生物质热解制备生物油的经济性分析
生物质制油
生物质热裂解制生物油摘要：生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一，生物质热裂解制生物油为其中应用较多的一部分。
但其高含氧量、低热值和化学不稳定等特性在一定程度上影响了生物油的广泛应用，因此必须对生物油进行精制，以改善生物油的品质。
该文以生物质热裂解生物油为例，从催化加氢、催化裂解、气相催化、水蒸气重整和乳化等方面详细阐述了生物油精制的研究进展，展望生物油强大的发展前景。
关键词：生物质；生物油；热裂解；精制；催化0 引言生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。
而所谓生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种脂肪燃料快艇可再生的碳源。
生物质热裂解（又称热解或裂解），通常是指在无氧环境下，生物质被加热升温引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。
随着化石能源的逐渐枯竭，可再生能源已得到全球的广泛关注。
中国国家发改委在能源发展“十一五”规划中指出：2005年，中国一次能源生产总量20．6亿t标准煤，消费总量22．5亿t标准煤，分别占全球的13．7％和14．8％，是世界第二能源生产和消费大国。
随着国民经济平稳较快发展，城乡居民消费结构升级，资源约束矛盾更加突出。
以煤为主的能源消费结构和比较粗放的经济增长方式，带来了许多环境和社会问题。
因此国家制定了石油替代工程目标，加快发展生物质液体燃料被提上日程。
生物质是地球上最广泛存在的物质，它包括所有动物、植物和微生物以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质。
各种生物质都具有一定的能量。
将生物质转化为液体燃料被认为是最有前途的能源转化途径之一。
生物质热裂解技术是目前世界上生物质能研究的前沿技术之一。
生物质热解油提质的研究概况
22引言目前，生物质热解油代替石化柴油在供电供热领域应用十分广泛，但是其水分多、腐蚀性强等一系列问题阻止了在柴油机领域的推广。
近年来，采取相应手段提高生物质热解油的性质以适合柴油机燃烧系统变成了热门课题，当前主要的方式主要有：催化裂解、催化加氢、催化酯化、萃取、和乳化等。
尽管有以上的多种方式可以提升生物质热解油的品质，但其大规模使用在车用柴油机上仍未能见到。
如果寻找到一种经济高效的提质措施，生物质热解油大规模商用的进程将被快速推进，并且在改善世界性能源短缺和治理环境污染等方面具有重大意义。
一、生物质热解油组成及性质生物质热解油具有复杂的有机组分，其中包含了酸、醛、酮、醇、酯、醚、酚和糖类及其衍生物等上百种物质。
想要准确地测定出热解油的组分非常困难，现阶段多使用气质联用仪对生物质热解油进行组分分析。
Branca等对木屑进行热裂解制得生物质热解油，并使用气质联用仪测得其中含有：乙酸、羟乙醛、苯酚和愈创木酚在内的40多种有机化合物，也推算出了该生物质的主要裂解过程为纤维素、半纤维素和木质素的快速分解。
Bertero等对小麦壳、豆科灌木和松木三种原料进行传统方式的热解，分别得到了三种生物质热解油。
随着热解油原料的改变，各个组分的含量变化很大，这说明热解油各组分的相对含量会由于原材料的不同而差异显著。
Huber等通过实验发现，生物质热解油的成分不仅受到原材料的影响，还受到制备工艺的影响，不同的实验条件对生成物的组成成分影响十分明显。
由此可见，合适的加工工艺能够有效改善生物质热解油的品质。
通过快速加热分解生物质得到的液体状热解油在成份上与传统石化柴油还存在很大差别，所以在生物质热解油在大规模实际使用上还存在许多问题，例如水分相对含量较高导致点火困难，运动粘度较高导致易在喷油嘴中结焦堵塞喷嘴。
热值低是生物质热解油的一个严重缺陷，在柴油机的实际使用时会提高燃料用量，更多的喷油量会导致雾化效果恶化，与空气混合作用降低，甚至影响柴油机的正常工作。
秸秆热解液化制备生物油技术
2006年6月2006,28(2):228—232中国油料作物学报Chinese j ournal of oil cr op sciences秸秆热解液化制备生物油技术杨 湄,刘昌盛,黄凤洪3,王江薇(中国农业科学院油料作物研究所,湖北武汉430062)摘要:介绍了秸秆快速热解液化技术及其动力学研究现状、生物油的性质与精制,提出了秸秆快速热解液化技术存在主要问题及未来研究目标和建议。
