生物燃料是指从生物质得到的能源，它是人类最早利用的能源，是可再生能源之一，又称绿色能源。数千年来，我国的烧结砖瓦在煤未被使用前就一直在使用着生物燃料，如柴草、秸秆焙烧的砖瓦产品，历史上的“秦砖汉瓦”都是生物燃料焙烧而成的。生物燃料(biofuel)泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料。所谓的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体。它包括植物、动物和微生物。生物燃料包含有专门种植的植物、来自其他加工过程的有机废料（如橄榄滤渣、木材废料、稻壳以及锯末、动物性粉末，等等）、其他含有机物质的废料（如城市废料、人畜粪便等）、由于气化，高温分解，燃烧或是由于生物反应而得到的气体燃料（例如沼气）或是液体燃料（例如生物柴油）。生物燃料是从太阳能转化而来的，只要太阳不熄灭，生物燃料就取之不尽。其转化的过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物燃料燃烧又生成二氧化碳和水，形成一个物质的循环，理论上二氧化碳的净排放为零，燃烧中有害气体物质很少。众所周知，日益严格的环保要求，会加速烧结砖行业对能源结构的重新选择。

我国现行砖瓦行业的排放标准确实是当今世界上最严厉的标准之一。而我国现在运行中的烧结砖工厂，绝大多数都是近些年来建成的、以内燃烧砖为基础的一次码烧工艺生产线。为了满足一次码烧工艺的要求，往往使用着大量的煤矸石或劣质煤为内燃料。这些能够提供焙烧所需热量的内燃料中又往往包含有大量可挥发的有害物质如二氧化硫、氟化氢、氮氧化物等；某些地区的页岩以及黏土中也含有非常高的二氧化硫或是氟化氢等有害物质。在现有以内燃焙烧为基础的一次码烧工艺烧结砖生产线上，要想完全达到现行国家标准规定的排放标准，将是一笔很大的投资，有的必须经过二级脱硫才能达到标准。这样一来，投资和成本将会大大增加，况且还存在着烟气净化处理之后的残留物的处理问题。强硬的环保标准，会促使烧结砖行业逐步调整现有的燃料结构。因此，在我国烧结砖瓦行业目下积极推广应用生物燃料将会具有很大的市场前景。由于工作关系，2015年本人曾两次去西欧考察烧结砖瓦生产技术等，并专门考察了法国利用生物燃料焙烧空心砌块的生产公司（Bouyer leroux）。现将法国利用生物燃料焙烧的考察情况简要汇报如下：

1.法国使用生物燃料焙烧空心砌块生产线的概况

法国利用生物燃料焙烧空心砌块的公司（Bouyer leroux）位于法国西部，我们参观的工厂有三条空心砌块生产线，年产量折合中国普通砖体积约3亿块。该公司为了宣传和突出其产品是用生物燃料焙烧而成的特点，在其产品的包装上就印制有生物燃料的标记（图1），此外在厂区大门外和办公室前均有用生物燃料焙烧的空心砌块雕刻造型（图1）。

该生产线的主要原材料为黏土。他们非常重视原材料的处理，如原材料入厂的第一道工序就是堆放均化（stockpile），即平铺堆放，垂直挖取。原材料进入生产线后主要处理设备为两道对辊机、大型轮碾机及大型坑式陈化库（图2）。第一道对辊机的间隙为2.5mm，第二道对辊机的间隙为0.8mm。

图1 生物燃料焙烧的空心砌块以及雕刻造型

（对辊机技术参数）

图2 对辊机技术参数、大型轮碾机及大型坑式陈化库

成型使用的挤出机为法国赛力克公司制造的水平卧式挤出机，并使用了放大的机头挤出成型断面为500×250×249mm的大型空心砌块泥条（图3）。

图3水平卧式挤出机挤出成型的大型空心砌块

挤出泥条经切条、垂直静止切割成坯体后，进入“安卓”快速干燥器单层干燥（图4），干燥周期为2小时。干燥后的坯体编组、运送到码坯设备，码放窑车（图5）。

图4 坯体进、出“安卓”快速干燥器

图5 码好坯体的窑车，准备进入隧道窑焙烧

2.生物燃料焙烧的隧道窑以及生物燃料燃烧系统

使用生物燃料的隧道窑与使用天然气的隧道窑在其结构上没有差异，其长度为140多米，宽度为4.6m左右。该使用生物燃料的隧道窑配置有天然气燃烧系统，两套燃烧系统可以互换使用，该生物燃料燃烧器由法国原赛力克公司研发（现为法国科莱亚集团）。生物燃料燃烧系统以及管道在隧道窑顶上的布置见图6。

