5MW生物质气化发电-6万吨炭基肥料联产技术简介

5MW5MW 生物质气化发电生物质气化发电 6 6 万吨炭基肥料联产技术简介万吨炭基肥料联产技术简介 南京林业大学南京林业大学 张齐生张齐生 周建斌周建斌 一 项目技术简介一 项目技术简介 一 技术用途与功能 一 技术用途与功能 农林生物质 包括稻壳 果壳 果树枝条 木质及竹质废料 及农林副产品加工废弃物 农林生物质资源具有分布范围广 可再 生 硫 氮和灰分含量少等优点 因此 是一种十分宝贵的可持续 获得的绿色资源 该技术是将农林生物质送入气化炉 经气液分离后得到的可燃可燃 性气体性气体输入燃气轮机发电或直接向用户供气 液体通过冷凝回收得 到农林生物质提取液生物质提取液 可加工为用于牲畜场所的消毒液 除臭剂 也可以加工为具有防虫 防病的农药助剂或农药 还可以用于促进 作物生长的叶面肥或液体肥 在有机蔬菜 水果及农作物的生产中 有很好的效果 得到生物质固体炭生物质固体炭 富含作物生长的必需营养元素 对水和肥料有长效缓释作用 且对重金属污染 退化的土壤具有改 良 修复作用 可制成有机复合肥或钢铁工业的保温材料等 农林生物质高效 无公害化 资源化利用 一方面能促进农业 生产的良性循环 为社会主义新农村建设提供有力的技术支持 广泛 吸纳大量农村富余劳力 适合我国的国情与农情 符合可持续发展的 大方向 具有良好的社会 生态和经济效益 另一方面 在全球面临 能源危机及生态环境日益恶化 在国家实施 中华人民共和国可再 生能源法 的形势下 开发利用可再生资源 变废为宝 具有十分 重大的现实意义和历史意义 项目在考虑到农林生物质无公害化利用的基础上 更重视把农 林生物质作为一种资源加以综合利用 率先在国内外将农林生物质 材料同时制备可燃气 固体炭和醋液三项产品 并综合利用三项产 品 该项目主要优势在于 1 整个生产系统是自供热 不消耗燃 料 无三废排放 2 与煤和其它化石燃料相比 可大大减少 CO2 NOx 和 SO2 的排放 实现了节能减排 在一定程度上缓解了能 源危机 增加了农民收入 3 有效解决因农林生物质焚烧造成的环 境污染和资源浪费 为解决三农问题提供一种可行的方法 4 在整 个生产过程中 可根据需要控制和调整气 炭 液三项产品的产量 和质量 5 将气 炭 液三项产品进行高效 无公害资源化利用 产生良好的经济 社会 环境效益 二 技术性能及特点 包括主要技术特点 二 技术性能及特点 包括主要技术特点 水平等 水平等 近年来 国内外关于农林生物质再生循环利用的技术方法很多 如直接燃烧 气化 液化 压缩成型 生物化学转化或制造人造板 等 但由于种种原因或条件的限制 投资较少 技术成熟 经济可 行 应用便捷的方法还不多 加上我国地域辽阔 自然条件差异大 农林生物质资源种类众多等实际问题 这些方法主要将农林生物质 原料制成一种产品利用 而本技术是在国内外农林生物质利用的基 础上 同时制备炭 气 液三种产品 同时对三种产品进行开发利 用 属国内外首创 因此 本技术不仅考虑到农林生物质的无公害 化利用 而且更重视把农林生物质作为一种资源加以综合利用 真 正做到高效 无公害化 资源化利用 农林生物质同时制取炭 气 液产品的方法及利用技术主要特 点及水平 1 适应不同农林生物质同时获得炭 气 液三项产品的气化炉 及相关设备 并实现本套设备的自动化控制 2 将农林生物质在有限量通入氧气的情况下 同时制得炭 气 液三种产品 并可通过改变工艺条件 调整三种产品的产量和质量 3 开发农林生物质提取液作作物生长叶面肥 有效成分是有机 物质 对环境不会造成污染 具有较好的生态环保效应 此类研究 应用技术在国内外尚属首次 4 开发农林生物质提取液作消毒液 除臭剂用于牲畜场所 能 有效防治由牲畜引起的一些易发性病毒 此类研究技术在国际上尚 属首次 本项目组长期从事木材 竹材的热化学加工与生物质能源研究 从 2001 