请问:什么是生物质能源?如何解?请详细说明?
生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,最有可能成为21世纪主要的新能源之一。据估计,植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍;而作为能源的利用量还不到其总量的l%。这些未加以利用的生物质,为完成自然界的碳循环,其绝大部分由自然腐解将能量和碳素释放,回到自然界中。事实上,生物质能源是人类利用最早、最多、最直接的能源,至今,世界上仍有15亿以上的人口以生物质作为生活能源。生物质燃烧是传统的利用方式,不仅热效率低下,而且劳动强度大,污染严重。通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源,生产各种清洁燃料,替代煤炭,石油和天然气等燃料,生产电力。而减少对矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减轻能源消费给环境造成的污染。专家认为,生物质能源将成为未来持续能源重要部分,到2015年,全球总能耗将有40%来自生物质能源。
1.2能源与环境
人类正面临着发展与环境的双重压力。经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料总有一天要掘空。按消费量推算,世界石油资源在今后50年到80年间将最终消耗殆尽。到2059年,也就是世界上第一口油井开钻二百周年之际,世界石油资源大概所剩无几。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,是造成臭氧层破坏,全球气候变暖,酸雨等灾难性后果的直接因素。这就是说,如果不发展出新的能源来取代化石常规能源在能源结构中的主导地位,在21世纪必将发生严重的、灾难性的能源和环境危机,是人类在下一世纪所面临的三大最可能发生的灾难之一。
1.3国家安全
固然,发展生物质能源不是获得新的能源的唯一途径,人类可以采用高技术手段获得核能源,甚至从外太空获得能源,但其中的危害也是有目共睹的。首先,核能源的发展极可能给已经不安的世界带来新的不稳定因素,甚至直接威胁到人类的生存环境;其次,各国或各集团在人类下世纪技术水平下所能到达的有限外太空区域内进行的能源开发,将不可避免地引发新的争夺或争端,其祸福不言自明。而生物质能源则不仅是最安全、最稳定的能源,而且通过一系列转换技术,可以生产出不同品种的能源,如固化和炭化可以生产因体燃料,气化可以生产气体燃料,液化和植物油可以获得液体燃料,如果需要还可以生产电力等等。目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术,保护本国的矿物能源资源,为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。
2.国外生物质能技术的发展状况
生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。有许多国家都制定了相应的开发研究计划,在日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如丹麦、荷兰、德国、法国、加拿大、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。
2.1沼气技术
主要为厌氧法处理禽畜粪便和高浓度有机废水,是发展较早的生物质能利用技术。80年代以前,发展中国家主要发展沼气池技术,以农作物秸秆和禽畜粪便为原料生产沼气作为生活炊事燃料。如印度和中国的家用沼气池;而发达国家则主要发展厌氧技术,处理禽畜粪便和高浓度有机废水。目前,日本、丹麦、荷兰、德国、法国、美国等发达国家均普遍采取厌氧法处理禽畜粪便,而象印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程处理禽畜粪便的应用示范工程。采用新的自循环厌氧技术。荷兰IC公司已使啤酒废水厌氧处理的产气率达到10m3/m3.d的水平,从而大大节省了投资、运行成本和占地面积。美国、英国、意大利等发达国家将沼气技术主要用于处理垃圾,美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元,采用湿法处理垃圾,日产26万m3沼气,用于发电、回收肥料,效益可观,预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18MW,今后10年内还将投资1.5亿英镑,建造更多的垃圾沼气发电厂。
2.2生物质热裂解气化
早在70年代,一些发达国家,如美国、日本、加拿大、欧共体诸国,就开始了以生物质热裂解气化技术研究与开发,到80年代,美国就有19家公司和研究机构从事生物质热裂解气化技术的研究与开发;加拿大12个大学的实验室在开展生物质热裂解气化技术的研究;此外,菲律宾、马来西亚、印度、印尼等发展明家也先生开展了这方面的研究。芬兰坦佩雷电力公司开始在瑞典建立一座废木材气化发电厂,装机容量为60MW,产热65MW,1996年运行:瑞典能源中心取得世界银行贷款,计划在巴西建一座装机容量为20-3OMW的发电厂,利用生物质气化、联合循环发电等先进技术处理当地丰富的蔗渣资源。
2.3生物质液体燃料
另一项令人关注的技术,因为生物质液体燃料,包括乙醇、植物油等,可以作为清洁燃料直接代替汽油等石油燃料。巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家,70年代中期,为了摆脱对进口石油的过度依赖,实施了世界上规模最大的乙醇开发计划,到1991年,乙醇产量达到130亿升,在980万辆汽车中,近400万辆为纯乙醇汽车,其余大部分燃用20%的乙醇-汽油混合燃料,也就是说乙醇燃料已占汽车燃料消费量的50%以上。1996年,美国可再生资源实验室已研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术,由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程:年处理稻壳12,000吨,年发电量800万度,年产酒精2,500吨,具有明显的经济效益。
2.4其它技术
此外,生物质压缩技术可书固体农林废弃物压缩成型,制成可代替煤炭的压块燃料。如美国曾开发了生物质颗粒成型燃料:泰国、菲律宾和马来西亚等第三世界国家发展了棒状成型燃料。
3.我国的生物质能源
我国基本上是一个农业国家农村人口占总人口的70%以上,生物质一直是农村的主要能源之一,在国家能源构成中也占有益要地位。
3.1生物质能资源
我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源理可达650亿吨/年以上(在但第平方公里土地面积上,植物经过光合作用而产生的有机碳量,每年约为158吨)。以平均热值为15,000千焦/公斤计算,折合理论资源最为33亿标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上.
