稻壳成“金”：福建利用废弃物发电供热纪实

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稻壳成“金”——福建省富龙饶山热能有限公司利用农村废弃物代替燃煤发电供热纪实

　　新华网福州7月28日电（记者项开来）位于闽江源头的福建省建宁县，有一家造纸企业——福建饶山纸业集团有限公司。在这家造纸企业，烘干工序必需的燃煤如今却无用武之地，一项利用稻壳供热发电的新技术，代替了传统的燃煤供热工艺
福建饶山纸业集团有限公司董事长高晓明说：“过去我们每年要烧煤3万多吨，现在烘纸所需的热能全部来自配套企业利用稻壳产生的热量。”

　　2003年7月，福建饶山纸业集团有限公司引进了福建省富龙饶山热能有限公司，专门为其配套供应热能。在富龙饶山热能有限公司，记者看到，一车车的稻壳被送到进料口，产生的热能输送到隔壁纸厂的车间，而在生产线的终端，则是传送带运出的黑色废渣。

　　“废渣也是有用之物，可以广泛用于橡胶制品，目前我们已供应给相关企业。”富龙饶山热能有限公司董事长潘海图介绍说，烘纸留下的余热又用来发电，目前每天余热发电可达2万多千瓦时。

　　2003年福建省遭遇了严重的“电荒”，拉闸限电让不少企业叫苦不断，但饶山纸业却未受影响。“正常情况下我们利用电网供的电，一拉闸我们就利用热电，企业没有因限电而停产。”高晓明说。

　　富龙饶山热能有限公司的燃煤替代技术，也让一向被视为无用之物的稻壳成了“宝贝”。在公司的原料库，记者看到堆成小山的稻壳，一辆来自江西抚州的卡车正在卸载稻壳。

　　建宁县裕芳粮食加工厂的一位负责人告诉记者，过去稻壳一文不值，要么一把火烧掉，要么花钱向农民租场地堆放。这个加工厂一年产生稻壳2000多吨，现在一吨可以卖70元左右，一年下来就是10多万元。目前，富龙饶山热能有限公司每天消耗的稻壳量在150吨左右，仅靠建宁一县也难以满足，附近的泰宁、宁化等县以及江西省一些地区的稻壳也源源不断运到建宁。

　　据了解，每燃烧一吨煤大约产生20公斤二氧化硫，这样饶山纸业集团每年至少减少二氧化硫排放600吨以上。高晓明说：“燃煤就要排放二氧化硫，现在我们实现了零排放。除了环保效益外，由于稻壳供热发电成本低，一年可节约经营成本几百万元。”

　　据潘海图介绍，适应饶山纸业集团产能扩大的需要，一套更大规模的稻壳供热装置正在安装之中。另外，闽西北地区有丰富的烤烟秸秆资源，利用烤烟秸秆作原料发电供热的技术攻关也接近尾声，燃煤替代将有更为广阔的原料来源。

　　高晓明说：“作为闽江源头的一家企业，不难想像环保问题不过关将是什么后果。我们地处闽西北山区，原料和市场两头在外，但通过节能技术降低了经营成本，获得了竞争优势。”

