以农林剩余物为原料 采用干馏工艺将农林剩余物隔绝空气加热,使之产生焦 油与燃气。 将生成物气液分离; 液体为生物燃油,气体用于干馏装置的加热。 燃油热值约为4500-5000kcal/kg。 燃油经过脱酸和重整,生产车用油,但成本较高。
优点: 采用压缩成型技术可将生物质原料密度增加5-6倍,提高运输和使 用效率。 压缩成型的过程产生的热量可杀灭原料中的病虫害,可防止病虫害 扩散,不易霉烂,易于储存。 过程简单,设备少,投资小,易于实施。 问题: 需要消耗电力,不同的压缩机电力消耗为60-120kWh/kg。 加工成本约为200元/吨。 供农民炊事用将有成本过高的问题。 供锅炉等工业用户使用可能遇到供应的稳定性问题。 前景: 在特定的条件下,(如燃煤锅炉改造、财税政策优惠等)有较好 的市场前景。
优点: 设备相对简单 动力消耗小 燃气净化为成熟技术,设备为标准设备。 煤的逆流固定床气化炉技术非常成熟,可以移植到秸秆气化。 焦油处理技术成熟,焦油能回收。 有一定的问题: 目前还没有建成的示范工程,存在一定的风险。 系统和关键设备(气化炉)要重新设计。 现有设备和工艺要进一步改进和完善。 秸秆需要先成型。
燃烧 热量或电力 气化 热化学法 生 物 质 资 源 热解 直接液化 水解、发酵 沼气技术 间接液化 酯化 压缩成型 生物质燃气 木炭或生物原油 液化油 乙醇 沼气 甲醇、醚 生物柴油 成型燃料
目前我国已建成的大中型沼气工程约700处,仅占大中型养殖场 总量的6.6%。 其中配套发电的很少。 沼气主要有效成份为甲烷,热值约为5500kcal/m3,一般都会采用内燃 发电机发电。
净化 有 机 废 物 剩余污泥 (可用作肥料) 调节池 预处理 沼 气 厌 氧 消化 器 储 存 用 户
集中供气 净化装置 沼气 液体 人工清 粪 畜禽舍 畜禽废 水 厌氧消化 沉淀池 固液分离 固体 堆沤 贮气柜 沼气发电
集中供气 净化装置 贮气柜 沼气发电 畜禽废水 畜禽舍 固液分离 液体 厌氧消化 沉淀池 好氧处理
上图:垃圾料仓和垃圾抓斗。 右上:电厂主厂房。 右下:电厂主控室显示面板。
电力消耗:一般在60-120kWh/吨之间。其中螺旋压缩 成型的电耗最高,冷成型和环模滚压较低。 投资:螺旋压缩成型投资最低,环模滚压成型投资最大。 产量:螺旋压缩成型产量最小,单机产量仅为100120kg/h,环模滚压成型产量最大可达4000kg/h。 规模化生产有一定的问题: 主要是产量较小和易损件寿命太短。
目前煤-生物质混燃发电主要由企业自主进行,得到政 府有关部门认可的仅山东十里泉电厂。 山东十里泉电厂:总装机容量140MW,设计掺混生物质 20%。执行生物质发电上网电价0.594元/kWh,燃煤发电 上网电价0.354元/kWh。(山东省批准) 协鑫集团公司:下属21个热电厂,有7个掺混生物质原 料,原料有农作物秸秆、树皮、稻壳、芦苇、污水处理厂 污泥等。但所有掺烧电厂均没有正真获得电价补贴。
优点: 技术成熟,国外此类技术已有成功运行的范例 秸秆经粉碎直接入炉,不需成型。 适合大规模生产 缺点: 该技术的原料预处理和锅炉等设备国内技术尚未成熟,需要由国外引 进,价格昂贵。 该技术适合的规模在20MW-50MW,所需的秸秆资源量为25-45万吨/年, 秸秆收集压力较大,收集成本较高 技术的单位投资较大,不适于小规模发电使用 适合使用的范围: 以2.5MW的秸秆直燃发电厂计每年需消耗秸秆25万吨左右 以农场为生产单位的地区 适用于复种指数小的地区 应接入10千伏以上变电站
