生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線

1、生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)工藝

 農(nóng)林生物質(zhì)包括各種秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條及林業(yè)三剩物等，具有來源廣、數(shù)量多、可再生及環(huán)境友好等優(yōu)點，是一種十分寶貴的可持續(xù)獲得的綠色資源，但現(xiàn)有技術(shù)難以滿足高附加值利用的要求。生物質(zhì)氣化是人們期待的一種較好的實用技術(shù)，但長期以來，生物質(zhì)氣化技術(shù)產(chǎn)品單一，經(jīng)濟效益不佳；可燃氣中的焦油含量高、凈化過程中的液體產(chǎn)物未能工業(yè)化利用，直接排放污染了環(huán)境；氣化技術(shù)與設(shè)備難以穩(wěn)定運行，因此未能得到廣泛的推廣和應(yīng)用。

      生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)不僅可以得到清潔的可燃氣用于發(fā)電或供熱，還可利用炭制備活性炭或高效炭基復(fù)合肥；液體產(chǎn)物可制成液體肥，或與炭一起制備炭基復(fù)合肥；循環(huán)冷卻水經(jīng)發(fā)電機尾氣加熱成蒸汽可作熱源使用。目前，500kW生物質(zhì)氣化發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)線已經(jīng)穩(wěn)定運行5年多。

2、下吸式固定床氣化集中供氣、制熱、發(fā)電系統(tǒng)

原料需要均勻性好（粒度、形狀、流動性、水分等如稻殼）；氣化強度較低；操作簡便；燃氣中焦油含量低；運行穩(wěn)定。

系統(tǒng)包括三部分：氣化系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和燃氣利用系統(tǒng)。

3、上吸式固定床氣化多聯(lián)產(chǎn)綜合利用系統(tǒng)

  原料適應(yīng)性廣，可以使用木塊、木屑、谷殼等作為原料；氣化強度較下吸式固定床高；操作簡便；燃氣中焦油含量較高；運行穩(wěn)定。

 

4、流化床氣化多聯(lián)產(chǎn)綜合利用系統(tǒng)

  原料適應(yīng)性廣，可以使用木屑、秸稈、谷殼等作為原料；氣化強度高；設(shè)備投資小；容易實現(xiàn)自動化；運行穩(wěn)定。

5、生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化利用系統(tǒng) 

原料適應(yīng)性廣，可以使用木片、木屑、秸稈、谷殼等作為原料；氣化強度高；容易實現(xiàn)自動化；設(shè)備投資較高；運行穩(wěn)定。

6、生物質(zhì)熱解液化系統(tǒng)

作為生物煉制的重要手段之一，生物質(zhì)快速熱解由于具有工藝過程短、原料適應(yīng)性強、反應(yīng)迅速、轉(zhuǎn)化率高、轉(zhuǎn)化強度大等諸多優(yōu)點獲得了世界各國的廣泛關(guān)注。我國同樣十分重視生物質(zhì)熱解技術(shù)的研發(fā)。《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中指出要加快生物質(zhì)熱解液化及直接催化轉(zhuǎn)化制備烴類燃料技術(shù)進步，規(guī)劃到2015年底，形成若干生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化產(chǎn)業(yè)示范區(qū)。

根據(jù)熱解條件的不同，可分為碳化（慢速熱解）、快速熱解和高溫快速熱解，如表1所示。生物質(zhì)經(jīng)快速熱解主要得到液體產(chǎn)物（生物油，圖1），同時得到一部分固體產(chǎn)物（炭粉）和氣體產(chǎn)物（燃氣）。以秸稈為熱解原料時，生物油的產(chǎn)率和熱值分別為50~55%和15~16MJ/kg，炭粉的產(chǎn)率和熱值分別為28~33%和18~20MJ/kg；若以林業(yè)廢棄物為熱解原料時，生物油的產(chǎn)率和熱值分別為60~70%和16~17MJ/kg，炭粉的產(chǎn)率和熱值分別為20~25%和20~22MJ/kg。

生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物油后，體積能量密度能夠提高8~10倍，較易運輸和儲存，用途也變得更為廣泛（圖1）。它可以直接作為鍋爐和窯爐燃料燃燒使用，精制提煉后可以作為車用燃料使用，還可以作為化工原料使用。在我國石油消費構(gòu)成中，發(fā)動機燃料所占比例最大，其次是鍋爐和窯爐等熱力設(shè)備所消耗的燃料油。近年來，燃料油的價格隨著原油價格上漲而上漲，導(dǎo)致工業(yè)燃燒用油油源趨緊、成本加大。因此，生物質(zhì)快速熱解獲得的生物油作為工業(yè)窯爐和燃油鍋爐燃料使用的市場前景非常看好。從中長期角度來看，生物油經(jīng)過分離和精制后作為車用燃料使用或作為化工原料生產(chǎn)基礎(chǔ)化學(xué)品，其市場前景將更加廣闊。同時，生物質(zhì)快速熱解獲得的焦炭也是一種很有應(yīng)用潛力的產(chǎn)品，它不僅是一種優(yōu)良的燃料，而且還可以進一步加工成活性炭、多孔二氧化硅或電極材料等高附加值產(chǎn)品。同時熱解過程中產(chǎn)生的不凝氣則可為生物質(zhì)熱解提供熱源，實現(xiàn)能量自給。目前，生物質(zhì)熱解穩(wěn)定制備生物油及提質(zhì)新技術(shù)是生物質(zhì)熱解利用的重點發(fā)展方向。圖2為生物質(zhì)熱解液化利用的技術(shù)路線。