新型生物质能秸秆木质（颗粒）燃料气化燃烧锅炉项目概况

1、新型生物质能秸秆木质（颗粒）燃料气化燃烧锅炉项 目 概 况“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”项目利用气化燃烧原理成功的开发出高效率、低SO2、低NOX排放的环保节能型生物质能锅炉，锅炉设计热效率76%以上，排烟黑度小于林格曼1级，排尘浓度小于80 mg/m3，SO2排尘浓度小于80 mg/m3；实测锅炉热效率81%，排烟黑度小于林格曼1级，排尘浓度小于36 mg/m3，SO2排放浓度小于76 mg/m3，达到国家环保一类区时段标准，各项指标均优于国家标准。一、项目提出的背景、目的、意义 我国是一个人口大国，又是一个经济迅速发展的国家，21世纪面临着经济增长和环境保护的双重压力，近几年我国每年燃煤

2、消耗量在1215亿吨，其中80%以上用于锅炉等热工设备的直接燃烧，燃煤锅炉排放的SO2在1400-1700万吨，目前我国62.3%的城市SO2年平均浓度超过国家二级标准，酸雨在许多城市造成了严重危害，环境污染相当严重。我国石油资源匮乏，人均石油储量不足世界水平的十分之一，石油资源已成为我国一项重要战略资源，目前石油消费一半左右依赖进口，国际石油市场价格波动已经影响到我国国民经济的稳定发展，而燃油锅炉每年需要消耗大量的石油资源，对宝贵的石油资源是一种极大的浪费。同时，消费石油和燃煤等化石资源，造成了大量CO2排放，我国每年仅燃煤、燃油锅炉排放的CO2就达到约25亿吨，形成严重的温室效应，目前研究

3、证明大气中不断增加的CO2与厄尔尼诺、全球气温变暖等灾害性自然气候变迁有着密切联系。随着京都议定书的正式签定，各国都将努力降低CO2等温室气体的排放，因此改变我国能源生产和消费方式，开发利用生物质能等可再生的清洁能源资源对建立可持续的能源系统，对于促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。 我国是一个农业大国，每年仅农作物秸秆就生产约7亿吨，其他生物质能原料木屑、稻壳等也数量巨大，如此之大的资源除了一小部分用于畜牧外，其余的大部分以直接燃烧的方式将其浪费，既浪费了资源，又污染了环境。合理有效的利用这项资源，是一件利国利民的大事。我国每年产生的农作物秸秆约折合3.5亿吨标准煤，数量十分可观。其他种

4、类的生物质能原料数量也是十分巨大，目前的利用率十分低下。生物质能的科学、环保的深层开发利用是一个重要课题。各种生物质颗粒的热值与煤的热值对比名 称CHNS灰 分高热值 KJ/kg徐 州 煤154021100(4801千卡/公斤)玉 米 秸45.436.150.780.136.417794(4250千卡/公斤)高 粱 秸45.185.590.620.1118020(4305千卡/公斤)棉 柴45.506.010.980.2317.218330(4378千卡/公斤)豆 秸 46.656.120.890.1210.218120(4328.7千卡/公斤)麦 秸45.305.890.680.197.41

5、7769(4245千卡/公斤)稻 秸40.445.130.660.1216329(3900千卡/公斤) “生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”的研发开辟了生物质能科学利用的新领域，秸秆等生物质能原料本身含S量极低，不到煤的十分之一，是国际公认的清洁能源。生物质能锅炉SO2排放不到煤的十分之一，气化富氧燃烧过程炉膛温度较低，NOX排放极低。由于生物质在燃烧过程中排放出的CO2与其生长过程光和作用中所吸收的一样多，所以循环利用的角度看生物质燃烧对空气CO2的净排放为零。同时由于燃烧生物质减少了秸秆等自然腐烂所产生的CH4，进一步减少了温室气体的排放，通常认为CH4气体的温室效应是CO2的21倍。在减排C

6、O2成本上，将生物质能作为锅炉燃料燃烧也是最符合经济规律的，它是目前最经济可行的减排CO2手段之一。“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”具有高效的燃烧过程，将不完全燃烧热损失和化学未完全燃烧热损失降到最低，完全解决了锅炉燃烧不充分产生的黑烟等污染问题，实现锅炉清洁高效的转化利用开辟了一条新的道路。二、项目可行性分析1、社会效益、经济效益分析 我国经济目前处于高速发展阶段，国民经济正从粗放型向集约型转变，国家实施可持续发展战略，能源紧缺和环境保护成为制约我国发展的重要问题。我国能源结构以煤为主，煤炭资源储量丰富，目前煤炭生产基本可以满足国民生产生活需要，但是工业锅炉直接使用煤炭作为燃料造成严重的大气