关键词:秸秆;热解液化;生物油;动力学中图分类号:S216.2 文献标志码:A 文章编号:1007—9084(2006)02—0228—05 石油短缺和能源结构不合理是我国的基本国情,经济的快速增长也决定我国能源消费将不断增长。
面对能源紧缺特别是液体燃料的严重短缺和巨大消耗、石化能源消耗带来环境污染的多重压力,提高我国能源安全水平、缓解生态环境污染迫在眉睫。
解决能源安全和环境污染问题,一方面要节约能源,减少能源消耗,但最根本的是寻求和开发来源充足、供应安全、环境友好的替代能源。
生物质能是以生物质为载体的能量,是一种可再生、资源丰富且相对较利于环保的能源[1]。
农作物秸秆主要包括粮食作物、油料作物、棉花、麻类和糖料作物等5大类[2],是生物质资源最重要的来源之一。
据统计,我国各种农作物秸秆年产量约6亿吨,占世界作物秸秆总产量的20%～30%[3]。
近几年,随着我国农村经济发展和农民收入增加,农村居民用能结构正在发生着明显的变化,煤、油、气、电等商品能源得到越来越普遍的应用[4]。
秸秆的大量剩余,导致了一系列的环境和社会问题,每到夏秋两季,“村村点火,处处冒烟”的现象十分普遍。
据调查,目前我国秸秆利用率约为33%,其中经过技术处理后利用的仅约占2.6%[5]。
秸秆就地焚烧不仅造成大量资源和能源浪费,环境污染也不容忽视。
因此,开展秸秆的能源高效转化利用技术研究和能源产品开发成为亟待解决的农业、能源和环境问题,对保障国家能源安全、国民经济可持续发展和保护环境具有重要意义。
生物质热解过程中的产物特性
生物质热解过程中的产物特性生物质热解是一种将生物质在缺氧或无氧条件下加热分解的过程，通过这一过程可以得到多种有价值的产物。
这些产物具有各自独特的特性，对于能源利用、化工生产和环境保护等领域都具有重要意义。
生物质热解的产物主要包括生物油、生物炭和不可冷凝气体。
生物油是一种复杂的混合物，包含了数百种有机化合物。
它具有较高的能量密度，但同时也存在一些缺点，如稳定性差、腐蚀性强和含水量高。
生物油中的化学成分非常丰富，包括羧酸、醇、醛、酮、酚类和酯类等。
这些成分的比例和种类会受到生物质原料的种类、热解条件（如温度、加热速率和停留时间）等因素的显著影响。
例如，以木质生物质为原料得到的生物油中酚类化合物的含量相对较高，而以农作物废弃物为原料得到的生物油中则可能含有更多的羧酸和酯类。
生物炭是生物质热解的另一个重要产物。
它是一种富含碳的固体物质，具有多孔结构和较大的比表面积。
这些特性使得生物炭在土壤改良、碳封存和污染物吸附等方面表现出优异的性能。
生物炭的孔隙结构可以为土壤中的微生物提供栖息和繁殖的场所，从而改善土壤的肥力和结构。
同时，生物炭能够吸附土壤中的重金属和有机污染物，降低它们的迁移性和生物有效性，减少对环境的危害。
此外，生物炭中的碳相对稳定，可以在土壤中长时间存在，从而实现碳的长期封存，有助于缓解气候变化。
不可冷凝气体是生物质热解过程中产生的另一种产物，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷和二氧化碳等。
这些气体具有较高的热值，可以作为燃料直接使用，或者用于合成其他化学品。
其中，氢气是一种清洁的能源载体，具有广阔的应用前景。
通过优化热解工艺条件，可以提高不可冷凝气体中氢气的含量，从而提高其利用价值。
在生物质热解过程中，温度是影响产物特性的关键因素之一。
一般来说，随着热解温度的升高，生物油的产量会先增加后减少，而生物炭和不可冷凝气体的产量则会相应增加。
这是因为在较低温度下，生物质主要发生解聚和脱水反应，生成较多的生物油；而在较高温度下，生物油会进一步分解为小分子气体和焦炭。
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究
生物质成型燃料热解焦油性能及成分研究随着石油资源的日趋枯竭，为满足人类能源需求，各国正努力研发替代石油的清洁能源。
生物质成型燃料（Pellet）作为绿色可再生能源之一，被广泛应用于各类燃料热电联产等能源领域。
生物质成型燃料热解反应产物，尤其是焦油，具有较高的热值，可用于锅炉燃烧提供热能，也可作为原料的制备燃料乳化油或其他润滑油。
因此，分析生物质成型燃料热解焦油的性能及成分，对深入研究其利用价值及优化燃料配方有重要意义。
