生物质电厂灰渣成分及利用前景分析

中国新能源发电网2008-07-10 10:09:00 作者:SystemMaster 来源:中国新能源发电网文字大小:[大][中][小]

本文摘要：

生物质电厂灰渣成分及利用前景分析

庄会永a,b徐永进a李军a尹锴c李永庚c李凌浩c肖兵a

(a国能生物发电有限公司, 北京100032; c中国科学院植物研究所生态中心, 北京100093)

摘要对于生物质发电厂常用的18种秸秆燃料进行的高温（550℃）模拟燃烧实验表明，秸秆的平均灰分含量为9.33%，秸秆灰分的主要组成为大量不能直接利用的硅酸盐（含量为25.85%）、钙盐（含量为23.34%）以及钾的化合物（含量为17.47%）。而生物质发电厂灰分的钾含量为5.33%（变幅在4.66%～5.93%之间），远远低于高温模拟燃烧秸秆灰分中的平均K2O 含量为17.47%（变幅在9.25%～25.18%之间），与农村常用草木灰含量（5%～10%左右）的含量相持平。生物质发电厂灰分的主要组成为硅酸盐（含量为20.93%）、钾盐（含量为5.33%）以及铁的化合物（含量为1.62%）。此外，灰分中还含有锰、镁、锌、钙、硼等对作物有益的元素，其重金属含量也远远低于相应的国家环保标准。就分析结果来看，生物质能电厂燃烧后的废弃灰渣，仅能具有开发低端肥料的价值。

关键词生物质，秸秆，灰分肥料

Analysis on comprehensive composite of straws ash coming from biomass power plant

H.Y. Zhuang a, b, Y.J.Xu a,J.Li a,K. Yin c, Y.G. Li c, G.M. Jiang c

a National Bio-Energy CO.,LTD, No 26B, Financial Street, Xicheng District, Beijing 100032, China

b Shandong Acadmey of Science,No. 19, Keyuan Road, Jinan, Shandong Province ,250014, China

c China Academy of Science Institute of Botany, Beijing, 100093, China

Abstract: After doing a simulation burning experiment on 18 kinds of straw residue which are common fuel for biomass power plant, the result shows that straws ash content is 9.33% generally and its composite are mostly composed of Silicate(25.85％), Calcium(23.34％), Potassic(17.47%). But Potassic content of actual plant ash is 5.33%, varies from 4.66%～5.93%, and far from lower than that of simulation burning experiment. And its Potassic content is equal to that of common plant ash in rural area(5%~10%). Silicate(20.93％), Potassic(5.33％) , iron(1.62％) mainly make up of the content of the plant ash. In addition to main components, it also contains many helpful elements to crops, such as Manganese, Magnesium, Zinc, Calcium, Boron and so on. Its heavy metal content is also much lower than corresponding national environment protection level. As a result, the biomass power plant ash only has the value of exploiting low cost fertilizer.

Key words:biomass resources ; biomass energy ; straw residue ; ash

秸秆是重要的生物质资源（UNDP，2000)，其热值约为标准煤的50%。农作物秸秆的种类很多，诸如稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、油料作物、棉花和甘蔗等。工业革命以来，大量化石燃料的开采和燃烧引发了能源压力和全球变暖等问题，很多研究学者致力于论证可再生能源的发展潜力(Dessus et al., 1992; Swisher & Wilson, 1993; Sayigh, 1999; Gross et al., 2003)。我国的各类农作物秸秆资源十分丰富，各类农作物的秸秆年总产量达7亿多吨，其中稻草2.3亿吨、玉米秆2.2亿吨，豆类和秋杂粮作物秸秆1.0亿吨，花生和薯类、甜菜叶等1.0亿吨，具有非常丰富的秸秆资源可供利用（NBSC，2005)。在生物质能转换技术的现状和展望中(张无敌等，2000；陈益华等，2006)，农村的秸秆资源都被放在生物质资源的首位。若将我国每年产生的生物质换算成热值, 约合7 亿吨的标准煤（孙振钧，2004）。

目前，全球范围内生物质燃料占一次能源总量的14%，仅次于石油、煤和天然气，并将成为未来可再生能源的主要组成部分。在亚洲及太平洋地区的发展中国家，薪柴和秸秆仍然是主要的能源，生物质资源的高效清洁利用将成为发展中国家农村地区能源消费的发展趋势

