǎn)石灰方面都積累了成熟的經(jīng)驗，因此可以總是快人一步開發(fā)差異化功能石灰生產(chǎn)新技術、新工藝。此次生物質(zhì)燃料的應用開發(fā)是在該公司推出的“煤電一體化石灰窯”生產(chǎn)石灰技術后的再次創(chuàng)新，采用電燒和生物質(zhì)燃氣生產(chǎn)石灰不僅開創(chuàng)了新能源領域生產(chǎn)石灰的先河，同時也讓“唐山金泉”站在更高的起點上分享創(chuàng)新，助力行業(yè)發(fā)展，這不僅是企業(yè)社會責任，更是整個行業(yè)的奮斗目標。
特別說明：
為了讓大家進一步了解生物質(zhì)燃料生產(chǎn)石灰的詳細的介紹，有意向建設或改造相關項目的讀者可以免費索取電子版《生物質(zhì)燃氣生產(chǎn)石灰可行性分析報告（中國石灰產(chǎn)業(yè)學會編制）全版》資料。
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唐山金泉公司?
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