生物质成型燃料热解焦油是热解生物质成型燃料得到的一种黑色液体，其成分主要包括甲烷，乙烷，丙烷，烷烃，芳香烃，烯烃等碳氢化合物，具有极高的可燃性、热值高、芳香性强等特点。
同时，生物质成型燃料热解焦油中也含有一定量的低分子量的气态有机酸，如羧酸、羰基化合物、甲醛、甲醇等。
生物质成型燃料热解焦油可以由涤纶布过滤得到，也可以在室温下蒸馏，然后收集汽化物。
生物质成型燃料热解焦油的热值一般在4548MJ/ kg之间，而普通煤烟煤的热值仅为26MJ/ kg，可见其热值明显高于普通煤烟煤。
由于生物质成型燃料焦油的比重大，通常达到1.15~1.20g/ml，有利于燃烧及热性能的提高。
生物质成型燃料焦油的酸值平均为0.5mgKOH/g，显示其硫化物含量低，对环境无污染，更易受技术转化。
另外，生物质成型燃料热解焦油具有较高的抗氧化能力和良好的抗老化性能，可以有效防止油品的酸败和氧化反应，使润滑油具有长期稳定的性能。
生物质成型燃料热解焦油在热解压力、热解温度以及原料配比等因素的影响下，其产量会有一定的变化。
在较高的压力和温度条件下，焦油的产量也会有所提高，而原料的配比也会影响焦油的产量，需要进行合理的配比，以获得较高的焦油产量。
由于生物质成型燃料热解焦油具有良好的热值、可燃性强、芳香性高以及对环境无污染等特点，它在许多领域都有重要的应用意义。
焦油可以作为发电煤炉的燃料，也可作为原料用于制备燃料乳化油和其他各种润滑油。
生物质热解与热解油精制
以生存 的重要 能源 来源 ， 仅次 于煤 、 油和 天然气 而 石
居 于世界 能源消 费总量 的第 四位 。在世 界能耗 中 ， 生 物 质能 约 占 １％， 发展 中国家平 均 占 ３ ％， 中很 ４ 在 ５ 其 多 国家总 能源 的 ９ ％以上 由生物质 提供＿ 生物 质分 Ｏ ｌ Ｊ 。
布 广泛 ， 优点 是挥 发分 高 、 分 低 、 和氮 含量 低 、 其 灰 硫
燃烧 时对环 境污染 小 。 开发 利用 生物 质 的途径 主要 有热 化学法 、生物
化 学法 、 化学 法和 机械萃取 法等 。生物质 的热化 学转
化技 术 已经成 为世 界各 国开 发利用 生物 质 的重点研 究方 向。在生 物质 热化学 转 化方式 中热 解是 最重 要 的方 法 。热解 与其他热 化学方法 相 比优 势在于 ： 中 在 温 和 常压 下 生产 。 艺 简单 。 工 成本 低 ， 置容 易 小 型 装 化 。主要 产 品的 比例 可 以通过 控 制反应参 数 （ 如温
热 解是 生物 质 最重 要 的 热化 学转 化 方 式 ， 包括 慢 速 热 解和 快 速 热 解 ， 后 者 是 目前研 究 的重 点 ， 主要 得 到 生物 油 产 品 。本 文 中介 绍 了热 解 原 理 和 原 料性 质 、 度 、 热速 率 、 留时 间及 矿 物 质 对 热 解 的 影 响 ， 温 加 停 综 述 了热 解反 应 器 的性 能 ． 重点 介 绍 了循 环 流 化床 和 自由 落 下床 两 种 并 反应器． 讨论 了热 解 催 化 剂和 热解 油 精 制 方 式 （ 包括 催 化 加 氢 和 催 化 裂 解 ）最后 预 测 了生 物 质热 解研 究 的发 展 趋 势 。 ， 关键 词 ： 物质 ； 解 ； 生 热 生物 油 ； 精制 中 图分 类 号 ：Ｋ Ｑ８ Ｔ ６． １ 文 献标 识 码 ： Ａ ห้องสมุดไป่ตู้
生物热解可行性研究报告
生物热解可行性研究报告一、生物热解原理及技术发展现状生物热解是将生物质材料在高温、无氧或低氧条件下分解为气体、液体和固体产物的过程。
这一过程分为三个阶段：干馏阶段、气体化阶段和炭化阶段。
在干馏阶段，生物质材料中的挥发性有机物被释放并分解为气体和液体产物；气体化阶段是指挥发性有机物被热分解为气体产物的过程；炭化阶段是指不易挥发的有机物发生热解，产生固体残渣。
生物热解产物主要包括生物油、生物炭和生物气。
生物热解技术发展于20世纪70年代，经过近半个世纪的发展，已经取得了显著的进展。
目前，已经有多种生物热解工艺被广泛应用，包括快速热解、缓慢热解、压力热解等。
这些工艺可以根据生物质材料的性质和使用需求进行选择，实现高效、可持续的生物质资源利用。
二、生物热解技术在能源开发中的应用生物热解技术在能源开发中具有重要的应用前景。
