關鍵詞：生物質能源 草木灰 化石能源 氣化制燃氣 氣化 制碳油聯產氣化發電成型制棒成型制顆粒燃料
1、生物質資源開發利用的意義
能源是經濟發展的原動力，是現代文明的物質基礎，安全、可靠的能源供應和高效，清潔的利用能源是實現社會經濟持續發展的基本保證，發展可再生能源是開拓新的經濟增長點的需要，可再生能源的開發利用主要是使用當地資源和人力、物力，這對促進地區經濟發展具有重要意義．同時快速發展的可再生能源和新能源也是一個新的經濟增長領域。我國秸稈氣化發電產業發展說明，可再生能源和新能源可以形成重大產業，在推動經濟增長中發揮重要作用。可再生能源和新能源已是一個新興的經濟增長領域。我國有9億多農民，他們主要以作物秸稈和柴草為燃料，用能方式是炕、灶式直接燃燒，這種用能方式轉換效率低10%～20%左右，燃料消耗量大。必須開發新的用能方式。
在2005年2月28日為了促進可再生源的開發利用，改善能源結構，保障能源安全，保護環境，實現經濟社會的可持續發展。全國第十屆全國人民代表大會通過《（中華人民共和國可再生能源法》，并于2006年1月1日實施以來再生能源的開發利用得到各部門重視，給予了利用可再生能源發電的企業電價補貼政策，并要求電力部門不得阻止上網，它必將帶動再生能源利用的發展。
遼源市超導鍋爐有限責任公司研制開發的CDQ秸稈氣化兩段煤氣發生爐系列產品是低溫常壓的秸稈造氣裝置，它以空氣和蒸汽為氣化劑，以秸稈為原料，輔以適應各種秸稈的操作方法，將秸稈轉化為氣體燃料，以冷煤氣方式為用戶提供優質潔凈的熱源。該裝置適用的秸稈較廣，可用玉米秸稈，玉米心、高粱秸稈，麥秸稈、稻秸稈，鋸末等。本產品在除塵后的情況下，煙塵排放濃度可控制在10mg/Nm3，二氧化硫排放濃度為4mg/Nm3，林格黑度小于1級，滿足國家環保要求。本產品應用范圍廣泛，可適用于居民生活用氣、鍋爐，發電，糧食烘干等各行業的用熱。我國是一個農業大國，充分利用豐富的秸稈資源，以低成本的秸稈來代替價格較高的煤碳、油、電，天燃氣等，副產品草木灰含有豐富氨、磷、鉀等元素，是化肥廠很好的原料，生物質可為國家節省大量的能源，對促進農村化肥業發展有著澡遠的意義。
CDQ秸稈兩段發生爐科技含量高，它以超導熱技術為核心形成了系列產品，該產品已獲國家專利。經過試驗和使用，深受用戶歡迎。本產品是國家重點環境保護項目支持產品，其應用與推廣將為國家節省大量能源，同時也將為企業和用戶帶來很好的經濟效益和社會效益。
2、生物質利用的幾種形式
遼源市超導鍋爐有限責任公司現開發的產品有：生物質氣化制燃氣，氣化制碳油聯產、氣化發電、成型制棒、經顆粒機壓制成成型顆粒燃料等，介紹如下。
2.1秸稈氣化集中供氣系統
該設備以農作物秸稈、玉米芯等生物質作原料，經過熱解氣化、凈化等生產工藝，產出優質燃氣，為居民炊事用氣和工業窯爐加工提供熱源，也可用于發電，主要技術性能指標達到行業標準，是國家重點推廣項目。2.1.1工藝流程
2.1.2產品性能指標
氣化效率大于70%1燃氣低熱值大于1100kcal/m3，焦油、塵雜質含量小于50mg／m3的行業標準。
2.1.3產品規格和產氣量
小型爐34m3/h(供100～200戶)．中型爐85m３/h（供300～500戶）大型爐3400m3/h(1000～20000戶)。
2.1.44適用原料
農作物秸稈、玉米芯、豆稈、棉稈廢棄物等。
2.1.5燃氣用途
以自然村為單位，為居民提供炊事用氣和可供燃氣鍋爐燃燒集中取暖供氣，為工業生產提供熱源，也可用于發電等。
2.2生物質炭氣油聯產設備
生物質炭氣油聯產設備，將農作物秸稈、木屑等生物質廢棄物作原料，采用干餾炭化新工藝，可生產出優質木炭，木焦油、木醋液，生物質燃氣4種產品，主要技術性能指標在國內領先。該設備有兩種生產工藝：一是將生物質原料先成型制棒，間歇或連續式干餾制炭；二是將原料切成30～40 mm長物料連續進入爐內、干餾，出炭，這種設備效率高，節省電耗，熱能效率高。
2.2.1工藝流程
2.2.2產品性能指標
燃氣熱值大于3500 kcal/m3，焦油及灰塵含量小于30 mg/m3，成品炭熱值大干7000 kcal/kg。
每噸干生物質原料可產出300 m3燃氣，300kg生物質木炭．50 kg木焦油和200 kg木醋液。
2.2.3產品生產能力
一套中型設備日消耗生物質原料24 t，產木炭7.2t，產燃氣7200m3，產木焦油1200 kg，產木醋液4800 kg。
2.2.4適用原料
玉米稈、玉米芯，棉花稈、木屑、稻殼等。
2.2.5生物質炭
可應用于活性碳行業、碳素廠，鋼鐵廠、冶煉廠制藥廠，橡膠廠等工業生產中，在生活中由于人工碳含磷、硫量很低，燃燒充分，在燃燒時無煙、無味，無污染，達到國家環保指標，適用于燒烤，火鍋，食品保鮮，冰箱的除味劑等。
2.2.6木焦油