（Bhattacharya et al., 2005; Koopmans, 2005; FAO, 2006）。生物质资源来源于光合作用，属于可再生资源，而且对其利用不会增加CO2的排放，因此充分开发生物质资源在能源安全、全球碳平衡、农业可持续发展等方面具有重要的意义。

我国第一个国家级生物质发电示范项目——国能单县生物质发电有限公司的正式投产运营，标志着我国生物质能发电事业实现了新的突破。该电厂年消耗农林废弃物15万吨～20万吨，发电量约1.6亿千瓦时。从长远来看，大力发展新能源和可再生能源可以逐步改善以煤炭为主的能源结构，尤其是电力供应结构，缓解与能源相关的环境污染问题，使我国能源、经济与环境的发展相互协调，实现可持续发展目标。国家“十一五”发展纲要中明确了生物质发电装机550万千瓦的发展目标，国家发展和改革委员会组织起草的《可再生能源中长期发展规划》提出到2020年生物质发电装机要达到2000万千瓦。

然而以农作物秸秆等生物质发电的大面积推广利用势必带来大量的灰渣，从而严重影响环境质量。如何解决堆积如山的灰渣填埋，以及由此带来的占用大量耕地、污染地下水系和扬灰造成空气中悬浮颗粒物含量过高等一系列环境问题，制约着生物质能产业的发展。我国农民有着传统且悠久的草木灰作钾肥还田的历史，加之生物质灰渣本身含有植物生长所需的营养成分。因此，本报告拟对生物质电厂灰渣的出渣率、化学成分组成进行分析，旨在为生物质能电厂灰渣的综合利用，变废为宝，延长生物质发电的产业链。

1材料与方法

1.1 实验材料来源

选取生物质发电厂常用的18种作物秸秆燃料进行高温模拟燃烧实验，将植物样品粉碎后在65℃的烘箱中烘干至恒重备用。每份样品2g，4次重复，测定其灰分含量，并分析化学成分。在电厂满额功率运转后，连续七天收集三个不同出渣系统的灰渣样品，每份为2kg，共计21份。测定实际电厂灰渣的物理及化学性质。

1.2农作物秸秆灰分及元素含量测定

1.2.1 农作物秸秆的灰分含量测定

样品重量为2g，利用于马福炉在550℃灼烧处理8h至恒重，具体方法参照《陆地生物群落调查观测与分析》（董明，1996）。

1.2.2农作物秸秆灰分的元素含量测定

选取植物体内的大量元素包括磷（P）、钾（K），中量元素硫（S）、钙（Ca）、镁（Mg），微量元素铁（Fe）、硅（Si）、铝（Al）、钠（Na）、钛（Ti）以及五种较常见的重金属铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）。具体测试标准方法参见国标（GB/T212、214、476、213、3558、4634、1574、219、GB7887）。

1.3 生物质电厂灰渣的元素含量测定

选取植物体内的大量元素包括碳（C）、磷（P）、钾（K），中量元素硫（S）、钙（Ca）、镁（Mg），微量元素铁（Fe）、硅（Si）、锌（Zn）、钼（Mo）、锰（Mn）、硼（B）以及五种较常见的重金属铅（Pb）、镉（Cd）、铬（Cr）、汞（Hg）、砷（As）。具体测试标准方法参见国标（GB 7887-87、GB 13082-91、GB 13088-91、GB/T 5009.11-1996、GB/T 5009.12-1996、GB/T 5009.17-1996、GB 7890-87）。

1.4 经济数据收集

在掌握灰渣基本化学成分的基础上，对生物质电厂周边农村进行了实地考察。着重调查当地钾肥生产成本、农户经济承受力及施肥偏好等等，为下一步的开发利用提供第一手的可靠材料。

2结果与分析

2.1农作物秸秆高温燃烧下的灰分特征

2.1.1 农作物秸秆的灰分含量测定

农作物秸秆模拟燃烧后，其灰分呈现粉末状，颗粒细腻，质轻易被风吹散；颜色因作物种类而不同，多以灰褐色、褐色、灰白色、浅黄色为主，水溶液呈碱性。实验表明，18种农作物秸秆的平均灰分含量为9.33%（3.7%～19.9%），其中甘薯、竹笋、地瓜、水稻、花生、苜蓿、小米的灰分含量均在10%以上，说明这些作物体内的矿质元素含量较高（见表1 ），其单位质量的出渣率较高，这一点需要在电厂废料堆积和综合利用上加以注意。在对试验数据进行比较研究后发现，作物秸秆的灰分含量则大致呈现由草本到木本的下降趋势。