年开始研究农林生物质高效 无公害利用技术 拥有相关国 家发明专利 10 余项 如 用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的 方法 ZL200410014451 7 一种农林生物质同时制取炭 气 液 产品的方法及应用 申请号 200710190676 1 用于农林生物 质材料气化的炉排式气化炉 200910032956 9 用于农林生物 质材料热解气体的气液分离净化系统 200910032957 3 农林生 物质二次过程反应气化炉及其应用 ZL 201110259407 2 用于农林 生物质材料气化气体的气固液分离净化系统 201110259409 1 一种适应多种原料的农林生物质气化炉 201210078963 4 用于 农林生物质气化气体的干式净化系统 201210078964 9 一种含 生物质活性提取成分的有机液体肥及其制备方法 ZL201010106874 7 一种利用生物质气化固 液产物制备有机肥料 及制备方法 201110155814 9 一种利用生物质气化固 液产物制 备有机基质及制备方法 201110154612 2 等 三 综合效益分析 包括环境 三 综合效益分析 包括环境 社会社会 经济经济 节能效益 节能效益 1 环境 节能效益 农林生物质同时制取炭 气 液产品的方法及应用技术有效解 决了农林生物质等农林废料因废弃燃烧产生的 CO2 以及烟雾造成的 环境污染 炭 气 液产品生产过程无需添加任何化学物质和外加 能源 生物质炭最终产品有机肥料 土壤修复剂等本身具有环保性 生物质提取液的主要成分是有机酸 开发为除臭剂 消毒液等则是 改善环境卫生产品 可燃气体可直接供气或发电 因此 本技术具 有较好的环保 节能效益 2 社会效益 通过在乡镇建设农林生物质同时制取炭 气 液产品的加工厂 将农林生物质加工成农林生物质炭和农林生物质提取液 农林生物 质炭可制成有机肥料 土壤修复剂等 农林生物质提取液可加工成 叶面肥 除臭剂等 可改善农村生态环境 提高农林生物质的利用 效率和附加值 增加农民收入 调整农业产业结构 也解决了农村 剩余农林生物质资源的有效处理问题 可燃性气体用于发电或供燃 气 是一种可再生的环保型生物质能源 本研究为农民增收提供一 种有效的途径 同时实现了农林生物质的高效 无公害 资源化利 用 将产生重大的经济 社会和生态效益 农林生物质同时制取的气 炭 液三种产品中 气体产品 生 物质可燃气主要用于供热 供气 发电等 具有三个方面的特点 一是技术有充分的灵活性 二是具有较好的洁净性 三是经济性 炭产品 农林生物质炭富含作物生长的必需营养元素 对水和肥有 长效缓释作用 对重金属污染 退化的土壤具有改良 修复作用 可制成有机复合肥 固体燃料或钢铁工业的保温材料等 液体产品 农林生物质提取液是一种含有酸类 酯类 醛类 酚类等 100 多 种化学成分的液体产物 可用于家畜饲养的消毒 杀菌液 除臭剂 或用于农药 助剂 促进作物生长的叶面肥 在有机作物中效果明 显 本技术为农民增收提供一种有效的途径 同时实现了农林生物 质的高效 无公害 资源化利用 将产生重大的经济 社会和生态 效益 3 经济效益 在农林生物质同时制取气 炭 液产品工艺正常运行条件下 每 1 1 5kg 农林生物质材料可发电 1kw 若每年利用 6 万吨吨农林 生物质材料通过气化炉产生燃气 全年发电约 3600 多万度 得到生 物质炭 2 万吨 生物质提取液 3000 吨 四 适用范围及应用条件 包括适用地域 四 适用范围及应用条件 包括适用地域 农林生物质种类农林生物质种类 适用适用 条件等 条件等 本技术适用原料包括各种农林生物质 各种农林生物质 稻壳 果壳 果树枝条 木质及竹质废料 等农林生物质 对农林生物质 资源丰富的地区根据需要可建成农林生物质发电 现代化养鸡 牲 畜 场所的消毒 杀菌 除臭的应用 