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从刀耕火种到修渠筑田，水稻的种植技术和产量成正比例地与时俱进，丰收的稻谷产出洁白如玉的大米，数千年来一直在餐桌上被人们推崇和喜爱。然而，在尽情享受稻米带来的美味佳肴同时，人们忽然发现，稻谷加工排泄的附属物，草秸、稻糠尤其是带有倒刺的稻壳，存之如山，焚之污染。尽管多少年来，人们想了很多办法，但稻壳带来的副作用形成的“黄色污染”，困扰得人们叫苦不迭。
　　据有关数统显示，我国年产稻谷约1.8亿吨。稻壳作为稻米加工的排泄物，约占稻谷重量的20%。也就是说，我国内地每年需要处理的稻壳至少要有3600万吨。按每吨7立方米计算，这些稻壳的体积多达25200万立方米。如果把这些稻壳按立方米高度平铺起来，要在大地上形成一米高，占地25200公顷的一片稻壳海。如果再把这些稻壳放在野外焚烧，其产生的二氧化氮等有害气体对大气和人类造成的污染更令人怵目惊心。稻谷生米养育了人类，而其排泄物又如此地折磨人类，这无情的事实，迫使善良的人们冷静思考，迫使有为的实践者认真研究。
　　谁能成为第一个吃“螃蟹”的人呢？
　　走进坐落于虎林市的黑龙江清河泉米业有限责任公司，这个谜底终于被揭示出来。在这里，稻壳已经被神奇地改变了“身份”，昔日的“黄色垃圾”，如今已经成为当地不可获缺且倍加热捧的“宝贝”。
　　虎林，黑龙江属地的一个县级市，全国水稻生产的“绿都”。绿色水稻年产量达150万吨。在生产出100万吨大米的同时，每年将有30万吨稻壳需要处理。按以住惯例，这些稻壳要动用人力、车力，远送到山郊野坑，或堆积成山，随风飞起，给附近农田山庄蒙上一层去之极难的覆盖物；或引燃焚烧，经月慢燃，烟尘弥天，即使天降大雨，稻壳山内，火种不绝。曾有行车者以为雨后稻灰为沙地，遂开车在“沙地”调头，结果误入灰坑，害得车前脸烧毁，若不是抢险及时，几乎酿出更大祸事。把绿色水稻作为主打，确曾火了一批制米企业，然稻草、稻壳、稻糠这些垃圾形成的“黄色污染”，又使制米业和水稻产区陷入“前门出米易，后门排污难”的窘境。
　　生活在祖国东北边陲的虎林人，决心打破这种窘境。他们经过十年的求索，终于攻克各种难关。昔日的“黄色污染”成了今天的宝贵资源。敢于率先吃掉这只螃蟹的人，便是清河泉米业公司的老总，一位名不见经传的农民企业家——闫华。来到闫华所在的虎林西岗村，机声轰鸣中，8个库容3万吨的巨型稻壳储备仓拔地而起，一座构造奇特的生产车间正在紧张生产。这便是占地4万平米新建成的虎林黑龙江清河泉生物质能热电厂。“这个项目采用稻壳燃烧发电供热，每年消耗稻壳10万吨，不用一块煤，全世界绝无仅有。”企业老总闫华一开口，便道出个“世界之最”。
　　这个项目是黑龙江清河泉米业有限公司斥资1.3亿元人民币兴建的热电联产工程。该项目使用3×35t/n稻壳蒸汽锅炉，2×6MW抽汽机，年供电量为5.625×104MWH，年供热量45.27×104GJ。配套相应的输料系统、除灰系统、电气系统、控制系统、水工系统、化学水系统、附属生产系统和厂区工程，年销售收入4669万元。
　　据企业负责人介绍，该公司利用稻壳发电起因缘于三个考虑，其一，虎林市城区原有的热源不堪重负，建设新型节能环保热源成为城市发展当务之急；其二，煤炭燃料市场紧缺，价格上涨，致使供热和发电成本提高，寻求新的替代燃料是一个需要认真研究的课题。虎林周边7个农场及虎林市有生物质能源200余万吨，其中10公里范围内稻米加工排泄的稻壳就高达20万吨。稻壳不能有机消化，而且严重污染环境，成为必解的燃眉之急。建设生物质综合利用电、热项目，不仅可以解决当地稻壳污染问题，又可利用生物质能解决今后煤炭资源匮乏问题，是实现建设绿色生态城市的重要举措；其三，生物质能应用可以实现减排CO2等温室气体，净化环境的环保目标。根据《京都议定书》规定，CDM适用于发达国家和发展中国家的三排项目，发达国家可购买发展中国家CO2当量的温室气体，项目可通过CDM获得经济支持。清河泉米业有限公司新建的热电厂近期年可节约标煤4.301×104t，可减排CO2当量值11.206×104t，按每吨CO26欧元计算，近期年即可获利67.24万欧元；远期年节约标煤7.874×104t，可减排CO2当量值20.28×104t，年可获利121.69万欧元，效益十分可观。