生物质气化技术概述

生物质气化技术概述 1. 背景生物质气化以木头等为原料，在氧气不充足情况下，加热使木头等生物质裂解产生合成天然气，再用合成天然气加热却暖或发电。生物质气化与传统的烧木头等方式加热不同，传统烧木头、秸秆等是在氧气充足情况下燃烧，而生物质气化是在氧气不充分情况下加热。气化的基本定义为：不完全氧化的热化学反应过程，把含碳物质转化成一氧化碳、氢气、二氧化碳及碳氢化合物如甲烷等。反应温度一般大于700?C，一般在700－1000?C 间。生物质气化主要过程如下：生物质预处理后→进入气化炉→加氧气或水蒸气→燃烧气化→产生的气体出来除焦油→气体冷却→气体净化（除硫化氢、除二氧化碳）→甲烷化→合成天然气（合成气）。合成气在此作为加热及其他燃料驱动蒸汽机及发电机发电。合成气进一步加工，比如经过费－托反应可以生成液体生物柴油。此过程在二战时，被德国比较大规模地采用，弥补石化柴油不足。如今，生物质气化的研究与应用主要以奥地利、芬兰、英国和德国为主要国家。 2. 生物质气化主要工艺 2.1生物质气化过程发生了如下反应：

1）水－气反应：C＋H2O＝H2+CO 2）还原反应：CO2+C=2CO 3）甲烷化：C+2H2=CH4 4）水－气转换反应：CO+H2O=CO2+H2 CO热值：12.64MJ/Nm3 H2热值：12.74~18.79MJ/Nm3 CH4热值：35.88~39.82MJ/Nm3 空气、氧气和水蒸气可作为气化媒介。但不同媒介对过程与结果有不同的影响。空气便宜，但产出气的热值低；氧气贵，产出气热值高；用水蒸气做媒介产生热值与氧气相当，但也耗费比较高的热能。 2.2 生物质气化炉类型生物质气化炉主要分三种类型，但还6~有其他个性化炉子： 1. 固定／移动床气化炉－向上排气炉（气体与原料对流）－向下排气炉（气体与原料同方向流动）－错流移动床 2. 流化床气化炉－循环流化床－气泡流化床－气流床（携带床，Entrained flow bed)

生物质电厂灰渣成分及利用前景分析

生物质电厂灰渣成分及利用前景分析中国新能源发电网2008-07-10 10:09:00 作者:SystemMaster 来源:中国新能源发电网文字大小:[大][中][小] 本文摘要：生物质电厂灰渣成分及利用前景分析庄会永a,b徐永进a李军a尹锴c李永庚c李凌浩c肖兵a (a国能生物发电有限公司, 北京100032; c中国科学院植物研究所生态中心, 北京100093) 摘要对于生物质发电厂常用的18种秸秆燃料进行的高温（550℃）模拟燃烧实验表明，秸秆的平均灰分含量为9.33%，秸秆灰分的主要组成为大量不能直接利用的硅酸盐（含量为25.85%）、钙盐（含量为23.34%）以及钾的化合物（含量为17.47%）。而生物质发电厂灰分的钾含量为5.33%（变幅在4.66%～5.93%之间），远远低于高温模拟燃烧秸秆灰分中的平均K2O 含量为17.47%（变幅在9.25%～25.18%之间），与农村常用草木灰含量（5%～10%左右）的含量相持平。生物质发电厂灰分的主要组成为硅酸盐（含量为20.93%）、钾盐（含量为5.33%）以及铁的化合物（含量为1.62%）。此外，灰分中还含有锰、镁、锌、钙、硼等对作物有益的元素，其重金属含量也远远低于相应的国家环保标准。就分析结果来看，生物质能电厂燃烧后的废弃灰渣，仅能具有开发低端肥料的价值。关键词生物质，秸秆，灰分肥料 Analysis on comprehensive composite of straws ash coming from biomass power plant H.Y. Zhuang a, b, Y.J.Xu a,J.Li a,K. Yin c, Y.G. Li c, G.M. Jiang c a National Bio-Energy CO.,LTD, No 26B, Financial Street, Xicheng District, Beijing 100032, China b Shandong Acadmey of Science,No. 19, Keyuan Road, Jinan, Shandong Province ,250014, China