农林生物质发电 有机复合 肥 有机农业的应用 农林生物质炭 气 液在干旱农业的基质土 和叶面肥应用 二 二 5MW5MW 生物质气化发电生物质气化发电 6 6 万吨炭基肥料联产技术万吨炭基肥料联产技术 一 主要内容 一 主要内容 本项目进行 5 MW 生物质 秸秆 稻壳为原料 气化发电 6 万吨 炭基肥料多联产成套装备技术产业化示范 旨在高效 无公害地利 用生物质资源 主要包括 6 套新型 1 MW 气化炉系统 新型生物质燃 气净化系统 发电机系统 余热供热 0 5 吨锅炉 系统 利用气 化得到的生物质炭和提取液生产 6 万吨炭基肥料产业化示范 本项 目对解决长期困扰我国生物质气化发电的关键技术 气化多联产的 工艺与成套设备稳定 安全及可靠运行提供工艺技术与设备保障 项目的实施除了得到绿色能源外 同时研发配套的利用生物质炭和 提取液制备高效炭基复合肥料 土壤修复剂及活性液体肥料的工艺 二 二 技术路线 技术路线 图 1 技术路线图 三 三 预期目标 预期目标 气液分离气液分离 生物质提取液生物质提取液 生物质可燃气生物质可燃气 发电发电 高效炭基肥高效炭基肥 炭基栽培基质炭基栽培基质 工业用炭工业用炭 热水热水 农林生物质农林生物质 热解气化热解气化生物质炭生物质炭 并网并网 供气供气 1 建成 5 MW 生物质气化热电多联产生产示范基地 每年处 理 6 万吨农林生物质 年发电 3600 万度并网 产值 0 75 元 度 计 2700 万元 同时得到生物质炭 2 万吨 生物质提取液 0 3 万吨 可为 5 台 1 吨锅炉提供热量 2 利用生物质炭和提取液制备 6 万吨高效炭基复合肥料 土 壤修复剂 3 产值效益 3600 万度并网 产值 0 75 元 度 计 2700 元 6 万吨高效炭基复合肥料 土壤修复剂 产值 3200 元 吨 计 19200 万元 本项目完成后 年利用农林生物质约 6 万吨 每年可代替标煤 15000t a 减排二氧化硫 360t a 减排氮氧化物 110t a 减排二氧 化碳 36000t 四 四 投资预算 投资预算 设备投资 5MW 6 台套 生物质发电及炭联产设备 6 700 万元 4200 万元 6 万吨炭基复合肥设备投资约 1000 万元 外加厂房 基础 前期准备 技术费 可行性报告 环评报告 电网接入系统及流动资金等 五 五 生物质炭的作用 生物质炭的作用 生物质炭在农业上应用效果主要有 1 可以增加土壤孔隙度 降低土壤容重 改善土壤通气 透 水状况 提高土壤最大持水量 可以缓解土壤板结的难题 土壤中 增加 4 的秸秆炭 土壤的容重 g cm3 从 1 39 减少至 1 20 土壤 最大持水量 从 37 71 增加至 41 17 2 可以将土壤中紧缺的氮 磷 钾 镁等大量元素返回到土壤 中 而且还可以补充植物所必须的铜 铁 锌等微量元素 有利于 提高农作物的产量和品质 3 可以抑制土壤对磷的吸附 有利于磷的解吸 从而改善植 物对磷的吸收利用 当土壤加磷量为 100mg kg 时 土壤中增加 4 的秸秆炭以后 磷的吸附率为 22 37 而未加秸秆炭的土壤则高达 52 43 而相应土壤磷的解吸率由 0 85 提高到 22 81 4 具有修复土壤重金属污染的作用 对污染土壤中的镉 Cd 具有显著的吸附作用 在三级镉污染的土壤 100mg kg 三级 0 6mg 为二级 0 3mg 为一级 和加入 4 秸秆炭的土壤中种植小白菜试验 小白菜叶中镉的含量减少 49 43 小白菜根中镉的含量减少 73 51 5 生物质炭还田 可以提高土壤的地温 1 3 有利于作 物的生长 从而使作物的生长及成熟期提早 5 天左右 6 生物质炭还田 具有稳定土壤的 pH 作用 7 生物质炭还田 具有对肥料和农药的缓释作用 8 生物质炭还田 具有对土壤的保水作用 9 生物质炭还田 具有改善土壤的微生物环境的作用 10 生物质还田可以起