实际上,目前可以作为能源利用的生物质主要包括秸秆、薪柴、禽畜粪便、生活垃圾和有机废渣废水等。据调查,目前我国秸秆资源量已超过7.2亿吨,约3.6亿吨标准煤,除约1.2亿吨作为饲料、造纸、纺织和建材等用途外其余6亿吨可作为能源用途:薪柴的来源主要为林业采伐、育林修剪和薪炭林,一项调查表明:我国年均薪柴产量约为1.27亿吨,折合标准煤0.74亿吨:禽畜粪便资源量约1.3亿吨标准煤;城市垃圾量生产量约1.2亿吨左右,并以每年8%-10%的速度增,据估算,我国可开发的生物质能资源总量约7亿吨标准煤。
3.2生物质能源和利用
我国生物质的能源利用绝大部分用于农村生活能源,极少部分用于乡镇企业的工业生产:而利用方式长期来一直以直接燃烧为主,只是近年来才开始采用新技术利用生物质能源,但规模较小。普及程度较低,在国家,甚至农村的能源结构中占有极小的比例。
生物质直接燃烧方式不仅热效率低下,而且大量的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化,严重损害了妇女、儿童的身心健康。此外,还对生态、社会和经济造成极其不利的影响:
1.在必须使用生物质能源而利用方式不合理的情况下,必然对森林等自然资源进行不合理采伐,破坏了自然植被和生态平衡;
2.对于有机垃圾、有机废水、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用,不仅造成资源浪费,而且使其成为主要的有机污染源,除造成严重的大气和水污染之外,还排放大量的温室气体,加剧了全球温室效应;
3.同时,随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高,能源短缺问题必将成为21世纪阻碍国家经济的持续发展的重大问题,必须予以足够的重视,并采取有效措施着力加以解决。
事实上,大力开发和利用生物质能源,对于缓解21世纪的能源、环境和生态问题具有重要意义,产生诸多利益;
4.减少污染,改善人民生活条件。不管是有机污水处理、城镇垃圾能源的利用还是秸秆热解利用中一个重要的共同点解决环境污染问题,这也是大部分生物质利用的首要目标。
5.解决农村能源供应问题,提高农民生活水平。
我国农村能源供应紧张,而生物质源丰富,所以可利开展利用生物质能,可以改善农村的能量供应。提高他们的生活水平。
6.改善能源结构,减轻对对环境的压力。我国可开发的生物资源达7亿吨,如果能充分开发,可以在我国的能源消费中占重要的地方,这对改善我国能源结构,减少我国对石化燃料的依赖,进而减少我国CO2和SO2等污染物的排放,最终缓解能源消耗给环境造成的压力有重要的意义。
3.3市场需求
可以预计,随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,生物质能利用技术和装置的市场前景将会越来越广阔。主要依据:
1.目前,绝大部分农作物秸秆因得不到有效利用而就地焚烧于农田,不仅浪费了大量的能源,而成了严重的环境污染,给社会生活和经济发展造成了一定程度的负面影响。如发生在成都双流机场和首都机场的烟尘事件。逐渐富裕起来的农民,随着生活水平的提高,迫切改变原来直接燃用秸秆薪柴烟薰火燎的炊事取暖局面,以生物质可燃气作为他们的生活能源,就会改善其卫生环境,提高生活质量,减轻劳动强度。
2.众多粮食、木材、茶叶、果类等加工厂,每天都有大量的谷壳、锯末、木屑、果壳等废弃物产出堆放,利用生物质气化技术将其转换成可燃气,生产出优质能源,变废为宝,可谓一举两得。
3.禽畜粪便既是极为有害大环境污染源泉又是重要的生物质能资源,随着大型畜牧场的不断建成和发展,所产生的环境污染也日趋严重。应用厌氧技术处理禽畜粪便更具有能源与环境双重意义。
4.随着我国社会经济的迅速发展,城市人口的增多和居民生活的改善,城市的垃圾处理问题便显得日益突出。我国的以北京为例,1995年,年垃圾产量均已突破400万吨,1996年北京的垃圾量则达485万吨。采用厌氧技术处理有机垃圾,不仅可获得能源,而且达到低费用治理污染的目的。
5.我国的边远地区,生物质资源丰富,多属于缺电、少电地区,可将生物质气化发电,或供热可自产自用。
6.事买上,生物质能源技术之所以具有广阔的市场前景,其优势在于开发利用生物质能源不仅可以获得取之不尽的能源,而且具有保护环境,节省资源的功能。
3.4我国生物质能技术发展现状与问题
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视,国家几位主要领导人曾多次批示和指示加强农作物秸秆的能源利用。国家科委已连续在三个国家五年计划中将生物质能技术的研究与应用列为重点研究项目,涌现出一大批优秀的科研成果和成功的应用范例,如产用沼气池、禽畜粪便沼气技术、生物质气化发电和集中供气、生物压块燃料等,取得了可观的社会效益和经济效益。同时,我国已形成一支高水平的科研队伍,包括国内有名的科研院所和大专院校:拥有一批热心从事生物质热裂解气化技术研究与开发的著名专家学者。