7、污染；我国石油、天然气人均占有率较低，为世界平均水平的十分之一左右，目前进口原油逐年攀升至国内石油消费的50%；从全球范围来看，按照目前石油消费状况，可采石油也仅够全世界消费90年，我国则仅够消费60年，能源状况十分严重。秸秆、稻壳等生物质能原料可以经过深加工制成具有较高的热量、较大密度的颗粒燃料。用来替代燃煤、燃油等化石能源。生物质能能量来源于植物的光和作用，是国际公认的清洁能源，开发新型生物质能压缩颗粒燃料的锅炉对于我国农作物秸秆应用具有重要意义。生物质能燃料本身含S量极低，不到煤的十分之一，燃烧产生的SO2很少，是一种适合我国可持续发展战略的天然可再生能源，具有取之不竭，用之不完的特点。

8、大力发展：“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”，解决好生物质能的科学利用问题具有深远的社会意义和广阔的市场前景。我国目前农业生产过程中产生的秸秆、稻壳等生物质能资源除了少部分作为饲料和生活做饭取暖燃料烧掉之外，大部分无法科学处理，而且在农田烧荒式的燃烧带来了严重的大气污染。而废弃的秸秆、稻壳等生物质能原料自然腐烂后产成大量的CH4，严重破坏着臭氧层，形成了更加严重的温室效应。国家非常重视生物质能的开发利用工作，已经于2005年2月28日人大常委会通过了关于生物质能开发利用的相关法规，法规中明确指出国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料，鼓励发展能源作物。“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”可以有效的解

9、决生物质能燃烧过程造成的大气污染，排烟指标达到国家一类区时段标准，锅炉的高效换热技术和燃烧技术使得生物质能颗粒充分燃烧，锅炉达到较高的效率。这为生物质能的科学转化利用开辟了一条新的道路。“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”的推广应用可以替代部分燃煤、石油的化石能源，极大降低了温室气体的排放，减少SO2和NO的排放，保护我们赖以生存的地球环境。此型锅炉的推广应用使得被作为废物处理的秸秆、稻壳等资源变为能源商品，成为农民增收的重要来源，锅炉燃烧后产生的灰份又是农村急需的优质天然钾肥，由锅炉燃烧后产生的灰渣极易回收返销农村，颗粒的制造增加农村的就业机会，是一件一举多得的好事情。生物质能压缩颗粒原料来源广

10、泛，农村的秸秆、稻壳、甘蔗渣、林场的木屑、薪柴等均可制成生物质能压缩颗粒。这些生物质能颗粒燃料都具有类似的化学成分，含S量都比较低，具备清洁能源的特性，同时这些原料的共同点是成本低廉。经过深加工成为品位较高的生物质能燃料。原料来源十分广泛，适合就地取材、就地加工。“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”的应用推广具有广阔的市场前景，以目前国内城市为例：大中城市中心区不允许使用十吨以下燃煤锅炉，城市中心区燃油锅炉也逐步受到限制，推广使用清洁的燃气锅炉和电加热锅炉，这两种锅炉的运行成本是“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”运行成本的二到四倍，“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”与电加热锅炉和燃气锅炉相比经济性极佳

11、，能为用户节约50%以上的运行成本。下表是1t锅炉采用各种燃料的经济性比较：燃料名称锅炉 效率%燃料消 耗 量燃 料单 价每小时运行成本 元/h燃 煤70190kg/h0495元/kg94.05 燃 油85685kg/h436元/kg298.66 燃 气88947m32. 76元/m3261.37 电加热95720kw.h0.49元/kw.h352.8生物质能颗粒78202kg/h043元/kg86.86注：此表内容数据均按照北京市2005年十二月价格水平进行计算。电价取民用生活用电价格，工业用电价格更高。由表可以看出，“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”在经济性上非常突出。替代燃油、燃气、电加热

12、锅炉可为用户节约大量的运行成本，与煤相比虽然价格相近，但其优越的环保性能和可再生性是燃煤锅炉所无法比拟的。“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”符合国家能源、环保政策，具有优越的经济性，是符合我国国情，具有推广应用价值的环保节能产品。2、技术创新性生物质能颗粒气化燃烧属于富氧气化过程，将气化过程与燃烧过程有机的结合在一起，制造一种结构紧凑、能连续燃烧，燃烧过程不冒黑烟的生物质能锅炉是研究的重点。在总结燃煤锅炉无烟燃烧技术的基础上，利用气化燃烧技术研制新型“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”气化、燃烧、辐射换热均在炉膛内完成。实现燃烧生物质能颗粒的无烟效果，将不完全燃烧热损失降到最低程度。生物质能压缩颗粒

