秸秆综合利用技术(与工艺).ppt

1、秸秆综合利用技术(及工艺)，1。国内外秸秆综合利用技术(及工艺)的发展现状。秸秆压缩成型及碳化技术。秸秆热解气化技术4。秸秆燃烧发电、供热和二氧化硅生产。秸秆综合利用技术展望1。可再生秸秆能源介绍：1。国内外秸秆综合利用技术(及工艺)发展现状，一次能源1。国内外秸秆利用的发展现状，日益严重的化石能源危机和环境保护问题，世界上最丰富、可储存、可运输、可转化、具有化石燃料性质的可再生秸秆能源，世界各国越来越重视可再生秸秆能源的合理利用。预计到2050年，秸秆能源将占全球直接燃料消耗的38%，占全球电力消耗的17%。1990年，秸秆占世界一次能源的13%(每年55108焦耳)，居第四位。2.(1)国

2、外秸秆利用概况；1.国内外秸秆综合利用技术的发展现状；1.国内外秸秆利用发展现状。目前，发展中国家38%的能源来自秸秆能源，许多发达国家也大量使用秸秆能源。农作物秸秆是秸秆能源的重要组成部分，占秸秆能源的50%以上，因此被世界各国广泛有效地利用。美国现在使用的秸秆占全国能源消耗的4%(几乎相当于核能)，并且计划在最近几年增加到12%；秸秆能源占欧洲能源消费结构的200%，其中丹麦占358%，芬兰占18%，瑞典占16%，奥地利占10%，且呈增长趋势。有益方法：一、直接燃烧；二、转化为气体燃料；三、转化为高效固体型煤燃料；四、制饲料等。转化为夜间燃料，机械化还田，厌氧发酵生产沼气。(1)国外秸秆利

3、用发展状况。国内外秸秆综合利用技术(及工艺)的发展现状美国开发的流化床燃烧器可以大大提高秸秆的燃烧效率；燃烧秸秆和其他秸秆能源的锅炉在一些欧洲国家已经商业化，中小型锅炉的热效率已经达到70%；在印度等一些发展中国家，节柴炉在农村地区广泛推广，热效率已达到30%以上。农作物秸秆气化技术在国外越来越受到重视，加拿大市场上投放了三种秸秆气化炉；M8505、M8010和M8620每小时可分别产生526、1053和2090万千焦的热量。他们可以用稻草、玉米芯、果壳、锯末、木屑和谷物加工的下脚料作为燃料来生产气体，而不是用燃气来驱动内燃机发电，一年可以运行6000小时，节省50%的成本。利用农业和动物秸秆

4、生产酒精或轻质燃料油的技术在国外也发展迅速。德国开发的两步秸秆液化装置可以液化秸秆、锯末等秸秆，生产中轻质燃料油和酒精燃料；巴西利用秸秆发酵生产酒精的技术已进入实用阶段，居世界首位。酒精产量从原来的51万吨猛增到273万吨，1/5酒精掺入汽油的混合燃料系统在全国统一实施；瑞典、挪威、芬兰等北欧国家都发展了造纸工业，其中很大一部分酒精是由亚硫酸盐法造纸废液发酵产生的。4，(1)国外秸秆利用概况，1。1 .国内外秸秆综合利用技术(和工艺)的发展现状。国内外秸秆利用的发展现状，秸秆等物质的压缩成型和碳化技术受到了国外发达国家的广泛重视，这些国家投入了大量的资金和技术力量研究开发压缩成型和碳化技术及设

5、备，处于该领域的前沿。美国有9个生产厂，生产能力为250吨/天，另外16个州建立了树皮成型燃料加工厂，日产量为300吨；截至1987年，日本已有十几家颗粒燃料厂投入运行，年产秸秆颗粒燃料10万吨以上，其中有代表性的企业及其生产业绩见表1:表1:日本秸秆颗粒成型机产量和能耗5。(1)国外秸秆利用的发展。国内外秸秆综合利用技术(和工艺)的发展，1 .国内外、意大利、丹麦、法国和德国秸秆利用的发展。意大利阿格里帕公司开发了一种类似玉米联合收割机的大型秸秆收获、压实和成型机械，可直接在田间收获、切碎、挤压、干燥和成型秸秆，生产瓦状固体成型燃料，其生产率可达1 hm2/h。在工业发展的同时，国外也开发了

6、多种秸秆燃料成型机(见表2)，表2国外部分秸秆压块机的主要性能指标，6。(1)国外秸秆利用概况。国内外秸秆综合利用技术(及工艺)发展现状，1 .国内外秸秆利用发展现状，续表2国外部分秸秆压块机主要性能指标，7。(1)外国吸管1。国内外秸秆综合利用技术(和工艺)的发展现状；1.国内外秸秆利用的发展现状。利用农作物秸秆生产沼气的研究在许多国家都取得了成果。美国研究的秸秆两步发酵工艺首先将秸秆酸化，然后通过厌氧发酵生产沼气，不仅大大提高了沼气发酵装置的产气率，而且减少了秸秆在装置中的停留时间；欧共体国家有600多个大中型沼气项目。它们中的大多数可以从稻草中生产沼气。在国外，秸秆还田大多采用机械化作业