a.沼气技术是我国发展最早、曾晋遍推厂的生物质能源利用技术。70年代,我国为解决农村能源短缺的问题,曾大力开发和推广户用沼气地技术,全国已建成525万户用沼气池。在最近的连续三个五年计划中,国家都将发展新的沼气技术列为重点科技攻关项目,计划实施了一大批沼气及其利用的研究项目和示范工程。至今,我国已建设了大中型沼气池3万多个,总容积超过137万m3,年产沼气5,500万m3,仅100m3以上规模的沼气工程就达630多处,其中集中供气站583处,用户8.3万户,年均用气量431m3,主要用于处理禽畜粪便和有机废水。这些工程都取得了一定程度的环境效益和社会效益,对发展当地经济和我国厌氧技术起到了积极作用。在“九五”计划中,应用于处理高浓度有机废水和城市垃圾的高效厌氧技术被列为科技攻关重点项目,分别由中科院成都生物研究所和杭州能源环境研究所承担实施,现已取得预期的进展。
我国厌氧技术及工程中存在的主要问题:相关技术研究少、辅助设备配套性差、自动化程度低、非标设备加工粗糙、工程造价高、开放式前后处理的二次污染严重等。
b.我国的生物质气化技术近年有了长足的发展,气化炉的形式从传统上吸式、下吸式到最先进的流化床、快速流化床和双床系统等,在应用上除了传统的供热之外,最主要突破是农村家庭供气和气化发电上。“八五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及热利用技术”的科技攻关专题,取得了相当成果:采用氧气气化工艺,研制成功生物质中热值气化装置;以下吸式流化床工艺,研制成功l00户生物质气化集中供气系统与装置:以下吸式固定床工艺,研制成功食品与经济作物生物质气化烘干系统与装置;以流化床干馏工艺,研制成功1000户生物质气化 集中供气系统与装置。“九五”期间,国家科委安排了“生物质热解气化及相关技术”的科技攻关专题,重点研究开发1MW大型生物质气化发电技术和农村秸秆气化集中供气技术。目前全国已建成农村气化站近200多个,谷壳气化发电100多台套,气化利用技术的影响正在逐渐扩大。
c.“八五”期间,我国开始了利用纤维素废弃物制取乙醇燃料技术的探索与研究,主要研究纤维素废弃物的稀酸水解及其发酵技术,并在“九五”期间进入中间试验阶段。我国已对植物油和生物质裂解油等代用燃料进行了初步研究:如植物油理化特性、酯化改性工艺和柴油机燃烧性能等方面进行了初步试验研究。“九五”期间,开展了野生油料植物分类调查及育种基地的建设。我国的生物质液化也有一定研究,但技术比较落后,主要开展高压液化和热解液化方面的研究。
d.此外,在“八五”期间,我国还重点对生物质压缩成型技术进行了科技攻关,引进国外先进机型,经消化、吸收,研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机,用以生产棒状、块状或颗粒生物质成型燃料。我国的生物质螺旋成型机螺杆使用寿命达500小时以上,属国际先进水平。
虽然我国在生物质能源开发方面取得了巨大成绩,技术水平却与发达国家相比仍存在一定差距,如:
a.新技术开发不力,利用技术单一。我国早期的生物质利用主要集中在沼气利用上,近年逐渐重视热解气化技术的开发应用,也取得了一定突破,但其他技术开展却非常缓慢,包括生产酒精、热解液化、直接燃烧的工业技术和速生林的培育等,都没有突破性的进展。
b.由于资源分散,收集手段落后,我国的生物质能利用工程的规模很小;为降低投资,大多数工程采用简单工艺和简陋设备,设备利用率低,转换效率低下。所以,生物质能项目的投资回报率低,运行成本高,难以形成规模效益,不能发挥其应有的、重大的能源作用。
c.相对科研内容来说,投入过少,使得研究的技术含量低,多为低水平重复研究,最终未能解决一些关键技术,如:厌氧消化产气率低,设备与管理自动化程度较差;气化利用中焦油问题没有彻底解决,给长期应用带来严重问题;沼气发电与气化发电效率较低,相应的二次污染问题没彻底解决。导致许多工程系统常处于维修或故障的状态,从而降低了系统运行强度和效率。
此外,在我国现实的社会经济环境中,还存在一些消极因素制约或阻碍着生物质能利用技术的发展、推广和应用,主要表现为:
a.在现行能源价格条件下,生物质能源产品缺乏市场竟争能力,投资回报率低挫伤了投资者的投资积极性,而销售价格高又挫伤了消费者的积极性。
b.技术标准未规范,市场管理混乱。在秸杆气化供气与沼气工程开发上,由于未有合适的技术标准和严格的技术监督,很多未具备技术力量的单位和个人参与了沼气工程承包和秸杆气化供气设备的生产,引起项目技术不过关,达不到预期目标,甚至带来安全问题,这给今后开展生物质利用工作带来很大的负面影响。
