关键词：生物质能源 草木灰 化石能源 气化制燃气 气化 制碳油联产气化发电成型制棒成型制颗粒燃料
1、生物质资源开发利用的意义
能源是经济发展的原动力，是现代文明的物质基础，安全、可靠的能源供应和高效，清洁的利用能源是实现社会经济持续发展的基本保证，发展可再生能源是开拓新的经济增长点的需要，可再生能源的开发利用主要是使用当地资源和人力、物力，这对促进地区经济发展具有重要意义．同时快速发展的可再生能源和新能源也是一个新的经济增长领域。我国秸秆气化发电产业发展说明，可再生能源和新能源可以形成重大产业，在推动经济增长中发挥重要作用。可再生能源和新能源已是一个新兴的经济增长领域。我国有9亿多农民，他们主要以作物秸秆和柴草为燃料，用能方式是炕、灶式直接燃烧，这种用能方式转换效率低10%～20%左右，燃料消耗量大。必须开发新的用能方式。
在2005年2月28日为了促进可再生源的开发利用，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现经济社会的可持续发展。全国第十届全国人民代表大会通过《（中华人民共和国可再生能源法》，并于2006年1月1日实施以来再生能源的开发利用得到各部门重视，给予了利用可再生能源发电的企业电价补贴政策，并要求电力部门不得阻止上网，它必将带动再生能源利用的发展。
辽源市超导锅炉有限责任公司研制开发的CDQ秸秆气化两段煤气发生炉系列产品是低温常压的秸秆造气装置，它以空气和蒸汽为气化剂，以秸秆为原料，辅以适应各种秸秆的操作方法，将秸秆转化为气体燃料，以冷煤气方式为用户提供优质洁净的热源。该装置适用的秸秆较广，可用玉米秸秆，玉米心、高粱秸秆，麦秸秆、稻秸秆，锯末等。本产品在除尘后的情况下，烟尘排放浓度可控制在10mg/Nm3，二氧化硫排放浓度为4mg/Nm3，林格黑度小于1级，满足国家环保要求。本产品应用范围广泛，可适用于居民生活用气、锅炉，发电，粮食烘干等各行业的用热。我国是一个农业大国，充分利用丰富的秸秆资源，以低成本的秸秆来代替价格较高的煤碳、油、电，天燃气等，副产品草木灰含有丰富氨、磷、钾等元素，是化肥厂很好的原料，生物质可为国家节省大量的能源，对促进农村化肥业发展有着澡远的意义。
CDQ秸秆两段发生炉科技含量高，它以超导热技术为核心形成了系列产品，该产品已获国家专利。经过试验和使用，深受用户欢迎。本产品是国家重点环境保护项目支持产品，其应用与推广将为国家节省大量能源，同时也将为企业和用户带来很好的经济效益和社会效益。
2、生物质利用的几种形式
辽源市超导锅炉有限责任公司现开发的产品有：生物质气化制燃气，气化制碳油联产、气化发电、成型制棒、经颗粒机压制成成型颗粒燃料等，介绍如下。
2.1秸秆气化集中供气系统
该设备以农作物秸秆、玉米芯等生物质作原料，经过热解气化、净化等生产工艺，产出优质燃气，为居民炊事用气和工业窑炉加工提供热源，也可用于发电，主要技术性能指标达到行业标准，是国家重点推广项目。2.1.1工艺流程
2.1.2产品性能指标
气化效率大于70%1燃气低热值大于1100kcal/m3，焦油、尘杂质含量小于50mg／m3的行业标准。
2.1.3产品规格和产气量
小型炉34m3/h(供100～200户)．中型炉85m３/h（供300～500户）大型炉3400m3/h(1000～20000户)。
2.1.44适用原料
农作物秸秆、玉米芯、豆秆、棉秆废弃物等。
2.1.5燃气用途
以自然村为单位，为居民提供炊事用气和可供燃气锅炉燃烧集中取暖供气，为工业生产提供热源，也可用于发电等。
2.2生物质炭气油联产设备
生物质炭气油联产设备，将农作物秸秆、木屑等生物质废弃物作原料，采用干馏炭化新工艺，可生产出优质木炭，木焦油、木醋液，生物质燃气4种产品，主要技术性能指标在国内领先。该设备有两种生产工艺：一是将生物质原料先成型制棒，间歇或连续式干馏制炭；二是将原料切成30～40 mm长物料连续进入炉内、干馏，出炭，这种设备效率高，节省电耗，热能效率高。
2.2.1工艺流程
2.2.2产品性能指标
燃气热值大于3500 kcal/m3，焦油及灰尘含量小于30 mg/m3，成品炭热值大干7000 kcal/kg。
每吨干生物质原料可产出300 m3燃气，300kg生物质木炭．50 kg木焦油和200 kg木醋液。
2.2.3产品生产能力
一套中型设备日消耗生物质原料24 t，产木炭7.2t，产燃气7200m3，产木焦油1200 kg，产木醋液4800 kg。
2.2.4适用原料
玉米秆、玉米芯，棉花秆、木屑、稻壳等。
2.2.5生物质炭
可应用于活性碳行业、碳素厂，钢铁厂、冶炼厂制药厂，橡胶厂等工业生产中，在生活中由于人工碳含磷、硫量很低，燃烧充分，在燃烧时无烟、无味，无污染，达到国家环保指标，适用于烧烤，火锅，食品保鲜，冰箱的除味剂等。