7、。在收获主要产品时，秸秆被切成小段，均匀地分散在农田中，然后掩埋以增加土壤有机质。氨化秸秆作为饲料已在一些国家广泛推广。丹麦秸秆氨化率达到20%，促进了水产养殖业的发展。8，(2)中国秸秆利用现状，1 .国内外秸秆综合利用技术的发展现状，1 .国内外秸秆利用发展现状，中国的秸秆资源：中国土地辽阔，人口众多，其农作物秸秆资源无疑是世界上最大的。同时，中国秸秆资源具有显著的特点：1 .总储量大，但人均占有量小。中国幅员辽阔，太阳能资源丰富。中国约三分之二的土地日照时间长，辐射强度高。根据中国近700个天文台的实测数据，中国各地的年太阳辐射量在335，835千焦/平方厘米之间。因此，光合作用产生的秸

8、秆能量(颗粒和秸秆)储量大，分布广。然而，中国农村人口众多，如果按人均秸秆量计算，中国许多地区秸秆资源贫乏。区域分布不平衡。各省分布不平衡，一半以上的秸秆资源集中在四川、河南、山东、安徽、河北、江苏、湖南、浙江、湖北等九省，而广大的西北地区秸秆资源较少。类别集中。水稻、小麦和玉米是我国的主要粮食作物，其秸秆产量占秸秆资源的74.76%，其中秸秆占31.26%，玉米和其他秸秆占27.47%，小麦秸秆占16.03%。中国秸秆利用现状、国内外秸秆综合利用技术(和工艺)发展现状、国内外秸秆利用发展现状、中国秸秆资源利用技术与发展：在中国，秸秆能源占农村能源消费结构的68.7%，其中秸秆和木柴约占秸秆能

9、源的70%。为了提高秸秆的燃烧效率和应用范围，我国在秸秆气化、固化、液化和高效燃烧领域加大了研究力度，取得了可喜的成果中国农业科学院(简称中国农科院)开发的ND系列秸秆气化炉，气化效率为74.92%，热值为6192.67 kJ/m3，用于干燥、加热、温室加热、发电等。山东省能源研究所开发的XFL-600秸秆气化炉和农村集中供气装置，解决了农作物秸秆转化为使用方便、清洁卫生的可燃气体，并集中向农民供气的问题。中国第一个农村秸秆燃气供应网络在山东省胶州市前石龙村建立，为100名农民提供燃气。系统日供气量为600109 m3，日供气时间为68小时，能源利用率高于30%，户均投资624.78元。中国科

10、学院广州能源研究所开发的秸秆气化炉，对其气化原理和物料反应性能进行了大量实验。在流化床气化炉上进行了实验，产气热值达到8360千焦以上。10，(2)中国秸秆利用现状，1。1 .国内外秸秆综合利用技术现状。国内外秸秆利用现状江苏省吴江县生产的稻壳气化炉利用碾米机的下脚料气化驱动发电机组，发电功率160千瓦。这种小型稻壳发电机组已出口30多台。中国实际使用的秸秆气化炉主要有三种类型。其技术状况和应用见表3。表3中国秸秆气化技术应用现状；11.(2)国内秸秆利用现状；1.国内外秸秆综合利用技术(及工艺)的发展现状；1.国内外秸秆利用发展现状；我国开发的秸秆气化炉具有可靠、耐用、结构简单、可应用多种燃

11、料的特点，研究成果如下：最大限度地利用当地农林废弃物资源，化害为利，功能上适用于各种操作要求，包括烘干、加热、蒸煮、加热等。在设计中，采用了一些特殊的结构，成功地解决了农林废弃物水分和挥发分含量高、容量小、休止角大等因素带来的困难。在结构上，强调可靠性、耐久性和简单性，采用固定床式，以空气为气化介质，实用性强。农作物秸秆紧密成型技术：中国林业科学研究院林业化学工业研究所通过消化吸收进口样机，系统全面地测试成型工艺条件，完成了木质成型燃料设备的试制，建成了年产1000吨棒状燃料的生产线。此后，西北农业大学对此技术和成型工艺进行了进一步的研究和探讨，先后开发了JX-7.5、JX-11和SZJ-80