c.目前,有关扶持生物质能源发展的政策尚缺乏可操作性,各级政府应尽快制定出相关政策,如价格补贴和发电上网等特殊优惠政策。
d.民众对于生物质能源缺乏足够认识,应加强有关常识的宣传和普及工作。
e.政府应对生物质能源的战略地位予以足够重视,开发生物质能源是一项系统工程,应视作实现可持续发展的基本建设工程。
4.发展方向与对策
4.1发展方向
我国的生物质能资源丰富,价格便宜,而经济环境和发展水平对生物质技术的发展处于比较有利的阶段。根据这些特点,我国生物质的发展既要学习国外先进经验,又要强调自己的特色,所以,今后的发展方向应朝着以下几方面:
a.进一步充分发挥生物质能作为农村补充能源的作用,为农村提供清洁的能源,改善农村生活环境及提高人民生活条件。这包括沼气利用、秸杆供气和小型气化发电等实用技术。
b.加强生物质工业化应用,提高生物质能利用的比重,提高生物质能在能源领域的地位。这样才能从根本上扩大生物质能的影响,为生物质能今后的大规模应用创造条件,也是今后生物质能能否成为重要的替代能源的关键。
c.研究生物质向高品位能源产品转化的技术,提高生物质能的利用价值。这是重要的技术储备,是未来多途径利用生物质的基础,也是今后提高生物质能作用和地位的关键。
d.同时,利用山地、荒地和沙漠,发展新的生物质能资源,研究、培育、开发速生、高产的植物品种,在目前条件允许的地区发展能源农场、林场,建立生物质能源基地,提供规模化的木质或植物油等能源资源。
4.2对策
根据上面的主要发展方向,今后我国生物质利用技术能否得到迅速发展,主要取决于以下几个方面:
a.在产业化方面:加强生物质利用技术的商品化工作,制定严格的技术标准,加强技术监督和市场管理,规范市场活动,为生物质技术的推广创造良好的市场环境。
b.在工业化生产与规模化应用方面:加强生物质技术与工业生产的联系,在示范应用中解决关键的技术在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,在生产实践中提高并考验生物质能技术的可靠性和经济性,为大规模使用生物质创造条件。
c.在技术研究方面:既重点解决推广应用中出现的技术难题,如焦油处理,寒冷地区的沼气技术等,又要同时开展生物质利用新技术的探索,如生物质制油,生物质制氧等先进技术的研究。
d.制定一项生物质能源国家发展计划,引进新技术、新工艺,进行示范、开发和推广,充分而合理地利用生物质能资源。在21世纪,逐步以优质生物质能源产品(固体燃料、液体燃料、可燃气、由、执等形式)取代部分矿物燃料,解决我国能源短缺和环境污染等问题。
4.3优先领域
.秸秆能源利用
.有机垃圾处理及能源化
.工业有机废渣与废水处理及能源化
.生物质液体燃料
4.4重大关键技术
.高效生物质气化发电技术
.有机垃圾IGCC发电技术
.高效厌氧处理及沼气回收技术
.纤维素制取酒精技术
.生物质裂解液化技术
.能源植物培育及利用技术
5.结语
生物质能源在未来世纪将成为可持续能源重要部分。我国幅员辽阔,但化石能源资源有限,生物质资源丰富,发展生物质能源具有重要的战略意义和现实意义。采用高新技术将秸秆、禽畜粪便和有机废水等生物质转化为高品位能源,开发生物质能源将涉及农村发展、能源开发、环境保护、资源保护、国家安全和生态平衡等诸多利益。希望得到社会各界、各级政府、专家学者的广泛关注与支持,为我国的生物质能源事业创造有益的发展环境。
一、对农林生物质发电项目实行标杆上网电价政策。未采用招标确定投资人的新建农林生物质发电项目,统一执行标杆上网电价每千瓦时0.75元(含税,下同)。通过招标确定投资人的,上网电价按中标确定的价格执行,但不得高于全国农林生物质发电标杆上网电价。
二、已核准的农林生物质发电项目(招标项目除外),上网电价低于上述标准的,上调至每千瓦时0.75元;高于上述标准的国家核准的生物质发电项目仍执行原电价标准。
三、农林生物质发电上网电价在当地脱硫燃煤机组标杆上网电价以内的部分,由当地省级电网企业负担;高出部分,通过全国征收的可再生能源电价附加分摊解决。脱硫燃煤机组标杆上网电价调整后,农林生物质发电价格中由当地电网企业负担的部分要相应调整。
四、农林生物质发电企业和电网企业要真实、完整地记载和保存项目上网交易电量、价格和补贴金额等资料,接受有关部门监督检查。各级价格主管部门要加强对农林生物质上网电价执行情况和电价附加补贴结算情况的监管,确保电价政策执行到位。
具体价格看各地的政府支持以及扶持力度了。
生物质能热水工程的集热器外形规整,钢板框架,外面是经过烤漆的,整体感觉高贵、典雅、厚重、坚固;水箱白色圆柱型,外观清新。无论如何,不比空调外机难看。
文献数据来自:南京格林威尔
http://hi.baidu.com/tsjn
秸杆气化炉又叫秸杆气化炉,秸杆制气炉,环保节能气化炉,秸杆制气炉,秸杆汽化炉,家用秸杆气化炉,环保节能汽化炉!