上图:秸秆料仓。 右上:秸秆原料输送。 右下:秸秆原料入锅炉 (三根加料管中,中间的为秸秆,上下均为燃煤)
设备为气化炉 产品为燃气 炉内发生化学反应时碳元 素过剩 主要化学反应为 2CO2=2CO CH2O=COH2 废弃物为灰渣 设备为锅炉 产品为热量(蒸汽) 炉内发生化学反应时氧元 素过剩 主要化学反应为 CO2=CO2 废弃物为烟气和灰渣
原料:麻风树果实 规模:年产200吨生物柴油 工艺:两步酯交换法和微乳 化法 研发:四川大学 四川省长江造林局 四川林科院 产品:B-15混合柴油 B-20混合柴油 应用:B-20混合柴油在成都 公共交通公司的柴油 公交汽车上使用,柴 油机工作平稳、运行 可靠,主要零件磨损 正常,达到0号柴油 的标准。
一、直接燃烧 二、发电 三、沼气和沼气发电 四、液体燃料 五、压缩成型燃料
农林剩余物直燃发电 农林剩余物混燃发电 农林剩余物气化发电 垃圾焚烧发电 垃圾填埋气发电 养殖场畜禽粪便沼气发电
秸秆在田间打成方捆,并分散储存在秸秆收集 点,按发电厂的调度指令,定期送到发电厂 成捆的秸秆经粉碎后直接加入锅炉 燃烧产生的烟气经过除尘后达标排放 锅炉产生的蒸汽推动蒸汽轮机,并带动发电机 发电
现有的内燃发电机技术已可以使用热值为8001000kcal/m3的高炉煤气,完全能满足生物质燃气发 电的要求。 现有商业化的内燃发电机上限功率为800kw,正在研制 中的上限功率为2400kw。 国内最为成熟可靠的内燃发电机,上限功率为500kw, 价格约为90-110万元/台(套)。
优点: 循环流化床气化发电是中国科学院广州能源研究所开发的技术, 是目前唯一已经实施的较大规模发电的气化技术。 属于国有知识产权的技术,对秸秆发电产业高质量发展非常有利。 规模适应能力强,电厂规模大小均可。 不需要成型即可气化 存在的问题: 燃气中飞灰含量太高,导致焦油中含有大量灰渣,焦油只能废弃。 焦油污水处理量和处理难度增加。 灰渣中碳含量高,转换效率降低。 已建成的生物质循环流化床气化发电厂都是以稻壳或木粉为原料 的,尚未真正解决大田秸秆利用的问题。
生物柴油指利用动植物油脂中的脂肪酸与醇类进 行酯交换反应生成的脂肪酸烷基脂。 生物柴油的原料不应该包括食用油。 大规模制取生物柴油的前提是有充足的原料, 在生物油工厂建设前需要落实原料供应。 为了能够更好的保证原料供应,一般规模化的生物油工程都 将建设自己的原料基地。
蓖麻:平均单产150公斤/亩左右,种籽含油率50%左右,种仁含油 率65%左右。 麻疯树:5年生林平均果实产量可达每亩300-500公斤,果实平均 含油率40%以上,种子的含油率高达60%,是国际上公认的主要能 源开发树种。 黄连木:成年树每株可年产果实50-150公斤,最高达250公斤。黄 连木种子的含油率为43%,是我国重要的木本油料树种。 油桐:10年生油桐亩产可高达45公斤。油桐种子含油率33%-71%, 并且桐油不易腐烂变质,其运输和贮存条件没有一点限制。 乌桕(腊子树、木油树):每公顷可产350公斤,种子出油率高达 40%以上。