图6 生物燃料燃烧系统以及管道在隧道窑顶上的布置

3.生物燃料燃烧器的外形以及工作原理

该套生物燃料的燃烧器是由法国赛力克（CERIC）公司开发的，并已成功的在空心砌块生产线上使用了近5年时间。生物燃料燃烧器的外形以及工作原理见图7。

图7 生物燃料燃烧器的外形以及工作原理

颗粒状的生物燃料使用可以使用压缩空气输送到窑顶燃烧器上的缓冲料斗；也可以使用类似于水车管道一样的管道内链条输送到窑顶燃烧器上的缓冲料斗。管道内链条输送避免了压缩空气输送时生物燃料的外泄，输送更可靠。输送到缓冲料斗的颗粒状生物燃料，经计量后进入燃烧器喷管前腔，由间歇式供给的压缩空气将颗粒状生物燃料送入窑室内燃烧。颗粒状生物燃料的输送及燃烧器的示意见图8。

图8颗粒状生物燃料的输送及燃烧器的示意

4.常用生物燃料的种类

两次去法国生物燃料焙烧空心砌块的公司(Bouyer leroux)在生产线上均看到了他们使用的夹杂木屑的锯末（图9）。

图9 法国空心砌块生产线上使用的木屑（发热量3500~4500kcal/kg）

根据赛力克公司的介绍，只要颗粒直径不大于5mm的生物燃料，均可直接使用。可利用的生物质燃料主要类型有以下各种(图10)：

图10 各种可利用的生物燃料

根据法国的实际使用验证，农作物秸秆、稻壳、麦糠、稻草、麦草、椰壳、花生壳、棕榈壳、咖啡壳等都可以使用，只要其最大颗粒不大于5mm即可直接使用。可利用的各种生物燃料的发热量如下表：

5.生物燃料焙烧的产品

由于生物燃料的燃烧过程中不会释放出有害的气体物质，在隧道窑内的温度达700℃以上时，这些颗粒状的生物燃料喷射进入窑内，其燃烧的特征如同天然气一样。压缩空气是颗粒状生物燃料的运输动力，同时也助燃的空气。助燃空气的量和生物燃料的量是非常重要的控制参数。颗粒状生物质燃料和空气的有效配合，才能提供最好的燃烧效率。压缩空气与颗粒状生物燃料是间歇式的供入到隧道窑内。在燃烧过程中严格控制助燃空气和燃料比至关重要。图11是生物燃料焙烧的空心砌块。

图11 使用生物燃料焙烧的空心砌块

6.法国利用生物燃料的工艺过程

根据以上所述，我们可以大致总结法国利用生物燃料的工艺过程：

从生物燃料的来源、储存、破碎、筛分、气力输送直到喷入隧道窑内燃烧，其整套设备造价不会低。其中最大的问题是在于生物燃料的收集和储存，如中节能（央企）在国内建设了不少的秸秆发电厂，由于秸秆来源问题，多数已经停产。国内烧结砖行业已经开始部分使用生物燃料了，如使用稻草以及稻壳作为外燃料，特别是稻壳，不用加工制备，直接从窑顶投入即可。直接用稻壳作外燃，减少了内燃加入量，有利于环保，更有利于减少黑心及压花等缺陷（图12）。

(国内使用稻草焙烧的多孔砖和砌块（成都）图片来自网络；由于各方面的原因，该项技术推广受到了很大阻力)

图12 国内某些隧道窑上直接使用稻壳作为外燃料

总而言之，愈来愈严的环保要求，烧结砖行业不得不慎重考虑未来的燃料结构以及原材料结构。只要解决了生物燃料的收集、储存问题，在政府的倡导下，积极使用生物燃料的前景广阔，大有可为。