1、什么叫做秸秆燃气?
秸秆燃气,是利用生物质通过密闭缺氧,采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体,这种气体是一种混合燃气,含有一氧化碳、氢气、甲烷、等,亦称生物质气。
2、秸秆燃气中含有哪些燃气组分?
根据北京市燃气及燃气用具产品质量监督检验站,2000年10月25日,秸秆燃气检验报告得知:秸秆燃气含量15.27%,氧3.12%、氮 56.22%,甲烷1.57%,丙烷0.03%,丙烯0.05%,合计100%。
3、秸秆燃气的开发前景怎样?
2003年,“太阳能”杂志第一期《我国植物生物质能源开发展望》一文中已做预测,摘录如下:
植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库,是重要的“绿色能源”之一,可以讲开发利用植物生物质能源,就是开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生,取之不尽,取之不竭。因此,根据我国国情和当今国际社会“新思维、新料学、新技术”的发展态势,发展的植物生物质为原料的绿色能源转化技术,符合本世纪发展的主题——社会可持续发展。
据报道,我国能源专家对本世纪上半叶我国植物生物质能源的发展进行了3个阶段的科学预测:第一阶段(2001-2010),植物生物质能源的生产能基本得到满足,基本解决我国农村生活用能,生态环境的破坏能得到有效地控制,基本遏制因直接燃烧植物生物质和废弃植物生物质而引起的生态环境恶化的趋势;第二阶段:(2011-2030),我国农村植物生物质能源综合建设达到社会化,农用植物生物质能方式多维、多元化,生产,生活用能得到满足,植物生物质绿色能源转化技术得到普遍推广和应用,我用生态环境建设开始走上良性循环的轨道;第三阶段:(2031-2050),建立起我国多能互补,结构合理,安全可靠的植物生物质能源生产供应体系,并形成规模,乡镇企业因能源高效化,农民因能源优质化。基本建立起适应可持续发展的良性循环的生态环境系统工程,增强我国植物生物质能源综合建设的可持续发展能力。
我国著名科学家,中科院院士朱清时教授讲,目前我国能源战略迫切需要研究用非粮食类生物质作原料生产液体类,气体类燃料。开发出拥有自主知织产权和具有推广价值的实用技术,保障我国植物生物质能源的安全开发利用和经济昌盛繁荣。
4、秸秆燃气从那里来?
农民使用秸秆燃气可以从以下两个方面,第一,靠秸秆气化工程集中供气获得。第二,可以利用生物质自己生产。
秸秆气化工程,一般为国家,集体个人三方投资共建,一个村(指农户居住集中的村)的气化工程大约需50-80万,在我国目前大约有200多个村级秸秆气化工程。
农民自产自用的秸秆燃气,主要靠家用制气炉进行生物质转化,投资不大,小则300余元,多则700余元。
5、秸秆燃气生产技术原理?
植物生物质(包括据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,牛羊畜粪,食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素,半纤维素为主,质量分数为50%。这些生物质原料,在缺氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基本反应包括:
C+O2=CO2 2C+O2=2CO
2H2O+C=CO2+2H2 2CO+O2=2CO2
H2O+CO=CO2+H2 CO2+C=2CO
CH4+CO2=2CO+2H2 C+2H2=CH4
CO+3H2=CH4+H2O 2H2+O2=2H2O
上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置(即制气炉)完成的。
6、秸秆燃气生产的工作原理?
制气炉具有生物质原料造气,燃气净化,自动分离的功能。当燃料投入炉膛内燃烧产生大量CO和H2时,燃气自动导入分离系统执行脱焦油、脱烟尘,脱水蒸气的净化程序,从而产生优质燃气,燃气通过管道输送到燃气灶、点燃(亦可电子打火)使用。
7、气化炉的分类有哪些?