2.2.6木焦油
主要化学成份：苯，酚类及衍生物，可用于化工原料，有机溶剂中，防腐剂等，国内外市场供不应求。
2.2.7木醋液
含乙酸65%以上，含醋酸5%，是很好的化工原料，可预防农作物病害，促进农作物生长。
2.3秸秆气化发电成套设备
本项目采用本公司研制的高效大型生物质秸秆气化炉成套设备与新型燃气发电机组相配套的工艺路线，以农作物玉米秸秆，玉米芯．棉秆、木屑、稻草，稻壳等转换为可燃气体，这些可燃气体经过净化后，再送到燃气发电机组内进行发电。它的关键技术包括生物质气化工艺，焦油处理及气体净化工艺，燃气发电和系统控制技术等。
2.3.1工艺流程
秸秆气化发电成套设备工艺流程见图3。
2.3.2技术经济指标
系统发电效率为25%左右，每度电的原料耗量为1.7kg/kw h（干生物质）；
长期运行平均负荷为设计容量的85%．设备利用率高于75%*
单位投资为4000～4500元／千瓦，发电成本为0.25～0.3元／（千瓦·小时）。
1000 kw机组每天发电量24000度，每天消化秸秆41t，每天节约标准煤量21t。
2.3.3产品用途
本产品发出的电供居民生活用电或并网。
2.4生物质成型制棒机
现以日产2t人工木炭生产线为例，所用设备名称及电耗、设备。
2.4.1人工（机制）碳棒的生产工艺
将原料粉碎成φ8mm以下，然后烘干水分在8%～12%左右即可加入制棒机内挤压成棒然后装入炭化窑内炭化成为木炭。
2.4.2原料
原料为玉米秸秆、稻壳、木屑等均可，挤压成捧作为燃料的热值为16720k J/kg，灰分为10%。密度为1.2t/m3。
2.4.3生物质棒炭化成木炭成分
固定碳为75.62%，挥发分为20.31%，灰分为3.43%，含水分为2.66%，热值为31425 kj/kg。
2.4.4价格
生产原料为玉米秸秆、稻壳．棉秆，锯末等，价格为100元／吨（由于各地不等）。
2.4.5生产设备
粉碎机1台；电机功率为11kw，处理量为2t/h.
烘干机1台：电机功率为5.5kw，处理量为1t/h；
制棒机2台；电机功率为11kwx2台-22kw，加热圈4 kw。共计26 kw。生产能力为150千克／（小时·台），2台每小时生产300 kg生物质棒）．
操作工人每班为3人，每天工资为30元×3人-90元；
每班生产生物质棒300 kgx8 h=2400 kg;
2400 kg生物质棒干馏后产木炭为720 kg。
2.4.6生产每吨木炭经济分析
通过以上分析本生产线月获利4.454万元，年获利44.54万元。
2.5生物质颗粒机
现以日产6t颗粒生产线为例，所用设备名称及电耗、设备价格供参考。
将原料粉碎成+8 mm以下，然后烘干水分在15%～18%左右即可加入颗粒机内挤压成颗粒。φ8mm颗粒燃料的生产工艺如下：
2.5.1原料
原料为玉米秸秆、稻壳、木屑等均可，挤压成颗粒作为燃料，燃料的热值为16720 kj/kg，灰分为10%。密度为1.2 t／m3。
2.5.2价格
生产原料为玉米秸秆、稻壳、棉秆，锯末等，价格为100元／吨（由于各地不等）。
2.5.3生产设备
粉碎机1台：电机功率为11 w，处理量为2t/h；
烘干机1台：电机功率为5.5 kw，处理量为1t/h．
颗粒机1台：电机功率为22kw。生产能力为250千克／（小时·台）；
操作工人每班为3人，每天工资为30元x3人=90元；
每班生产生物质颗粒250kg×8h=2000kg。
2.5.4生产每吨颗粒经济分析
通过以上分析本生产线月获利2.1万元，年获利21万元。
3、经济效益分析
通过在气化站的工作经验，根据当地情况不同，农村造气站燃气价格为0.3元/m3左右。
居民日常生活能源普遍使用电及液化气，故以液化气对比，液化气热值为每公斤7500kcal，每公斤5元，每户按3口人计算每天需液化气0.64kg，热值为7500kcalx 0.64kg=4800kcal。
4、社会效益
发展燃气事业，煤气热值为1200 kcal，每公斤液化气热值为7500 kcal，即7500 kcal／1200kcal=6.25 m3，相当6 m3的煤气热量，秸秆气的价格为0.30元／立方米×6m3=1.8元，如改成燃煤气与用液化气相比较，如应用1 kg液化气可节约5元／公斤-1.8元-3.2元，每月按每户用一灌15 kg液化气，改秸秆气可节约15 kg×
3.2元=48元。一年可节约12月×48元=576元。对于一个家庭来说，是一个人的一个月工资，效益非常可观。
生物质资源的利用不仅在节能、环保、经济等方面有明显的效益，还在提高公共设施服务质量等方面有显著的社会效益，无法用具体数值表达，它将对促进社会进步，稳定，繁荣和发展起到推动作用。
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