數(shù)字智慧方案生物質(zhì)能規(guī)?；眉夹g

生物質(zhì)能規(guī)?；眉夹g國家發(fā)展和改革委員會能源研究所秦世平直接液化生物質(zhì)資源氣化熱解水解、發(fā)酵沼氣技術酯化間接液化生物質(zhì)能利用技術分類熱化學法化學法生化法生物質(zhì)燃氣液化油甲醇、醚燃燒熱量或電力乙醇沼氣木炭或生物原油生物柴油一、直接燃燒二、發(fā)電三、沼氣和沼氣發(fā)電四、液體燃料五、壓縮成型燃料生物質(zhì)能規(guī)?；眉夹g分類o農(nóng)林剩余物直燃發(fā)電o農(nóng)林剩余物混燃發(fā)電o農(nóng)林剩余物氣化發(fā)電o垃圾焚燒發(fā)電o垃圾填埋氣發(fā)電o

養(yǎng)殖場畜禽糞便沼氣發(fā)電發(fā)電技術o

秸稈在田間打成方捆，并分散儲存在秸稈收集

點，按發(fā)電廠的調(diào)度指令，定期送到發(fā)電廠o

成捆的秸稈經(jīng)粉碎后直接加入鍋爐o

燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過除塵后達標排放o

鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽輪機，并帶動發(fā)電機

發(fā)電直燃發(fā)電工藝簡述優(yōu)點：o技術成熟，國外此類技術已有成功運行的范例o

秸稈經(jīng)粉碎直接入爐，不需成型。o

適合大規(guī)模生產(chǎn)

缺點：o該技術的原料預處理和鍋爐等設備國內(nèi)技術尚未成熟，需要由國外引

進，價格昂貴。o該技術適合的規(guī)模在20MW-50MW，所需的秸稈資源量為25-45萬噸/年，

秸稈收集壓力較大，收集成本較高o技術的單位投資較大，不適于小規(guī)模發(fā)電使用

適用范圍：o

以2.5MW的秸稈直燃發(fā)電廠計每年需消耗秸稈25萬噸左右o

以農(nóng)場為生產(chǎn)單位的地區(qū)o

適用于復種指數(shù)小的地區(qū)o

應接入10千伏以上變電站評價煤－生物質(zhì)混燃發(fā)電現(xiàn)狀目前煤－生物質(zhì)混燃發(fā)電主要由企業(yè)自主進行，得到政

府有關部門認可的僅山東十里泉電廠。山東十里泉電廠：總裝機容量140MW，設計摻混生物質(zhì)

20％。執(zhí)行生物質(zhì)發(fā)電上網(wǎng)電價0.594元/kWh，燃煤發(fā)電

上網(wǎng)電價0.354元/kWh。（山東省批準）某著名企業(yè)：下屬21個熱電廠，有7個摻混生物質(zhì)原

料，原料有農(nóng)作物秸稈、樹皮、稻殼、蘆葦、污水處理廠

污泥等。但所有摻燒電廠均沒有得到電價補貼。山東十里泉電廠秸稈料倉右上：秸稈原料輸送。右下：秸稈原料入鍋爐（三根加料管中，中間的為秸稈，上下均為燃煤）上圖：秸稈料倉。o

循環(huán)流化床氣化o

逆流固定床氣化秸稈氣化發(fā)電燃燒與氣化過程示意圖燃氣儲柜燃氣輸出蒸汽輸出空氣空氣煙氣o

設備為氣化爐o

產(chǎn)品為燃氣o

爐內(nèi)發(fā)生化學反應時碳元

素過剩o

主要化學反應為

2C+O2=2COC+H2O=CO+H2o

廢棄物為灰渣

設備為鍋爐

產(chǎn)品為熱量(蒸汽)

爐內(nèi)發(fā)生化學反應時氧元

素過剩

主要化學反應為

C+O2=CO2

廢棄物為煙氣和灰渣氣化與燃燒不同之處循環(huán)流化床秸稈氣化原理循環(huán)流化床秸稈發(fā)電流程示意圖圖

1.