秸秆气化炉,亦称生物质气化炉,制气炉,燃气发生装置等,在气化炉当中,分直燃(半气化)式和导气(制气)式气化炉。其中导气式气化炉中又分上吸式、下吸式、流化床气化炉。直燃式与导气式气化炉在广告词中,不少读者极易被误导。直燃式气化炉是适用二次进风产生二气化燃烧,而导气式气化炉是运用热化学反应原理产生可燃气体燃烧。
8、秸秆燃气生产技术发展方向?
用生物质替代煤,天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇,汽油,或柴油等液体燃料而用于交通工具,这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求,同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。
采用热化学氧化方法有两个技术途径可以将生物质制备成合成气:
①直接将生物质气化后制成合成气。工艺统程如图所示:
生物质
热解气化
合成液化
此方法的难度是合成气工厂的生物质原料运输供应困难。
②先将生物质热解液化成生物油,然后再将生物油气化制成合成气。工艺统程如图所示:
生物质
热解气化
热解成生物油
合成液化
这种方法是在合成工厂周边建立若干个生物质液化工厂,然后再将液化所得的生物油运输到合成气工厂集中气化,这种方法将是今后秸秆燃气发展的方向。
9、制气化的技术参数与环保指标。
(1)、技术指标参数
炉 体 园筒式(箱) 风机 30-60W
气化效率 57.6%-76.2% 炉膛装料量 4-5kg
燃烧耗料 1.84kg/时 产气速度 3-5分钟
产 气 量 单位时间产气量 2.74m3/时
产 气 量 单位物料产气量 1.48-2.2m3/kg
热 值 物料低位热值 1804KJ/kg
热 值 燃气低位热值 7013KJ/kg
(2)环保参数
项 目 检测值 国家标准值
烟尘排放浓度 28-39mg/Nm3 120mg/Nm3
烟尘平均排放速度 0.009kg/N 0.096kg/N
SO2排放浓度 10-14m/N3/m3 550mg/Nm3
SO2排放速度 0.003kg/N 0.739kg/N
氮氧化物排放浓度 30-38mg/Nm3 240mg/Nm3
氮氧化物平均热排放速度 0.008kg/N 0.219kg/N
林格曼浓度 0.5级 1级
二、生产设备
11、集中供气(秸秆燃气)采用的什么设备?
集中供气一般采用的气化机组。如中国林业科学研究院,林产化学工业研究所生产的“生物质气化装置”为FB300-FB1500型内循环锥型流化床气化炉。还有辽宁省能源研究所可提供不同系列,型号的气化工程设备。集中供气系统供气户数为50-1000户。
12、家庭造气需要什么设备?
家庭造气一般采用制气炉,制气炉一般有上吸式、下吸式两种,还有土法建造的。
13、小作坊手工生产制气炉需要什么设备?
手工生产制气炉,只需要一台8-10千W单相电焊机、切割机、手砂轮(即磨光机),手电钻各一把,手工生产的制气炉,最大缺限是不易维修。其次是产品粗糙,使用寿命短。
14、制气炉规摸生产采用的什么设备?
规摸生产制气炉设备需切板机、卷管机、车床、电焊机、氧割器、钻床、砂轮机、喷漆机、切割机。
15、组装型制气炉需要那些设备?
组装型制气炉配件,主要由铸造式部压来完成,因此,它的设备投资:
①一个铸造厂(或车间)
②冲床、切板机、卷管机、车床、钻床、焊机、氧割器,砂轮机、磨光机、喷漆机、切割机。
16、产品组装需要什么设备?
制气炉配件组装,只需一把手电钻和手砂轮即可。产品喷漆出厂如不手工刷漆则需一台喷气机。
17、生物质原料粗加工需要什么设备?
生物中的秸秆料切碎,可用手工切刀,树枝及木块(棒)需用木材切片机。目前,食用前生产中的专用切片机是比较理想的。
18、燃料粉碎需要什么设备?
用于制气炉的燃料,如不是制做气化专用燃料及颗粒燃料,均不需粉碎过细。
粉碎机有秸秆粉碎机,木材(片)粉碎机。
19、生物质颗粒燃料需要什么设备?
将木材、秸秆类原料粉碎后,在一定的温度范围内通过高压条件制作而成,因此,这种机械叫做颗粒成型机,江苏南京“中国林业科学研究院林产化学工业研究所”有售。
20、气化燃料需要那些设备?
气化燃料是通过振荡或挤压成型的,故设备需要原料粉碎机、搅拌机、振荡或挤压成型机。
三、生产技术
21、第一代上吸式秸秆气化炉生产技术怎样?