生物质燃料和固体矿物质燃料(煤)的主要差别

生物质燃料直接燃烧过程特性的分析 1 生物质燃料和固体矿物质燃料（煤）的主要差别生物质燃料和煤碳相比有以下一些主要差别 1）含碳量较少,含固定碳少。生物质燃料中含碳量最高的也仅50%左右,相当于生成年代较少的褐煤的含碳量。特别是固定碳的含量明显地比煤炭少。因此, 生物质燃料不抗烧,热值较低。 2）含氢量稍多,挥发分明显较多。生物质燃料中的碳多数和氢结合成低分子的碳氢化合物,遇一定的温度后热分解而折出挥发物。所以,生物质燃料易被引燃燃烧初期,析出量较大,在空气和温度不足的情况下易产生镶黑边的火焰。在使用生物质为燃料的设备设计中必须注意到这一点。 3）含氧量多。生物质燃料含氧量明显地多于煤炭,它使得生物质燃料热值低, 但易于引燃。在燃烧时可相对地减少供给空气量。 4）密度小。生物质燃料的密度明显地较煤炭低,质地比较疏松,特别是农作物秸杆和粪类。这样使得这类燃料易于燃烧和燃尽,灰烬中残留的碳量较燃用煤炭者少。 5）含硫量低。生物质燃料含硫量大多少于 0."20%,燃烧时不必设置气体脱硫装置降低了成本,又有利于环境的保护。 2 生物质燃料的燃烧过程生物质燃料的燃烧过程是强烈的化学反应过程,又是燃料和空气间的传热、传质过程。燃烧除去燃料存在外,必须有足够温度的热量供给和适当的空气供应。它可分作: 预热、干燥（水分蒸发）、挥发分析出和焦碳（固定碳）燃烧等过程。燃料送入燃烧室后,在高温热量（由前期燃烧形成）作用下,燃料被加热和析出水分。随后,然料由于温度的继续增高，约250C左右，热分解开始，析出挥发分，并形成焦碳。气态的挥发分和周围高温空气掺混首先被引燃而燃烧。一般情况下,焦碳被挥发分包围着,燃烧室中氧气不易渗透到焦碳表面,只有当挥发分的燃烧快要终了时,焦碳及

生物质气化制氢

生物质气化制氢 Hydrogen Production from Biomass Gasification 院系: 环境科学与工程学院专业: 环境工程姓名: 陈健学号: M201373228 导师: 胡智泉副教授

2013 年 12 月

摘要在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下，世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究，并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术，已引起了世界各国研究者的普遍关注。本文重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述了氢气的净化分离方法，指出目前我国生物质气化制氢存在的问题和将来的研究方向。关键词：生物质；气化；制氢。

Abstract In the context of humans face with a series of serious energy crisis and environmental pollution，the world are committed to developing and researching clean energy, and it has made some achievements. The prospective future of hydrogen from biomass gasification makes it a major concern all over the world. This article focuses on the basic principles and fundamental processes of hydrogen from biomass gasification, describes the purification and separation method of hydrogen, pointed out that at present China's biomass gasification problems and future research directions. Key words: Biomass; gasification; Hydrogen production.