生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化發(fā)電工藝流程空氣

燃氣

水生物質(zhì)∽∽∽∽∽廢水灰塵灰生物質(zhì)IGCC工藝流程示意圖優(yōu)點：o循環(huán)流化床氣化發(fā)電是中國科學院廣州能源研究所開發(fā)的技術，

是目前唯一已經(jīng)實施的較大規(guī)模發(fā)電的氣化技術。o屬于國有的技術，對秸稈發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常有利。o規(guī)模適應能力強，電廠規(guī)模大小均可。o不需要成型即可氣化

存在的問題：o燃氣中飛灰含量太高，導致焦油中含有大量灰渣，焦油只能廢棄。o焦油污水處理量和處理難度增加。o灰渣中碳含量高，轉(zhuǎn)換效率降低。o已建成的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化發(fā)電廠都是以稻殼或木粉為原料

的，尚未真正解決大田秸稈利用的問題。循環(huán)流化床氣化發(fā)電技術評價逆流固定床秸稈制氣原理氣化劑(空氣)燃氣輸出C

+

CO2

=

2COC

+

O2

=

CO2原料倉干燥層還原層干餾層氧化層灰渣層電力輸配變電站發(fā)電機內(nèi)燃機脫硫塔燃氣儲柜增壓站工藝流程示意圖成型秸稈倉電捕焦油器旋風分離器灰渣處理粉碎氣化爐成型秸稈優(yōu)點：o

設備相對簡單o

動力消耗小o

燃氣凈化為成熟技術，設備為標準設備。o煤的逆流固定床氣化爐技術非常成熟，可以移植到秸稈氣化。o

焦油處理技術成熟，焦油可以回收。

存在問題：o

目前還沒有建成的示范工程，存在一定的風險。o

系統(tǒng)和關鍵設備（氣化爐）需要重新設計。o

現(xiàn)有設備和工藝需要進一步改進和完善。o

秸稈需要先成型。逆流固定床秸稈氣化技術評價o

現(xiàn)有的內(nèi)燃發(fā)電機技術已經(jīng)可以使用熱值為800-1000kcal/m3的高爐煤氣，完全能夠滿足生物質(zhì)燃氣發(fā)

電的要求。o

現(xiàn)有商業(yè)化的內(nèi)燃發(fā)電機最大功率為800kw，正在研制

中的最大功率為2400kw。o

國內(nèi)最為成熟可靠的內(nèi)燃發(fā)電機，最大功率為500kw，

價格約為90-110萬元/臺（套）。內(nèi)燃發(fā)電機國家環(huán)保總局對垃圾處理的要求：o減量化o無害化o

資源化垃圾焚燒發(fā)電垃圾焚燒系統(tǒng)示意圖上圖：垃圾料倉和垃圾抓斗。右上：電廠主廠房。右下：電廠主控室顯示面板。垃圾填埋氣發(fā)電垃圾填埋場規(guī)模單池容積（m3）總池容積（m3）日產(chǎn)氣量（m3/d）大型>500>1000>1000中型50-50050-100050-1000小型<50<50<50目前我國已建成的大中型沼氣工程約700處，僅占大中型養(yǎng)殖場總量的6.6%。

其中配套發(fā)電的很少。沼氣主要有效成份為甲烷，熱值約為5500kcal/m3,一般采用內(nèi)燃

發(fā)電機發(fā)電。大中型沼氣工程的定義：規(guī)模復合下表要求，并具有原料預處理、

沼氣、沼渣、沼液綜合利用配套系統(tǒng)的工程。沼氣制取及沼氣發(fā)電沼氣凈化儲

存用

戶沼氣制取基本工藝流程厭

氧

消化

器剩余污泥(可用作肥料)預處理調(diào)節(jié)池后處理有

機

廢

物排放生態(tài)型沼氣工藝流程示意圖造粒

↓

拌輔料烘干調(diào)蓄塘人工清

糞畜禽廢

水水生植物塘堆漚凈化裝置厭氧消化固液分離集中供氣沼氣發(fā)電貯氣柜沉淀池畜禽舍魚塘農(nóng)田固體沼氣液體↓↓環(huán)保型沼氣工藝流程示意圖厭氧消化沉淀池畜禽舍達標水排放凈化裝置畜禽廢水好氧處理固液分離集中供氣沼氣發(fā)電人工清糞貯氣柜烘干拌輔料造粒包裝出售堆漚液體固體沼氣發(fā)電形式養(yǎng)殖場沼氣工程糖類(淀粉)燃料乙醇油料作物生物質(zhì)液體燃料生物柴油以淀粉、糖類為原料制取燃料乙醇原理燃