第一代气化炉
这种炉,当初在北京多家能源公司进行技术转让,转让费达0.98-2.2万元,尽管接产者无一人产品走向市场,但它推动了制气炉科研进程。
该炉是根据热化学氧化反应及高温裂裂转化原理而设计为上吸式气化炉。结构复杂,不规则部件多,制做相当困难,全电焊工制做,每台成本300元以上。
其制做技术,由于产品陶态,故损去介绍,但通过割面图完全可以看清。
22、第一代产品主要缺陷在那里? (如我厂的A型-1产品)
该产品,具有演亦性,没有实用性。使用该炉,必须具备燃料干度和粒度,如果是车木厂的下脚料——碎木屑,并且比较干燥,那么,基本上可以使用,但时间并不长,一般30-60分,操作不当,极易出现时燃时断现象。若改为据木厂的木屑,可就不行了。因此,技术转让时,转让方会以种种借口转移视线,不会让你本人亲自操作和燃烧时间的检测。这就是产品具有演示性,没有实用性的道理,也是产品没有走向市场的缘故。
该炉没有实用性的主要原因,是造气关健技术未解决,而气化炉的关健技术在于科学供氧,稳压,而炉体下半部的科学结构直接关系到合理供氧与稳压的关系,除此以外,复杂的结构是多余的,为接产人员制做增加了难度,提高了成本。
这种结构,即解决了关健技术部分,它仍然有两个致命因素,第一,不适合机械化批量生产,第二,不易维修,一旦出现气道堵塞或炉膛内胆损坏,没有氧割设备及专业工人不能维修。
23、第二代制气炉产品生产技术。(如我厂的A型-2产品)
第二代气化炉生产技术,实际上只在原一代产品基础上去掉了复杂的结构部分(故称为第二代),而没有真正解决科学供氧与稳压的关系,所以产品使用效果几乎区别不大。(如炉内燃烧后的灰分几呼是碳)。这种制做技术,除少部分利用铁扳试制样品外,且大多以旧油捅土法制做方式推广此技术。成本造价约300余元(其中100多元为材料费)。
这种炉即使能达到使用标准,它也不适应市场需要,因为没有商品价值,何况技术改造未有创新,使用效果未改变,
24、第三代制气炉生产技术: (如我厂的B型-1产品)
第三代制气炉是根据热化学氧化反应及高温裂解反应原理设计而成,产品具有双重功能。即使用粉碎料及颗粒料,通过高温裂解可制造出优质燃气(蓝色火焰),使用纯木柴小块(长10公分左右),经热化学氧化反映制造出优质燃气(紫红色火焰)。
25、第三代制气炉具有完全不同于原代产品的那些特点?
①产品结构:组装型,为批量机械化生产,产品精度高。
②使用效果:每加料1.5-2公斤,可以持续使用燃气90-180分钟,途中不断气。
③双重功能:使用粉碎料、颗粒料,气化燃料,能高温裂解制造出高能燃气(火焰为蓝色)。使用纯木柴、秸秆(切成10分左右),经热化学氧化后制造出燃气(紫红色火焰)。
④粘接材料:炉体连接处焊接率下降100%,整个炉体无焊接,采用化工原料配方,粘接后高温不开裂、不老化、不脱落、易拆除。
⑤产品轻便:每台炉重46公斤左右,高90公分,直径45公分。
⑥使用寿命:使用寿命10年以上。
26、第三代制气炉技术创新优势在那里?
1炉体结构:产品组装型(组装件是由铸造浇制或铁板冲压一次成型),产品连接处采用特殊的粘接材料粘接。其优点:
a、可以实行机械化批量生产,提高生产效率和产品档次。
b、有利于清除气道烟尘和焦油,同时便于用户自己保养与维修。
2关键技术:制气炉的主要功能是造气,如果造气达不到使用要求,则为技术不过关,也就是说关键技术未突破,原代产品产气不长,不稳,主要是燃料得不到充分氧化,CO2不能很好的被还原而出现冒烟,燃烧时间短并出现时燃时断的现象。
第三代制气炉具有热化学氧化反应,高温裂解转化双重功能,粗料、粉碎料均可使用纯木柴同样可以造气,每次加料1.5-2公斤,能持续使用燃气90-180分钟。
3密封盖(即炉盖):原代产品密封盖极易漏烟和漏气,漏气时焦油随气体流入炉体外表,造成二次污染。而第三代制气炉,封盖只要1秒钟,长期使用均能达到绝对密封。
27、怎样识别,挑选第三代制气炉?
前段时期,有用户反映,说我们的产品不是组装型,有的反映连接处部位漏气,。为方便用户识别,提出以下几点供参考:
①推测使用效果,连续使用,能否达到90-180分钟。
②看是不是组装型,铸造件。
③连接处粘接材料有无开裂和漏气现象。
④其它部分可根据第三代制气户特点去检验。
28、怎样确认制气炉产品(广告)真实性、实用性?
