生物质能源高效清洁利用技术

生物质能源高效清洁利用技术

随着人类已进入21世纪高科技时期，对促进现代工业化的快速发展对化石燃料（煤炭、石油、天然气）的用量越来越大，其每年开采量不断增加和资源储藏量相对减少，其价格不断上涨同时对造成的大气污染也越来越重。人们为维持其生存和发展，早在上世纪80－90年代就有美、英、德、法及丹麦、芬兰、意大利等工业发达国家的众多科研机构和我国中科院、广州能源研究所、山东能源研究所、辽宁能源研究所、中国农机学院、南京林化所及20多所知名度较高的大专院校先后经20多年来的不懈努力，研制出各种名目繁多的生物质秸秆气化炉和城市生活垃圾焚烧炉。其中：如生物质秸秆气化炉有上吸式气化炉、下吸式气化炉、横吸式气化炉、开心式气化炉、鼓泡式气化炉、单流化床气化炉、双流化床气化炉、循环床气化炉、携带式气化炉等国内外各种单一用于生物质秸秆气化的炉型，为人类早期开发利用生物质再生能源做出了一定的贡献。

由于以上各种只能单一用生物质秸秆生产燃气的气化炉，所生产的燃气热值较低大都用于烧锅炉供热和用于燃气发电机组发电，也有少数农民用做烧用燃气使用。由于以单一生物质秸秆气化炉所生产的燃气热值只有4000－5000kj/m3。农民做饭时间长特别是炒菜时由于炉温低，大都变成煮菜。并不受老百姓欢迎，所以普及推广很难。同时对以上各种单一生物质秸秆气化炉在运行时所产生的经济效益甚微，大都处于亏损运行（俗话说政府建得起，老百姓用不起，只能做样子）。

特别是各种单一生物质秸秆气化炉在运行时，生物质秸秆经炉内气化反应时所产生400－600oC燃气中的载体温度无法利用，大都采用水洗冷却燃气的方法达到净化处理燃气的目的，如此不但将造成大量燃气中的载体热能损失，而且更为严重的是在采用水洗冷却燃气时将产生大量的水洗燃气污水，将污染周边生态环境，由于燃气中的焦油与用于清洗燃气时的水属两个各不相同的物质，故达不到与焦油相似相融的净化效果，极易使燃气内燃机气缸内产生积炭而严重影响发电机组的正常运行。

H型生物质炭化炉气、炭联产新工艺：

生物质H型炭化炉是发明人在原发明双炉腔炭化炉的基础上又经多年不断深入研究而发明的一种高效利用生物质秸秆的最新生产技术工艺（国家专利）。

生物质快速热解炭化燃气发生炉的创新炭化生产工艺：是炉内中间设有气化室和周边炭化室，该炉炭化运行时，将利用炉内中间气化室中产生400－600oC高温“缺氧”的可燃气体直接进入炉内周边炭化室中，将炭化物料干馏炭化成高品位的“纯干馏炭”。

在干馏炭化物料的同时将释放出挥发份中的甲烷CH4、氢H2、碳氢化合物CnHmn等高发热量烃类物质与由炉内中间气化室进入的可燃气体混合成（5000－6000KJ/m3）的燃气，供燃气内燃机组发电或居民烧用。

该炉在炭化运行时，将炉中间气化室中产生400－600oC高温燃气直接进入炉内周边炭化室来干馏炭化物料的过程是一种吸热反应，经干馏后的可燃气体出炉温度将降至200oC左右，故使燃气中的木焦油凝聚，再经炉外设置的干法净化收集，经以上干法净化处理后的燃气中木焦油含量较低，只有20mg/ m3以下。将能有效地减少对燃气内燃机气缸的积炭而有利于发电机组的正常运行。

生物质快速热解炭化燃气发生炉的七大创新点：

1、生物质快速热解炭化炉创新炭化生产工艺，改变了现有国内外所以各种各样的单一生物质气化炉只能生产低值燃气的历史，因国内外现有各种单一生物质气化炉对资源浪费大，环境污染严重，运行无效益，所有民用气化炉大都依靠地方政府补贴来维持运行，对全面普及推广使用带来一定的难度。

2、生物质快速热解炭化炉创新炭化生物工艺，将炉内中间气化室生产的低热值燃气与炉内周边炭化室中的物料在干馏炭化时产生的挥发份中高发热值燃气混合，将有效地提高出炉燃气中的发热量，燃气发热量高达5000－6000KJ/ m3。

3、快速热解炭化炉将能充分利用炉内产生燃气的高温热载体直接干馏炉内周边炭化室中的物料生产干馏炭时属吸热反应过程，故能降低出炉燃气中的温度，使出炉燃气温度降至200oC左右，将燃气中的木焦油快速凝聚便于炉外收集，经干法净化后的燃气中焦油含量只有20mg/ m3以下。

4、生物质快速热解炭化炉创新炭化生物工艺，生产的炭化产品利用价值高：物料在炉内干馏炭化时产生的木醋酸、乙酸、生物质油，经萃取提纯后是具有高附加值的化工产品。

5、将农业生物质再生资源全部转化成工业和化工产品，不但是提高农业生物质再生资源的利用价值，对持续发展农业循环经济，效果十分显著，如按每亩土地产出500kg秸秆计算，其价值100元人民币，对增加农民收入，提高农村居民生活质量。

6、农业废弃物生物质秸秆经用快速热解炭化炉干馏炭化后所产生洁净的气体能源，不但是供燃气内燃发电机组发电的优质气体燃料，而且也是建设社会主义新农村，实现农村城镇化居民集中烧用气体能源的重要措施。