煤气化灰渣资源化利用策略研究

煤气化灰渣资源化利用策略研究摘要：煤炭是我国社会经济发展重要的产业，为国民经济发展提供物质基础。煤化工行业作为其中重要的一个环节，为国计民生提供甲醇、合成氨、天然气、乙二醇等化工原材料。煤炭具有成分复杂、生产工艺繁琐、原料提纯困难等特点，因此煤化工也是高能耗、高污染的行业。随着人们对环保、绿色、健康理念的重视，我国煤化工行业面临巨大的机遇与挑战，能否解决好行业发展中的环境污染问题成为制约煤化工加速发展的重要影响因素。基于此，本文就煤气化灰渣资源化利用策略进行简要阐述。关键词：煤气化；资源化；利用近年来，国家提出了科学可持续发展煤化工的理念。而煤气化灰渣占煤化工固废很大比例，对其进行综合利用是整个煤化工实现绿色可持续发展的重要因素。对煤气化灰渣进行高效合理利用，既可以消除灰渣引带来的环境危害，又可以实现“化害为利、变废为宝”，节约资源。因此，研究煤气化灰渣资源化途径、开发灰渣综合利用策略，有益于提高我国自主供应水平，对我国今后合理开发利用资源、保护生态环境、建设资源节约型、环境友好型社会具有重要的意义。 1 煤气化灰渣的特性随着现代煤化工的发展，气流床气化技术逐渐成为煤气化技术的主流，主要包括干煤粉加压气化技术和水煤浆加压气化技术两种。气流床气化技术根据煤质的灰熔点不同，气化操作温度高达1400℃-1600℃，高温合成气夹带着灰渣经过水浴激冷至220℃左右。灰渣分为细灰和粗渣两种，它们随着气化炉运行条件的不同而呈现不同的外观形态。细灰为不完全反应的细颗粒，含有20%-40%残碳成分，颜色成灰黑色，比表面积15m3/g，空隙发达。粗渣的残碳含量比较低，一般在1%以下，颜色呈现棕色、灰色、黄褐色的颗粒物质。灰渣成分与气化原料煤灰分含量、组成以及生产工艺相关，主要取决于煤中的无机矿物质、有机物成分。灰渣成分复杂，主要成分为二氧化硅，大约占39.67%；三氧化二铝大约占 26.77%；四氧化三铁大约占12.80%；氧化钙大约占9.96%；氧化镁大约占2.43%；还要一些残余碳等大约占8.37%。灰渣的化学元素除含有大量的硅、铁、铝、钙、镁、碳外，还含有少量铜、铅、汞、砷、铬、镍、锰、钡、锶等以及微量的有害元素。另外，煤气化灰渣中还含有少量的放射性元素，比如：铀、钍等。 2 煤气化灰渣的资源化途径灰渣的利用可以分为多种形式，包括回填结构、填筑路基等低值化形式；制造水泥等中值化形式和土壤改良、分选化合物等高值化形式，具体形式如下： 2.1 热利用气化细灰中含有20%-40%残碳，热值较高。在国内有很多工厂尝试将气化细灰掺烧到锅炉中再次燃烧，但是效果不理想，主要原因为气化细灰的空隙发达，经过普通脱水处理后，水分仍然高达50%，很难实现气化细灰的输送。宁夏神耀科技有限责任公司开发的气化细灰脱水干化一体化成套技术是将脱水和干化过程有机结合，可将气化细灰脱水至20%以下，既提高了细灰的热值，又可解决气化细灰的输送问题，为气化细灰的燃烧再利用提供技术保证。气化细灰经过再次燃烧脱碳后，碳含量可降至1%左右，为气化细灰的进一步资源化利用打开了通道。 2.2 回收多种金属目前，欧美等国家已经成功的采用磁选和筛分等技术从煤气化灰渣中提取出金属。还有一些工厂采用涡电流成功的分离出有色金属。

棕榈壳生物质燃料分析

棕榈壳生物质燃料一、背景能源是现代经济社会发展的基础和重要制约因素，随着各国经济和人口的增长，近年来世界能源需求量不断攀升，据英国石油公司（BP）发布的2012年般的《BP2030世界能源展望》显示，全球能源需求量到2030年预计增长39%，每年增长1.6%。展望未来，石油、天然气、煤炭等传统石化燃料，由于其不可在生长性，燃烧过程中的二氧化碳对环境的破坏性、以及价格的不断升高，在能源使用中，其份额会逐步下降核能、水能、风能和太阳能等不可再生能源的份额则会提高，逐步形成多元化能源结构。随着社会的进步和发展，人们的节能意识和环保意识的日益增强，国际社会对节能减排的要求标准越来越高，因而对清洁能源的开发利用也逐步走上台面，而生物质能源因其廉价和可再生性而受到各国广泛的关注。生物质燃料问题已成为世界各国可持续发展战略的重要组成部分，可以为政府提供多赢的能源解决方案---首先低廉的价格降低能源使用成本，碳排放量减少兑现对京都议定书的承诺：同时亦降低了对遥远的、政局不稳甚至是危险国原油的依赖程度，有利于能源安全。当前中国经济快速增长，对能源的需求量也急剧增长，2011