在经济信息时代,广告信息不可不信,但也不可全信。这就看你如何去分辨信息的真伪。我们收到很多来信来电的顾客说,现在,制气炉广告很多,不知那一家的真实,就此问题:我们向咨询者提供以下识别伪真方法供参考:
①购买制气炉的目的,就是要制造燃气和使用燃气,如果这个炉能够满足你使用燃气要求,那么,这个制气炉就是具有实用性。检测方法很简单,就是你亲自去加料操作,使用按照其资料宣传效果去测试,(如第三代制气炉介绍可持续使用90-180分钟)能达到介绍的时间,方可确认。
②如果厂方拒绝测试或以某种借口转移话题,说明产品有缺陷。
③有很多广告称,“如有虚假”,“技术失真”,“与宣传条款不符”等补偿损失的承诺,以制气炉广告为例,剖折这些承诺:“如有虚假技术失真”第一、二代制气炉的技术和产品,及演示效果,难道有虚假吗了,肯定没有,当你接产后,觉到受骗上当了的时候,你认为广告是假的,其实不然。因为,他的承诺,没有承诺实质性问题即“实用性,可操作性”。每加料1.5-2公斤可持续使用燃气90-180分钟,如来人亲自操作,检测达不到宣传效果,负责来人往返旅车费或索赔万元损失费”,产品如真的达不到这种效果,可以说没有人这样承诺。
“如与宣传条款不符”,——在他广告条款里不可能有产品质量、保证连续产气时间等方面的承诺。
四、造气燃料
29、木屑、竹屑、刨花
木屑——为据木加工厂的下脚料,成粉状,车木加工厂的下脚料为碎屑,成块、粒状。
竹屑——为竹制品下脚料,为块、片、粒、粉状。
刨花——为家具厂,木地板砖厂的下脚料,为卷叶状。
使用提示,带据机据下的木屑为粉状,密度大,单独使用,风机要来用80W,否则,产气受阻,若加入20%刨花或稻壳是比较理想的造气燃料,车木厂的碎屑和竹制品厂的竹屑,单独使用也是优质的。而刨花则需与粉、块料混用。单独使用,要减少进风量(40W风机)。
30、菌渣废弃物。
菌渣废弃物——包括生产食用菌过程中菌袋被感染杂菌, 霉烂而弃出的原料,其次是食用菌出菇结束后的基料,这些料只要自然凉干或晒干就可用于制造燃气。
31、玉米芯、秸秆
玉米芯,玉米秸秆是一种优质造气原料,使用方法:直接使用玉米芯或切碎的玉米秆,产气呈紫红色火焰。如粉碎成粒状或与粉碎料混用,产气呈蓝色火焰。
32、稻草、稻壳
稻草,为稻谷收割时副主物,含灰分14%,是秸秆中含灰分量最高的一个品种,单独使用,可造气,但燃气质量差,建议一般不单独使用,混合使用比例不宜太大。这种料最好作为气化燃料的配料。
稻壳,是稻谷加工大米后的产物,呈颗粒状,是一种很好的造气燃料,但进风量要控制。
33、豆秸
豆秸一般有大豆、绿豆、花生苗等,这类秸秆通过切碎或粉碎后是一种优质造气燃料,含灰分少,约2-4%。
34、野草
比较柔软的野草可与木柴混用,亦可与粉碎料混用,单独使用达不到造气所需要的密度。
35、木柴
木柴切成5-10公分单独使用,呈紫红色火焰,如加入粉粒料后则为蓝火焰。木柴含灰分量最低,只有2%,因此,十天半月才需要出灰
参考资料:http://hi.baidu.com/tsjn
生物质能应用技术主要研究化学、新能源、生物质能等方面的基本知识和技能,进行生物质能的开发与利用以及相关设备的安装、调试、运行、维护等。常见的生物质有:落叶、木屑、秸秆、稻壳、生活污水、畜禽粪便、沼气等。
生物质能应用技术专业简介
生物质能应用技术是中国普通高等学校专科专业。
该专业主要培养拥护党的基本路线,适应社会主义市场经济建设需要,德、智、体、美全面发展,服务于新能源产业,具备较系统的生物质能专业的基本理论、基本知识及基本技能,能在新能源技术、生物质能技术与装备领域从事设计与制造、装备开发与集成、经营与管理等方面工作,具有创新精神、实践能力和创业精神的应用型工程技术人才。
课程体系:《电工电子技术》、《机械制图》、《热工基础》、《流体力学基础》、《有机化学》、《能源化学》、《化学工程基础》、《现代生物质能利用技术》、《生物质锅炉燃烧技术》、《热工测试技术》。
就业方向:新能源类企业:生物质能开发、生物质能利用。
生物质能应用技术专业好就业吗该专业就业主要面向电力、生物质能热动等行业,在设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发岗位群,从事电力工程技术,电力、热力生产和供应,农村能源利用,石油炼制生产,专用机电设备修理等工作。
生物质能发电作为新型能源已经受到了广泛的重视,在我国也成为了未来的主要能源发展方向之一。