生物質氣化多聯產技術路線

1、生物質氣化多聯產工藝

 農林生物質包括各種秸稈、稻殼、果殼、果樹枝條及林業三剩物等，具有來源廣、數量多、可再生及環境友好等優點，是一種十分寶貴的可持續獲得的綠色資源，但現有技術難以滿足高附加值利用的要求。生物質氣化是人們期待的一種較好的實用技術，但長期以來，生物質氣化技術產品單一，經濟效益不佳；可燃氣中的焦油含量高、凈化過程中的液體產物未能工業化利用，直接排放污染了環境；氣化技術與設備難以穩定運行，因此未能得到廣泛的推廣和應用。

      生物質氣化多聯產技術不僅可以得到清潔的可燃氣用于發電或供熱，還可利用炭制備活性炭或高效炭基復合肥；液體產物可制成液體肥，或與炭一起制備炭基復合肥；循環冷卻水經發電機尾氣加熱成蒸汽可作熱源使用。目前，500kW生物質氣化發電多聯產生產線已經穩定運行5年多。

2、下吸式固定床氣化集中供氣、制熱、發電系統

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；運行穩定。

系統包括三部分：氣化系統、凈化系統和燃氣利用系統。

3、上吸式固定床氣化多聯產綜合利用系統

  原料適應性廣，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；運行穩定。

 

4、流化床氣化多聯產綜合利用系統

  原料適應性廣，可以使用木屑、秸稈、谷殼等作為原料；氣化強度高；設備投資小；容易實現自動化；運行穩定。

5、生物質循環流化床氣化利用系統 

原料適應性廣，可以使用木片、木屑、秸稈、谷殼等作為原料；氣化強度高；容易實現自動化；設備投資較高；運行穩定。

6、生物質熱解液化系統

作為生物煉制的重要手段之一，生物質快速熱解由于具有工藝過程短、原料適應性強、反應迅速、轉化率高、轉化強度大等諸多優點獲得了世界各國的廣泛關注。我國同樣十分重視生物質熱解技術的研發。《可再生能源發展“十二五”規劃》中指出要加快生物質熱解液化及直接催化轉化制備烴類燃料技術進步，規劃到2015年底，形成若干生物質熱化學轉化產業示范區。

根據熱解條件的不同，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。生物質經快速熱解主要得到液體產物（生物油，圖1），同時得到一部分固體產物（炭粉）和氣體產物（燃氣）。以秸稈為熱解原料時，生物油的產率和熱值分別為50~55%和15~16MJ/kg，炭粉的產率和熱值分別為28~33%和18~20MJ/kg；若以林業廢棄物為熱解原料時，生物油的產率和熱值分別為60~70%和16~17MJ/kg，炭粉的產率和熱值分別為20~25%和20~22MJ/kg。

生物質轉化為生物油后，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。在我國石油消費構成中，發動機燃料所占比例最大，其次是鍋爐和窯爐等熱力設備所消耗的燃料油。近年來，燃料油的價格隨著原油價格上漲而上漲，導致工業燃燒用油油源趨緊、成本加大。因此，生物質快速熱解獲得的生物油作為工業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，生物油經過分離和精制后作為車用燃料使用或作為化工原料生產基礎化學品，其市場前景將更加廣闊。同時，生物質快速熱解獲得的焦炭也是一種很有應用潛力的產品，它不僅是一種優良的燃料，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品。同時熱解過程中產生的不凝氣則可為生物質熱解提供熱源，實現能量自給。目前，生物質熱解穩定制備生物油及提質新技術是生物質熱解利用的重點發展方向。圖2為生物質熱解液化利用的技術路線。