年中国的原油净进口量已经达到2.64亿吨。大力发展生物质燃料有助于缓解石油资源短缺和需求不断增长的矛盾。降低对能源的进口依赖，保障国家能源安全。二、项目简介本项目的目标物“棕榈废料生物质燃料”，是一种以棕榈废料为原材料，通过破碎，压榨、烘干、揉丝、挤压等技术手段，制成成型的生物质燃料。其生产流程如下： 1、棕榈油厂收集脱油后的果柄下脚料 2、输送到挤压机（挤出水分和果柄剩余油分） 3、输送到破碎机破碎 4、输入烘干线 5、烘干后到输送到揉丝机进行二次粉碎 6、挤压机挤压成型 7、输送到包装车间 8、输送人成品仓库 9、送至码头装集装箱

生物质气化技术

生物质气化技术一、常见生物质气化炉类型 1、生物质气化按照使用的气化炉类型不同分为固定床气化和流化床气化两种。固定床气化炉是将切碎的生物质原料由炉子顶部加料口投入固定床气化炉中，物料在炉内基本上是按层次地进行气化反应。反应产生的气体在炉内的流动要靠风机来实现，安装在燃气出口一侧的风机是引风机，它靠抽力（在炉内形成负压）实现炉内气体的流动；靠压力将空气送入炉中的风机是鼓风机。固定床气化炉的炉内反应速度较慢。按气体在炉内流动方向，可将固定床气化炉分为下流式（下吸式）、上流式（上吸式）、横流式（横吸式）和开心式四种类型。 a、下流式固定床气化炉示意

气固呈顺向流动。运行时物料由上部储料仓向下移动，边移动边进行干燥与热分解的过程。在经过缩嘴时，与喷进的空气发生燃烧反应，剩余的炭落入缩嘴下方，与气流中的CO2, 和水蒸气发生反应产生CO 和H2。可以看出，下吸式气化炉中的缩嘴延长了气相停留时间，使焦油经高温区裂解，因而气体中的焦油含量比较少；同时，物料中的水分参加反应，使产品气中的H2含量增加。 b、上流式固定床气化炉示意气固呈逆向流动。在运行过程中湿物料从顶部加入后被上升的热气流干燥而将水蒸气带走，干燥后的原料继续下降并经热气流加热而迅速发生热分解反应。物料中的挥发分被释放，剩余的炭继续下降时与上升的CO2及水蒸气发生反应产生CO和H2。在底部，余下的炭在空气中燃烧，放出热量，为整个气化过程供热。由图2 , 可见，上吸式气化炉具有结构简单，操作可行性强的优点，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少横流式固定床气化炉示意

生物质成型燃料优点分析

生物质成型燃料优点分析一、生物质实现循环经济生物质燃料的生产和使用，减少了农林废弃物在田间焚烧或分解过程对环境的危害，增加农民收入，创造就业机会。与常规燃料相比，生物质燃料属于碳中性在为使用者带来经济利益的同时，也使其成为了环保的倡导典范。到2012年将会产生6亿吨生物质，其中有超过80%的生物质将得不到利用。中国的十一五规划以及2007年《中国应对气候变化国家方案》均提出温室气体以及二氧化硫的减排目标。这些文件都非常鼓励采用生物质并提出了许多具体的鼓励措施。有了这些文件，燃料使用者不仅能够拥护国家提出的上述目标还能免交高额的排放税。另外，这也将使得通过《京都议定书》中规定的核证减排量（CERs）形式或核实减排量（VERs）形式实现的碳配额货币化成为可能。对于生物燃料的发展，中国的“十一五”规划明确了发展替代能源要按照以新能源替代传统能源、以优势能源替代稀缺能源、以可再生能源替代化石能源的思路，逐步提高替代能源在能源结构中的比重。按照这一思路，以木质材料为基础的可再生能源应该是当前发展的重点。二、什么是生物质成型燃料（BMF）？生物质成型燃料（Biomass Moulding Fuel,简称“BMF”）是应用农林废弃物（如秸杆、锯末、甘蔗渣、稻糠等）作为原料，经过粉碎、烘干、挤压等工艺，制成各种成型的（如颗粒状）可在澄宇研制的BMF锅炉内直接燃绕的新型清洁燃料。三、为什么使用生物质成型燃料标准燃料=燃料稳定降低含水率<（10%）提高燃烧效率减少烟气和粉尘排放增加密度（以锯末为例200KG/M 到650KG/M）降低运输成本减少储存空间易于掌控操作方便属于低碳燃料含氢量高，挥发分高，易于燃烧含氧量高，易于燃烧和燃尽，灰渣中残留的碳量极少含硫量低，燃烧时不必设置气体脱硫装置，降低了成本，又有利于环境保护燃烧器排烟温度较低，效率提高灰分含量低……（词句不变）低位发热量3800-4800K/CAL/KG，与中质煤相当属于可再生能源，可替代化石燃料，有效降低温室气体排放四、生物质成型燃料的环保优势运用国际先进技术，各种生物质原料都可以成型燃料。这些成型燃料运输方便，同时符合环境管理体系（EHS）的储存要求。颗粒燃能够在工业锅炉里极稳定的燃烧，并且较之其它燃料产生更少的灰烬和排放物。