13、燃烧过程首先是受热析出挥发份，挥发份包含烷烃、烯烃、煤气等多种可燃气体，挥发份析出后在炉膛内与吹入炉膛的二次风混合高速旋转燃烧，二次风中富含的氧气与可燃气体充分混合，避免了燃烧过程可能产生的局部缺氧或局部空气过剩等不利燃烧的现象，适得炉膛内燃烧强度大，燃烧均匀可靠。炉膛上部设置的炉拱由绝热材料砌筑而成，可以有效的将火焰中携带的飞灰阻挡，使其失去速度，沉降到炉膛内，烟气本身的旋转也有利于飞灰与烟气分离，从而达到锅炉本身的降尘效果，减小了锅炉排放烟气中粉尘的污染。采用以上技术具有如下优点：(1) 生物质能颗粒直接投入锅炉燃烧，无需另行处理，操作简单，气化燃烧过程可使生物质能颗粒中可燃成分燃烧完全，

14、具有较高的燃烧效率；消烟除尘效果显著，烟气黑度小于林格曼一级，烟尘排放浓度小于80mg/m3，SO2排放浓度小于50mg/m3,符合国家环保一类区时段标准。（2）燃烧利用率高，锅炉热效率接近80%，有效节约能源。（3）锅炉燃用可再生能源替代化石能源，燃烧一吨生物质能颗粒能替代二类烟煤0.8吨左右，替代柴油0.35吨左右，大大降低了化石能源燃烧造成的CO2排放，一台0.7MW“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉每个采暖期可以减少CO2排放360吨左右，减少SO2排放约78吨，环保效益显著。（4） 废物的循环利用符合经济规律，生物质能颗粒燃烧后形成的灰分是优良的天然钾肥，回收后退回给农田符合生态要求，有

15、很好的经济社会效益。3、技术成熟性和可靠性为了保证“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”的研制成功，我们进行了充分的实验。小型立式锅炉的消烟除尘问题一直以来都是一个严重问题，掌握第一手的实验数据与资料，对燃烧的过程进行模型分析，用计算机CAD进行辅助设计，优化锅炉设计，最终取得研制的成功。按照工作计划进行了多台样机的实验，在锅炉结构、燃烧方式、换热方式和送风方式突破了传统模式，LHGO.3-0.4-S蒸汽锅炉样机开发达到了预期效果，解决了气化燃烧稳定性、强化燃烧等多项问题。达了排烟无色的效果，经有关部门测试，各项指标均达到设计要求，其主要指标如下：蒸汽锅炉出力 300kg/h锅炉热效率 81%过剩空

16、气系数 1.7排烟温度 230 oC烟尘排放浓度 80mg/m3烟气黑度（林格曼） 小于1级SO2排放浓度 80mg/m3“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”运行操作简单，燃烧调整简单，气化燃烧强度高，样机的研制成果为进一步的产品开发提供了技术保障。目前该技术已申报国家实用新型专利（申请号：200520091118.6）。锅炉图纸文件等技术资料已经通过辽宁省安全科学技术研究院的鉴定评审，准备批量投放市场。三、国内同类产品对比分析为了减少大气污染，各地相应出台许多措施，包括城市中心区不得使用燃煤锅炉，将燃煤锅炉改为燃油（气）、电等环保效果突出的清洁能源。燃煤锅炉燃料成本相对较低，但燃煤锅炉存在冒黑烟

17、、SO2排放量高、NO污染等无法彻底解决的严重缺点。燃油虽然排烟效果比较理想，但也存在SO2排放量高、运行费用高等问题，燃气和电等形式虽然环保，但是运行成本相对较高，一般用户无法承受其高昂的运行费用，与我国目前经济水平不相适应，市场认可程度不高。由前面分析可以看出，固体燃煤锅炉运行成本最低，电加热、燃气、燃油锅炉运行成本远远高于燃煤和生物质能锅炉。燃煤锅炉效率较低，环境污染和资源浪费都非常严重；燃油燃气和电加热虽然较为环保，但是不符合能源政策，且经济性很差，造成成本的居高不下，电本身就是一种由其它能源转化而来的高位能源，消费电能实际上是间接消耗煤等化石能源。而“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”燃

18、用生物质能压缩颗粒作为一种可再生的能源，其价格与煤相近，不到油、气、电的一半，消烟降尘效果好，节能效果显著，司炉操作简单，适合中国国情，具有广阔的推广前景。四、主要经济环保指标“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”将锅炉效率提高到80%左右在燃用颗粒燃料达到如下经济指标：1、 热效率80%左右；2、 排烟无色；3、 排尘浓度80mg/m34、 排放SO2浓度小于燃煤十分之一 此锅炉推广不但为用户降低了锅炉运行成本，节约了化石能源减轻大气污染，CO2的零排放可以大大缓解温室效应。同时生物质能材料来源于农作物，秸秆、稻壳等废弃物利用不仅解决了烧荒带来的严重污染而且增加了农民收入，经济效益、社会效益均非常显著。五、“生物质能（颗粒）气化燃烧锅炉”推广应用条件预期目标1、该技术推广实施主要依据条件：(1) 各级领导环保意识的增强，监管部门加大监管力度，对高耗能、高污染的锅炉进行取缔，农业部门、环保部门、能源部门和国家有关部门的合作推广是此项目顺利实施的重要条件。(2)