生物油是生物热解的主要产物之一，可以作为生物柴油的原料，用于替代传统石油燃料；生物炭是一种具有良好吸附性能的固体炭材料，可以用于土壤改良、污水处理和能源生产等领域；生物气是一种可再生的天然气替代品，可以用于发电、供热和燃料气等方面。
生物热解技术的应用还可以减少对传统燃料的需求，降低对矿物资源的开采和使用，有利于环境保护和生态平衡的维护。
因此，生物热解技术在能源领域的应用前景广阔，有望成为未来可持续发展的重要技术之一。
三、生物热解技术在环境保护中的应用除了在能源开发领域，生物热解技术还可以在环境保护方面发挥重要作用。
生物热解可以将生物质资源有效地利用，减少生物质废弃物的排放和对环境的污染，有利于减缓气候变化和改善环境质量。
此外，生物热解产生的生物炭可以用于土壤改良，提高土壤肥力和固碳能力，有助于减少化肥的使用和减缓土壤侵蚀。
生物热解产生的生物气可以替代传统燃气，减少对石油资源的依赖，有利于降低温室气体排放和改善大气环境。
综上所述，生物热解技术在生物质资源利用、能源开发和环境保护方面具有重要的应用前景。
基于Aspen Plus平台的生物质热解模型与应用研究综述
基于Aspen Plus平台的生物质热解模型与应用研究综述摘要：介绍国内外Aspen Plus在生物质热解模型以及应用方面的研究情况，将其分为模型构建研究和模型应用研究两部分。
其中，热解模型通过实验验证，可以很好的预测热解三态产物产率；模型应用多集中在工艺参数的影响研究，以及系统经济性和环境效益评价；最后总结Aspen Plus在生物质热解模型搭建的不足和可能的发展方向。
我国作为一个能源消耗大国，其经济的快速发展要求持续且稳定的能源供给。
在当前能源资源短缺、能源结构不合理以及环境保护问题日益严重的背景下，开发和利用可再生清洁能源已成为我国能源利用新的方向。
生物质作为目前唯一的具有含碳有机质的可再生资源，可以直接燃烧或与煤混烧用于发电，也可以通过热化学处理转化为生物焦炭、生物燃气以及生物油，具有广泛的传统能源替代性。
目前，生物质热解技术发展很快，从实验理论研究到工艺中试都取得了不少进展，而从工业化运行的系统角度的研究则相对较少。
利用Aspen Plus可以完成对热解系统的全流程工艺模拟，并可以对系统中间投入的物流、能流、功流以及关键运行参数进行设计和优化，是系统推广到工业化应用的基础及关键所在。
本文着重介绍Aspen Plus模拟软件在生物质热解领域的应用，并对其进一步的研究发展及应用提出建议。
1 Aspen Plus中的生物质热解模型研究进展Aspen Plus是大型化工流程模拟软件，基于实际工艺的物理化学过程所搭建的过程模型，可以很好的应用于流程计算。
在生物质热解系统模型中，热解反应模块的搭建是其中的关键问题。
一般的，该模块可以由RGibbs 平衡反应器模块、RYield产率反应器模块以及RCSTR动力学反应器模块组合搭建完成。
其中，RGibbs模块是基于吉布斯自由能最小原则来计算反应过程的。
该模块不考虑停留时间的影响，主要用于快速达到平衡态的反应过程；RYield模块则是基于反应产物分布等实验数据来计算反应过程的。
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光阴似箭，岁月如梭，不知不觉我即将走完大学生涯的第四个年头，回想这一路走来的日子，父母的疼爱关心，老师的悉心教诲，朋友的支持帮助一直陪伴着我，让我渐渐长大，也慢慢走向成熟。
首先，我要衷心感谢一直以来给予我无私帮助和关爱的老师们，特别是我的导师，班主任老师、专业课老师，学院老师，党政办老师。谢谢你们这四年以来对我的关心和照顾，从你们身上，我学会了如何学习，如何工作，如何做人。
其次，我还要真诚地谢谢在我的学习和生活中给予关怀和帮助的同学和学姐，在这四年当中，你们给予了我很多帮助，在我的学习工作生活各个方面，你们给我提出了很多宝贵的建议，我的成长同样离不开你们。
再次，我还要认真地谢谢我身边所有的朋友和同学，你们对我的关心、帮助和支持是我不断前进的动力之一，我的大学生活因为有你们而更加精彩。
最后，我要感谢我的父母及家人，没有人比你们更爱我，你们对我的关爱让我深深感受到了生活的美好，谢谢你们一直以来给予我的理解、鼓励和支持，你们是我不断取得进步的永恒动力。 可编辑