生物质气化技术发展分析

文章编号:0253?2409(2013)07?0798?07 　收稿日期:2013?06?09;修回日期:2013?06?24三　基金项目:国家科技支撑计划(2012BAA 09B 03);国家自然科学基金(51176194)三　联系作者:阴秀丽,E?mail :xlyin @https://www.360docs.net/doc/04910086.html, 三生物质气化技术发展分析吴创之,刘华财,阴秀丽 (中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点试验室,广东广州　510640) 摘　要:生物质气化技术在世界范围内得到了广泛应用三研究综述了生物质气化技术的发展现状和应用情况,阐明了生物质气化技术目前存在的主要问题;对中国生物质气化生活供气和工业供气典型项目的经济性进行了分析,在此基础上对中国生物质气化技术应用前景进行了展望;结合中国生物质气化产业发展面临的新形势,为生物质气化产业的发展提出建议三关键词:生物质;气化技术;气化应用;现状;前景中图分类号:TK 6 文献标识码:A Status and prospects for biomass gasification WU Chuang?zhi ,LIU Hua?cai ,YIN Xiu?li (Key Laboratory of Renewable Energy ,Guangzhou Institute of Energy Conversion , Chinese Academy of Sciences ,Guangzhou 510640,China ) Abstract :Biomass gasification for energy utilization has been wildly used.The development and applications of biomass gasification technologies were reviewed in this paper.Special attention was paid to major problems encountered in practical use.A comparison of economical performances of gas supply for livelihood and industry was made.The prospects of biomass gasification in China were put forward.Taking into account the new situation ,several suggestions were given for the development of biomass gasification industry.Key words :biomass ;gasification ;applications ;status ;prospects 1　国外生物质气化技术发展现状 1.1　技术现状经过几十年的发展,欧美等国的生物质气化技术取得了很大的成就三生物质气化设备规模较大,自动化程度高,工艺较复杂,主要以供热二发电和合成液体燃料为主,目前,开发了多系列已达到示范工厂和商业应用规模的气化炉三生物质气化技术处于领先世界水平的国家有瑞典二丹麦二奥地利二德国二美国和加拿大等三欧洲和美国在生物质气化发电和集中供气已部分实现了商业化应用,形成了规模化产业经营三20世纪80年代末90年代初,主要利用上吸式和下吸式固定床气化炉来发电或供热,规模大都较小三由于下吸式产气焦油含量较低,近来已逐渐占据主导地位,尤其以发电为目的时,主要在中国和印度使用三近年的大中型气化发电系统多采用常压循环流化床,容易扩大,原料适应性好,对原料尺寸和灰分要求不高三空气气化常用于发电和供热,富氧气化常用于气化合成,加压气化则用于IGCC (整体气化联合循环发电系统)二气化合成燃料或化工品三在过去的二三十年里,欧洲和北美的研究和技术都有了显著的进展,建立了一批示范或商业工程,部分典型工艺和应用见表1三1.2　应用情况生物质气化目前主要应用于供热二窑炉二发电和合成燃料,具体见图1三各种应用的规模都在增长,CHP (热电联产)的增长尤其快,已成为目前最主要的利用方式三除了上述技术,生物质气化还有其他新型利用,比如燃料电池等三从20世纪80年代起,生物质气化被美国二瑞典和芬兰等国应用于水泥窑和造纸业的石灰窑,既能保证原料供给又能满足行业需求,这种应用方式简单可靠,具有较强的竞争力,但应用却不多三 20世纪90年代起,生物质气化开始被应用于热电联产,多用柴油或燃气内燃机,对燃料品质和系统操作的要求较高,成本也较高,其应用推广受到限制,常常需要政府的支持和补贴三受煤的IGCC 应用结果的推动,生物质IGCC 成为90年代的关注热点,IGCC 系统有望在中等成本和中等规模下提供高发电效率,研究者对其进行了大量的研究并建设了几个示范工程,主要集中在欧洲,但由于系统运行第41卷第7期2013年7月燃　料　化　学　学　报 Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.7 Jul.2013

