物质的能量密度得到极大提高。满足了工业能源的储运性要求。
(3)使用时流态化输送,满足了工业能源的自动化控制和精确温控的操作性要求。
(4)取之不尽的生物质和有机垃圾等氢碳资源,可以通过低成本的高温热源霄外加热化学反应转化,低成本地成为氢能、燃油和燃气、优质合成气及其有机燃料,构建绿色生物质能源化工和绿色有机材料化工。
(5)燃烧时瞬间转化气体燃烧,燃烧效率高、清洁,其高温气态室燃特性,满足工业能源的先进性要求,可以用于开发比燃煤先进,比天然气经济,更为低碳的工业方法和装备(包括冶金和化工工业),形成以绿色生物质为"经济发动机"的新工业。
就像当年英国将蒸汽直线喷射的热气流,转变为可控的轴向运动的机械能,由此发明工业动力蒸汽机改变工业世界一样,华中科技大学将生物质粉尘高能爆炸的危害,转化为稳定连续可控的1400度以上的高温能源,由此将取之不尽的贫瘠生物质转变为能够独立驱动工业生产的绿色工业能源。因为高温碳氢燃料的燃烧特性决定基础工业装备和工业经济基础,所以绿色生物质微米化高温能源,将能全面改变基于化石能源的高碳排放并不可持续的工业世界,中国将由此缔造领先世界的绿色新工业社会,重新引领绿色生态物资文明。
二、高温生物质(霄)的生产和使用方法
生产高温生物质新能源的原料是普通的生物质纤维原料,包括秸秆、林业生产和加工的剩余物、灌木、野草树根藤蔓枯枝落叶等所有植物生长物。高温生物质霄的生产方法以机械法为主,包括多级初破碎和精破碎,华中科技大学与中扬窑业集团共同开发了专门的烧成系统,烧成生产制造设备,作为烧成窑炉的燃烧系统。
霄燃料获得高温的方法是采用粉尘云高能燃烧技术,华中科技大学与中扬窑业为其高温燃烧开发了专产燃烧反应器、粉成云发生器、粉尘云精确输送和霄燃料的储运装备系统。
霄的使用是霄由料仓的精确给料、粉尘云发生、粉尘云输送、精确配风、流体输送控制、气体燃烧控制、温度控制和温度净化。
三、高温生物质能源的经济效益、环境效益和经济
生物质的热值平均在4000大卡/公斤,2.1公斤生物质相当于一立方米天然气的热值。霄的成本在800元/吨,每公斤霄为0.9元,2.1公斤霄的成本在1.89元以内,而天然气的平均成本在3.5元左右。可见,霄的燃料成本约相当于天然气的一半。当前霄比煤的价格约25%,但是霄的能源利用效益比煤高10~30%(视不同的领域而异)。霄的能源利用效益比煤高的原因是霄的燃料效率块煤和生物质成型燃料高8~13%,由于霄具有气态燃料的燃烧特性,霄的热能设备的能源利用效益比煤和生物质成型燃料高10~25%。比如,霄工业锅炉的能源作用效益可达到天然气锅炉90%以上,而燃用煤块的工业锅炉的能源利用效益只有65~72%,这就是霄的气态燃烧的燃性相对块煤和生物质成型燃料的绝对优势。
在低碳和环保方面,霄相对于煤粉和天然气也具有优势。生物质是清洁燃料,挥发分含量比煤高一倍以上。同时是多孔结构,表面积比煤粉大。煤粉的燃烧效率也相当大,但是比霄低3~5%,。同时煤粉高灰分、高污染、高碳排放的不可再生能源。霄的高温燃烧促进了焦油和残留碳的完全燃烧,即便是生物质中含有的少量不可燃无机物,也在霄的高温燃烧炉瞬间液化成为液态炉渣,所以霄的燃烧的尾气无焦油和碳末,无机物粉尘少,经过适当除尘就可达到天然气燃烧尾气排放的清洁程度。霄相对于天然气是零碳排放的绿色能源,从燃烧温度和燃烧排放的清洁程度上,在很大程度上达到天然气的水平。而天然气是高碳排放的不可再生能源,霄出现后,天然气在直接作为工业燃料方面可以大规模的节省,使天然气用到更需要的领域。
四、生物质新能源在砖瓦隧道窑中的应用与效果