精品文档，欢迎下载 目 录 本科毕业论文 ··························· 1 致 谢 ······························· 2 中文内容摘要 ··························· 3 Abstract ····························· 3 一 概述 ······························ 5 二 原料收集和预处理 ························ 5 2.1 收集原料 ························· 5 2.2 预处理 ·························· 6 2.21 新工艺的应用 ······················· 6 2.22 生物反应器 ························ 6 三 热解液化转化过程经济性分析、产品的市场分析 ··········· 7 3.1 热解工艺方案 ························ 7 3.11 热解液化规模 ······················· 7 3.12 经济性分析的财务评价参数 ················· 7 3.13 秸秆收集半径计算 ····················· 8 3.2 技术经济性分析 ······················· 8 3. 12 热解液化工厂投资估算 ··················· 8 3.13 热解液化工厂财务评价 ··················· 9 3.14 生物油生产成本分析 ··················· 10 四 综合分析 ·························· 13 参考文献 ··························· 14 可编辑
精品文档，欢迎下载 生物质热解制备生物油的经济性分析 【内容摘要】如今人类临着巨大的环境与能源压力。生物质因具有一定的广泛性、可
再生性、低污染性、广泛分布性以及总量十分丰富而受到越来越多的关注。本文主要针对秸秆气化发电、气化供气、直燃发电以及热解液化这四种目前主要的生物质能利用技术展开经济性分析。通过比较发现，在各种生物质能利用技术中，热解液化制取生物油是非常有前景的，如果要想将生物油投入应用而获得良好的经济效益必须提高生物油的品质。本文中通过对生物质热解制备生物油的经济分析为以后生物质热解的预处理技术研究提供了基础的参考依据。
【关键词】生物油；生物质；热解液化
Abstract Nowadays human face tremendous environmental and energy pressure. Biomass
for has certain universality, reproducibility, less pollution, widely distributed sex and total amount is very rich and receiving more and more attention. This article mainly aims at straw gasification power generation, gasification combustion gas, electricity and pyrolysis liquefaction straight the four current main biomass utilization technology analysis on economy. By comparison, in various biomass utilization technology, biological oil producing pyrolysis liquefaction is extremely foreground, if you want to put into application biological oil won good economic benefit must improve the quality of biological oil. This article through to bionass power plant pyrolysis of preparation for economic analysis of biological oil after the biomass pyrolytic preconditioning technique provides the basis for the research of the reference.