12、A三种植物燃料成型机。为了提高固体燃料的价值，西北农业大学研究了植物成型燃料的炭化过程，开发了TW-40炭化炉。碳化后的固体碳可用于冶金工业、家庭烘焙等领域。12，(2)中国秸秆利用现状，1。国内外秸秆综合利用技术的发展现状，1 .国内外秸秆利用发展现状。此外，还有中国农业机械研究院能源动力研究所、辽宁能源研究所、中国林业科学研究院林产品与化工研究所、中国农业工程研究设计院等四个研究所。随着秸秆压块成型技术和碳化技术研究成果的出现，我国秸秆压块成型行业取得了长足的进步。自20世纪90年代以来，我国许多中小企业都开展了这项工作，其中典型的秸秆压实成型设备和生产企业见表4和表5。表4中国秸秆压实成

13、型设备的研发和生产单位，13。(2)中国秸秆利用现状。国内外秸秆综合利用技术的发展现状，1 .国内外秸秆利用发展现状，表5我国秸秆致密成型及炭化产品生产企业，秸秆等致密成型原料丰富、取之不尽、用之不竭，成型后的固体燃料具有体积小、密度高、储运方便、品位高、燃烧性能优良等特点；它使用方便，清洁卫生，可替代矿物能源用于生产和生活领域。从未来的能源消耗情况来看，增加秸秆能源的利用是一种趋势。随着技术和规模的提高，秸秆成型燃料的成本只会逐渐降低，因此其市场前景相当广阔。14，(2)中国秸秆利用现状，1。1 .国内外秸秆综合利用技术(和工艺)的发展状况。国内外秸秆利用的发展状况，秸秆燃料高效燃烧装置：中

14、国农业工程研究设计院采用两级燃烧和离心惯性两级除尘的原理，研制了3台高效燃烧炉，分别为41.8万、250万和500万焦耳/小时。有了这个装置，捆在一起的稻草、谷壳、玉米芯等。可以加入到燃烧室中，充分燃烧后得到的烟气进行充分除尘，并吹入冷空气进行温度调节，从而得到洁净且可调温的热烟气。通过将热烟气引入其匹配设备，谷物、木柴、火柴杆、饲料等。可直接干燥，热效率高达85%,粉尘含量小于200毫克/立方米。经质检部门检测，该设备干燥的粮食与自然干燥相比无变化，有害物质含量低于自然干燥。农作物秸秆多层次利用技术：首先将秸秆氨化制成饲料，然后将饲料经牲畜腹部后送入沼气池，最后将沼渣和沼液作为高效有机肥和营

15、养饵料进行养殖。该方法可以充分利用秸秆的营养成分，从饲料、燃料和肥料三个方面实现良好的生态循环。(1)黑龙江省秸秆资源统计；(1)国内外秸秆综合利用技术的发展现状；(2)黑龙江省秸秆资源现状。据2011年至2013年的统计，黑龙江省粮食作物总种植面积约为2.1173亿亩，总产量约为1047亿斤(524亿公斤)。其中：水稻5171万亩，亩产量按0.5吨/亩计算。水稻产量2586万吨，草粮比为1.2，秸秆产量3100万吨；玉米：1.078亿亩，水分换算14%，亩产量按1.129吨/亩计算，玉米产量为1.217亿吨，草粮比为1.5，秸秆产量为1.8255亿吨；大豆：3105万亩，按0.15吨/亩计算

16、，大豆产量为465万吨，草粮比为1.6，秸秆产量为744万吨；小麦：600万亩，按每亩0.3吨计算，小麦产量为180万吨，草粮比为1.5，秸秆产量为270万吨；杂粮：1500万亩，产量约160万吨，草粮比为1.5，秸秆产量240万吨。黑龙江省农作物秸秆年产量为2.2609亿吨。平均热值按4000千卡/公斤计算，换算成标准煤1.2919亿吨；2012年，黑龙江省煤炭产量仅为8267万吨，农作物秸秆年产量是黑龙江省煤炭产量的1.56倍。16，(2)黑龙江省秸秆资源利用的可行途径，1。2、国内外秸秆综合利用技术的发展现状。黑龙江省的秸秆资源和燃烧：将木柴和秸秆等固体秸秆(生物质)燃料的化学能转化为热能或电能。实例如下：生物质循环利用示意图，生物质循环流化床锅炉(美国)，17，(2)秸秆资源化的可行途径如图所示：国内秸秆气化炉、秸秆气化站19个，(2)黑龙江省秸秆资源化利用的可行途径，(1)国内外秸秆综合利用技术(及工艺)的发展现状，(2)黑龙江省秸秆资源化及热解炭化：在隔绝空气的条件下加热木材，分解固体秸秆，生成木炭、少量焦油和低热值可燃气体。实例如下：秸秆炭化设备，秸秆集束炭化，20，(2)黑龙江省秸秆资源化利用的可行途径，1，国内外秸秆综合利用技术(及工艺)的发展现状，2，黑龙江省秸秆资源化，沼气生产：有机物被厌氧微