　　稻壳发电综合利用技术是通过燃用生物质燃料—稻壳，来完成发电供热的。获得热能进行发电的同时，还可利用稻壳灰制取活性炭、二氧化硅、单晶硅等副产品，是一项综合利用可再生资源的先进技术，符合国家的能源和环保政策。
　　稻壳作为可再生资源，替代不可再生的石油、天然气、煤炭等燃料，生态效益显著。我们从企业提供的资料了解到，利用生物物质的发热量为：两吨稻壳相当于1吨标准煤的发热量。由于稻燃烧发电机组具有设备相对简单，操作维护方便，投资经济回收快等特点，因此具有广泛的推广价值。业内人士分析，稻壳燃烧发电机组总投资，只相当于同样装机容量水电站、火力发电厂投资的1/3至1/2。以容量1500kw的稻壳发电厂为例。初投资1000万元人民币，稻壳年耗2.1万吨，年发电1188万度，年产活性碳972吨，年产白碳黑1000吨，高纯SiO2300吨，年总产值为1327.4万元，经济效益十分可观。
　　使用稻壳发电，可以产生巨大的社会效益。能源的自给性必然会减少对煤和石油能源的依赖。稻壳的氢含量较高，与煤相比燃烧生成的CO2相对较少、水蒸气较多，能有效减少CO2的排放；对边远地区和无电网农村来说，利用燃烧稻壳发电可解决缺电问题，对促进这些地区的经济发展和脱贫致富具有积极意义；稻壳的S和N成分低，燃烧中SOX和NOX低，对大气的污染少，得到洁净的二次能源，对优化终端能源结构、减少环境污染具有重要意义。
　　公司老总闫华告诉我们，靠先进的自研技术、国内科研机构以及俄罗斯技术做支撑，稻壳燃烧产生的灰还可提取活性炭和白碳黑。两种产品广泛应用于医疗、环保、水处理以及橡胶、医药食品添加剂领域。高纯度活性炭市场售价每吨1万元，白碳黑因纯度不同市场售价每吨5000元至8万元。闫华非常自信地说：“我们这个项目及深加工后续工程竣工后，稻壳燃烧产生电能、热能，再提取活性炭、白碳黑等产品，效益年可过亿”。
　　这是一项真正的节能减排工程，在这个企业，废弃稻壳被“吃干榨净”变废为宝，就连唯一的排放物气体也是白色的。困扰我省乃至全国水稻主产区的环保顽症“黄色污染”问题将迎刃而解。
　　“我们的稻壳发电，现在已经让858农场场部居民和办公供热彻底告别了煤炭锅炉时代。供热从过去的28元/m2降低到现在的19元/m2。企业如今每加工一吨大米从过去耗煤电60度变成今天产生再生能源电150度。稻壳发电也使我们企业有害气体实现零排放，真正实现了资源的循环再利用。”采访期间，公司老总闫华对发展可再生能源的前景信心十足。
　　许多制米企业纷纷效仿清河泉，主动串起“食物链”，相互利用废弃物作为自己的原料，既节约了资源，又把污染物消化在工艺流程中，促使稻米加工业从资源型向综合型转变，实现了“绿色制造”。他们研发绿色优质米与方便米饭，同时发展米蛋白、米糖、米粉、米糠油；利用稻壳发电，以稻壳灰为原料研发复合肥；以稻草为原料加工成均质板与人造板；以稻壳为原料研制碳棒等。从而形成了“水稻—大米，大米—米粉、方便饭、米蛋白、米糖，米糠—米糠油；稻壳—发电、活性炭、白碳黑、碳棒、化肥；稻草—稻草均质板”等一系列水稻产业链。在虎林的大地上，每年除生产优质米100万吨外，30万吨稻壳、20万吨米糠，已成为宝贵资源，正在有效发挥再生优势。如今，一种最大化利用资源的理念正在被企业接受。以“资源——产品——再生资源”的发展模式，正逐步取代传统的“资源——产品——废弃物”发展模式，使生产过程实现了“零废料、零排放”。
　　尝到节能减排并高效利用再生资源发展模式甜头的清河泉米业有限公司，将成果作起点，又在瞄准新的目标，再行企业扩张。他们计划在近几年再上10座热电厂，年可处理稻壳21万吨，发电量20000万千瓦，年可实现利润5528万元。一个节能减排，成功利用再生资源的新型企业，正在祖国的东北边陲崛起。