Key words: Biological oil; Biomass; Pyrolytic liquefaction 可编辑
精品文档，欢迎下载 一、概述 能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，是人类赖以生存和发展的重要保障。当今的能源主要来自于化石燃料，随着人口的增长和人类物质、文化生活水平的普遍提高，人类对能源的需求呈现急速增长的趋势，同时化石能源储量有限且具有不可再生性，化石能源日益枯竭。生物质能是通过太阳能转化而来的，在动、植物和微生物等有机物中都蕴藏着生物质能。生物质能资源是一种无害的能源，在地球上的生物质能资源较为丰富。生物质能通常包括工业废弃物及动物粪便和油料植物、木材、森林废弃物、水生植物、农业废弃物等。 我国是一个农业大国, 生物质资源最主要的组成部分是农业废弃物,它们分布不集中, 如果将它们转化成生物质油或者化学化工原料, 也可以大大减小因储存或者运输带来的困难. 因此合理开发利用生物质不仅可为新的能源和化工原料的开发利用建立技术基础, 发展新的能源和化学工业, 以实现可持续发展, 同时对解决我国农村、农业和农民问题, 具有十分重要的意义[1] 我国的农作物秸秆资源丰富，秸秆来源主要为玉米、小麦和稻谷。据统计，2009年全国产生各种秸秆近7亿吨，相当于标准煤3亿吨。在农村，秸秆主要用于生活燃料、饲料、肥料和工业原料。据不完全统计，约有14%的秸秆被做肥还田，25．0％的秸秆被用作饲料， 3.2％的秸秆被用作工业原料．除此之外，约57．8％的秸秆可以作为能源使用，其中近2亿吨的秸秆被我国农民在自家炉灶内用来直接燃烧取暖做饭。90年代以来由于农民生活水平的提高和农村经济的发展，农民的观念和生活方式发生了变化，农民已有条件和能力大量使用煤、石油、液化气等能源，秸秆不再是农民能源消费的惟一选择，大量剩余秸秆被遗弃在田间地头，有些地区甚至将剩余秸秆在田间地头焚烧，既污染环境，又浪费资源。此现象在我国许多地区已成为社会普遍关注的焦点问题之一，解决这一问题的关键在于开发秸秆高效高附加值利用的新途径。 本文通过对生物质热解制备生物油的试验，进行经济学的可行性分析，对生物质热解研究和市场开拓提供数据参考。
二．原料收集和预处理 2.1 收集原料 生物质原料可以是能源植物，也可以是农林废弃物。能源植物产生的生物油产量与热值均比较高，但是目前还没有找到很合适热解的能量高且生长速度快的能源作物，今后可以运用各种植物育种技术，开展更广泛的能源植物育种研究，为发展生物质能源提供技术和物种支持[2]。 在我国东北的农业大省，吉林省某市，交通便利，玉米秸秆收购平均价格为250元/吨(含水率≥50),因水分含量越少，价格越高，运费每吨500元(地区内运输，不跨区域)，人工费120/天，按照250元/t计算，生物质原料发电消耗为2kg/kWh，原料成本达到0.50元/kWh，发电成本较高，考虑人工工资、自身电力消耗、维修费用、管理费用、设备折旧费等，发电成本达到了0.62元/kWh，在国家可再生能源政策的支持下，吉林省生物质电力上网价格为0.53元/kWh，因此将生物燃气用于发电运行利润微薄。然而，通过综合利用技术，发电所带来的副产品蒸汽和生物质炭，为企业带来更好的经济收益。在发电保本运行的情况下，按照规模5.0MW/h 的实验工程计算，每年运行6000h，消耗原料10000t，可得到1500生物质炭，按照目前的市场价格，炭售价为1000元/t，