料

乙

醇淀粉類原料糖類原料變性劑無水乙醇糖化發(fā)酵蒸餾淀粉類原料制取燃料乙醇工藝流程示意圖原

料榨汁糖蜜配料發(fā)

酵市

場無水乙醇精

餾乙

醇蒸

餾再利用市

場糖類原料制取燃料乙醇工藝流程示意圖廢

水凈化飼

料甜高粱制取燃料乙醇工藝流程示意圖“早熟1號”甜高粱制取乙醇o

生物柴油指利用動植物油脂中的脂肪酸與醇類進

行酯交換反應生成的脂肪酸烷基脂。o

生物柴油的原料不應該包括食用油。o

大規(guī)模制取生物柴油的前提是具有足夠的原料，

在生物油工廠建設前需要落實原料供應。o

為了保證原料供應，一般規(guī)?；纳镉凸こ潭?/p>

將建設自己的原料基地。油料作物制取生物柴油我國主要生物油原料種類o蓖麻：平均單產(chǎn)150公斤/畝左右，種籽含油率50%左右，種仁含油

率65%左右。o麻瘋樹：5年生林平均果實產(chǎn)量可達每畝300-500公斤，果實平均

含油率40%以上，種子的含油率高達60%，是國際上公認的主要能

源開發(fā)樹種。o黃連木：成年樹每株可年產(chǎn)果實50-150公斤，最高達250公斤。黃

連木種子的含油率為43%，是我國重要的木本油料樹種。o油桐：10年生油桐畝產(chǎn)可高達45公斤。油桐種子含油率33%-71%，

并且桐油不變質(zhì)，其運輸和貯存條件沒有任何限制。o烏桕（臘子樹、木油樹）：每公頃可產(chǎn)350公斤，種子出油率高達

40%以上。油桐果實油桐樹麻風樹前處理油料植物榨油酯化生物柴油生物柴油生產(chǎn)工藝原理示意圖工藝：兩步酯交換法和微乳化法研發(fā)：某著名企業(yè)四川省長江造林局

四川林科院產(chǎn)品：B-15混合柴油B-20混合柴油應用：B-20混合柴油在成都

公共交通公司的柴油

公交汽車上使用，柴

油機工作平穩(wěn)、運行

可靠，主要零件磨損

正常，達到0號柴油

的標準。年產(chǎn)200噸生物柴油中試裝置原料：麻風樹果實規(guī)模：年產(chǎn)200噸生物柴油o

以農(nóng)林剩余物為原料o

采用干餾工藝將農(nóng)林剩余物隔絕空氣加熱，使之產(chǎn)生焦

油與燃氣。o

將生成物氣液分離；o

液體為生物燃油，氣體用于干餾裝置的加熱。o

燃油熱值約為4500-5000kcal/kg。o

燃油經(jīng)過脫酸和重整，生產(chǎn)車用油，但成本較高。農(nóng)林剩余物制取生物燃油管式換熱器輕端分離器生物質(zhì)流化床熱解生物原油工藝流程示意

圖（不含原料處理系統(tǒng)）氣化原料儲存?zhèn)}燃氣余熱加熱

器燃

氣

壓

縮

機焦油儲存罐焦油儲存罐焦炭儲存?zhèn)}靜電分離器一次分離器氣化反應

器加

熱

器焦炭冷卻器旋風分離器循環(huán)泵至煙囪過濾器激冷罐焦油冷卻

器優(yōu)點：o采用壓縮成型技術可將生物質(zhì)原料密度增加5-6倍，提高運輸和使

用效率。o壓縮成型過程產(chǎn)生的熱量可殺滅原料中的病蟲害，可防止病蟲害

擴散，不，存。o過程簡單，設備少，投資小，施。

問題：o需要消耗電力，不同的壓縮機電力消耗為60-120kWh/kg。o加工成本約為200元/噸。o供農(nóng)民炊事用將有成本過高的問題。o供鍋爐等工業(yè)用戶使用可能遇到供應的穩(wěn)定性問題。

前景：o在特定的條件下，（如燃煤鍋爐改造、財稅政策優(yōu)惠等