主要化學成份：苯，酚類及衍生物，可用于化工原料，有機溶劑中，防腐劑等，國內外市場供不應求。
2.2.7木醋液
含乙酸65%以上，含醋酸5%，是很好的化工原料，可預防農作物病害，促進農作物生長。
2.3秸稈氣化發電成套設備
本項目采用本公司研制的高效大型生物質秸稈氣化爐成套設備與新型燃氣發電機組相配套的工藝路線，以農作物玉米秸稈，玉米芯．棉稈、木屑、稻草，稻殼等轉換為可燃氣體，這些可燃氣體經過凈化后，再送到燃氣發電機組內進行發電。它的關鍵技術包括生物質氣化工藝，焦油處理及氣體凈化工藝，燃氣發電和系統控制技術等。
2.3.1工藝流程
秸稈氣化發電成套設備工藝流程見圖3。
2.3.2技術經濟指標
系統發電效率為25%左右，每度電的原料耗量為1.7kg/kw h（干生物質）；
長期運行平均負荷為設計容量的85%．設備利用率高于75%*
單位投資為4000～4500元／千瓦，發電成本為0.25～0.3元／（千瓦·小時）。
1000 kw機組每天發電量24000度，每天消化秸稈41t，每天節約標準煤量21t。
2.3.3產品用途
本產品發出的電供居民生活用電或并網。
2.4生物質成型制棒機
現以日產2t人工木炭生產線為例，所用設備名稱及電耗、設備。
2.4.1人工（機制）碳棒的生產工藝
將原料粉碎成φ8mm以下，然后烘干水分在8%～12%左右即可加入制棒機內擠壓成棒然后裝入炭化窯內炭化成為木炭。
2.4.2原料
原料為玉米秸稈、稻殼、木屑等均可，擠壓成捧作為燃料的熱值為16720k J/kg，灰分為10%。密度為1.2t/m3。
2.4.3生物質棒炭化成木炭成分
固定碳為75.62%，揮發分為20.31%，灰分為3.43%，含水分為2.66%，熱值為31425 kj/kg。
2.4.4價格
生產原料為玉米秸稈、稻殼．棉稈，鋸末等，價格為100元／噸（由于各地不等）。
2.4.5生產設備
粉碎機1臺；電機功率為11kw，處理量為2t/h.
烘干機1臺：電機功率為5.5kw，處理量為1t/h；
制棒機2臺；電機功率為11kwx2臺-22kw，加熱圈4 kw。共計26 kw。生產能力為150千克／（小時·臺），2臺每小時生產300 kg生物質棒）．
操作工人每班為3人，每天工資為30元×3人-90元；
每班生產生物質棒300 kgx8 h=2400 kg;
2400 kg生物質棒干餾后產木炭為720 kg。
2.4.6生產每噸木炭經濟分析
通過以上分析本生產線月獲利4.454萬元，年獲利44.54萬元。
2.5生物質顆粒機
現以日產6t顆粒生產線為例，所用設備名稱及電耗、設備價格供參考。
將原料粉碎成+8 mm以下，然后烘干水分在15%～18%左右即可加入顆粒機內擠壓成顆粒。φ8mm顆粒燃料的生產工藝如下：
2.5.1原料
原料為玉米秸稈、稻殼、木屑等均可，擠壓成顆粒作為燃料，燃料的熱值為16720 kj/kg，灰分為10%。密度為1.2 t／m3。
2.5.2價格
生產原料為玉米秸稈、稻殼、棉稈，鋸末等，價格為100元／噸（由于各地不等）。
2.5.3生產設備
粉碎機1臺：電機功率為11 w，處理量為2t/h；
烘干機1臺：電機功率為5.5 kw，處理量為1t/h．
顆粒機1臺：電機功率為22kw。生產能力為250千克／（小時·臺）；
操作工人每班為3人，每天工資為30元x3人=90元；
每班生產生物質顆粒250kg×8h=2000kg。
2.5.4生產每噸顆粒經濟分析
通過以上分析本生產線月獲利2.1萬元，年獲利21萬元。
3、經濟效益分析
通過在氣化站的工作經驗，根據當地情況不同，農村造氣站燃氣價格為0.3元/m3左右。
居民日常生活能源普遍使用電及液化氣，故以液化氣對比，液化氣熱值為每公斤7500kcal，每公斤5元，每戶按3口人計算每天需液化氣0.64kg，熱值為7500kcalx 0.64kg=4800kcal。
4、社會效益
發展燃氣事業，煤氣熱值為1200 kcal，每公斤液化氣熱值為7500 kcal，即7500 kcal／1200kcal=6.25 m3，相當6 m3的煤氣熱量，秸稈氣的價格為0.30元／立方米×6m3=1.8元，如改成燃煤氣與用液化氣相比較，如應用1 kg液化氣可節約5元／公斤-1.8元-3.2元，每月按每戶用一灌15 kg液化氣，改秸稈氣可節約15 kg×
3.2元=48元。一年可節約12月×48元=576元。對于一個家庭來說，是一個人的一個月工資，效益非常可觀。
生物質資源的利用不僅在節能、環保、經濟等方面有明顯的效益，還在提高公共設施服務質量等方面有顯著的社會效益，無法用具體數值表達，它將對促進社會進步，穩定，繁榮和發展起到推動作用。
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