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专利名称：碳化稻壳热能通过特种加热炉进行综合利用技术
专利申请号：031109543
发明人：鞍山市银珠粮油有限公司
联系电话： 0412-8500308
代理机构：鞍山大千专利事务所



技术领域    本发明涉及一种对稻壳进行碳化处理过程中产生热能利用的应用技术——碳化稻壳热能通过特种加热炉进行综合利用技术。
背景技术   稻壳又称砻糠，是稻谷加工的主要副产品，约占水稻的20%。辽宁作为水稻主产区，每年有80亿斤左右的水稻，除部分作为国家储备粮外，其余大部分在省内加工成白米销往省内外。仅鞍山地区就有8亿斤在当地加工，以本企业年产10万吨大米计，每年就有2万吨稻壳需要处理。因稻壳其容量小、堆积占用面积大、运输成本高，基本就地解决，一是作为单一燃料；二是作为饲料；三是土法生产碳化稻壳，采用露天开放式的方式生产。近年来，在本技术领域中稻壳碳化技术已研究成功，经检索中国专利92102417.7公开的一种碳化稻壳生产工艺及其装置，是对已经过不完全燃烧的稻壳灰物料，用螺旋推进机构输送物料，在推进输送过程中，首先将密闭的螺旋推进机构浸泡在循环冷却水中进行非接触性强制水骤冷，再通过负压风机二次风冷，对物料进行时效碳化处理生产出不高于室温20℃的工业保温材料碳化稻壳。但这几种方式均会带来环境污染问题，且经济价值较低，也是一种资源浪费。近几年来，国家、省、市从环保高度对稻壳处理有着严格的限定，不准无序排放和单一燃料使用，给粮食加工业带来巨大压力。所以能将稻壳作为原料很好的加以利用，其资源是极其丰富的。本企业目前稻壳碳化过程采用的是日本技术和设备，其主要工艺是：稻壳经过输送装置进入碳化装置，经450～600℃产生碳化，经排出装置进入冷却塔，进入成品仓、包装。碳化后的稻壳经排出装置、冷却塔最后到达包装过程中产生的干式粉尘全部经风管吸收排入干式除尘装置。而稻壳碳化过程中产生的烟气（干馏煤气）经排风管进入二次燃烧炉消化，再经排风机输送到烟囱排放到空气中。这其间在二次燃烧炉内产生了800～1200℃的温度自然消耗浪费。
发明内容    本发明的目的是为解决在稻壳碳化过程中产生环境污染及在二次燃烧炉内产生并自然消耗掉的800～1200℃温度的资源浪费的问题，提供一种将稻壳碳化所产生的800～1200℃温度收集到特种加热炉中作为热能利用的——碳化稻壳热能通过特种加热炉进行综合利用技术。
本发明碳化稻壳热能通过特种加热炉进行综合利用技术内容简述：
本发明碳化稻壳热能通过特种加热炉进行综合利用技术，其特征在于：将稻壳预热至其着火点温度以下，使其在碳化炉内碳化，并将产生的80～100℃含有大量有害物质、干馏煤气经输送管道送至二次燃烧室内加氧燃烧，温度800～1200℃通过高压引风机将热量引入300特种加热炉；该特种加热炉采用热膜理论设计，切向布置引射气流，以利用切向气流形成的旋转气流的对流及紊流底层气膜保护层来减少原本可能沾贴在炉管上的灰物和凝渣物；在炉顶处设置吹灰口，在炉底处设置清灰口，可在炉子工作时进行吹灰；固定炉排采用高温硅铸铁，以保证炉排在高温下的安全使用；同时炉排面积和空间的设计也满足了乏力和稻壳燃烧的需要；燃稻壳系统由：螺旋输送机、旋转式装料器、输送风机、平插板阀、防回火阀、蝶阀、喷嘴组成，风量可调，以便于根据需要调整风量和风压，装料器可调节稻壳数量，确保供热的需要；利用二次燃烧室及高温引风机引来的高温废热气，直接进入固定炉排燃烧室，用高温废热气引燃燃稻壳系统送来的稻壳，二种高温烟气将热量充分传给炉体的高温辐射段及对流段换热面后进入多管除尘器，经引风机、烟囱排入大气；在废热回收炉炉壁设螺旋型钢管，导热油在钢管内；二次燃烧的热量进入废热回收炉特种加热炉后其热量将导热油加热到200℃，再利用260T/H油泵送至用热设备，供生产、采暖、洗浴、用水、用餐。
本发明碳化稻壳热能通过特种加热炉进行综合利用技术，有利于城市环保达标，烟尘含量控制在100mg/m3，经测算每年以取消2台4吨蒸汽锅炉计算，可减少烟尘排放量8吨，减少SO2约4.5吨，全年无污性消耗稻壳10500吨，降低了燃炉引发的火灾隐患。同时具有显著的经济效益，每年可节约煤2000吨，计人民币60万元，节约水36000吨，计人民币10.8万元，节约其它运行费用包括司炉人员、维护材料等30万元。