生物质灰渣的利用讲解学习

生物质灰渣的利用

生物质灰渣的性质研究摘要生物质灰渣的pH高,含有丰富的钾、硅以及多种微量元素,在农业生产中可以用作土壤改良剂和制取多元复合肥料。以往对生物质灰渣的研究和资源化利用大多局限于建筑、化工等行业方面,而在农业方面特别是农业化学行为的研究却鲜有报道。本文以四种不同类型的生物质灰渣(锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰)为研究对象,分析了生物质灰渣的物理化学特性,探讨灰渣在不同浓度下对磷吸收、解吸特性。关键词：生物质灰吸附解吸物理化学特性第1章背景及研究意义中国作为一个传统的农业大国,每年农业生产和农村生活中不可避免会产生品种多、数量大以及形态各异的农业废弃物,农业废弃物包括作物稻秆、果壳、农产品加工废弃物、禽畜粪便等,而这些农业废弃物具有污染环境、储存再生利用的特性。中国作为农业废弃物产出量最大的国家,如何充分有效地利用并将其加工转化“变废为宝”,对农业资源的有效利用,减少环境的污染,改善农村生态环境具有重要的意义。目前,国内外对农业废弃物的资源化利用主要有词料化、肥料化、能源化以及基质化等几个方向。随着人类对能源的需要不断增加,应用农业废弃物直接燃烧产能越来越受到各国的重视,以农作物稻杆为主的生物质直燃发电,不仅能使环保和节能效益显著,也是我国大力发展循环经济,利用可再生资源的重要尝试。当今,生物质直接燃烧产能进入大规模推广阶段,大规模的生物质燃烧,也相应的产生了大量的生物质灰。根锯环境保护和资源开发的需要，提高生物质灰的利用价值,而不只是简单的填埋处理,成为循环经济发展中的问题。 1.1农业废弃物的特性农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质,主要指农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物;畜牧渣业生产过程中产生的动物类残余废弃物;农业加工过程中产生的加工类废弃物;农村城镇生活垃圾。通常所指的农业废弃物是种植业生产过程中产生的作物稻秆和养殖过程中产生的畜禽粪便[1]。农业废弃物具有数量大、分散性、季节和周期性、差异性等特点。中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,锯统计,我国每年产生畜禽粪便量26亿t,农作物稻杆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t,乡镇生活垃圾和人粪便25亿t,肉类加

生物质燃料分析与测试实验报告(20210224122810)

生物质燃料分析与测试实验报告学院：可再生能源学院班级：姓名：学号：指导老师：

目录元素分析实验 (3) 热值测定实验 (5) 灰熔点测定实验 (7) 工业分析实验 (9) 热重分析实验 (11) 运动粘度的测定 (15)

元素分析实验依据标准：GB/T 25214-2010煤中全硫测定红外光谱法 DL/T 568-1995燃料元素的快速分析方法(高温燃烧红外热导法) 1.原理 2.试剂和材料 3.仪器设备 4.实验步实验之前须用标准物质标定6组。实验时取一锡箔模具，称取30mg废液，由于液体有一定挥发性，所以重量会一直降低，需迅速放入压模机中封口，然后再于天平中称量。将试样重量输入系统，把包好的试样按序号放入元素分析仪的放样口中。元素分析仪会自动测量样品中的N、C、H、S含量。 5.数据处理，素分析测试型测得的结果手下： weight N[%] C[%] H[%] S[%] average 以上数据为干燥基数据，已知样品的灰分(干燥基)含量为9%,空干基样品的水分含量为10%o 干燥基： N, = 0.099(%) C d =35.12(%) H d =12.371(%) S d =0.218(%) 4=9(%) O =100-统一6-耳 /-4=43.192(%)

空干基: O°d = 10° 一 %-H —Qd-A ，一 38.873(%) 干燥无灰基： =1 °0 — N daf - C 的一"轲一 S 阿=47.464(%) 6 .原始数据见附录 100-心 100-10 100 100- _____________ Cd 100~~ 100-M , _______ 100- 100-M , 100 100-M , ad 100 100-10 100 x 0.0985 = 0.08865(% 卜 0.089(%) x35.12 = 31.608(%) 100-10 100 100-10 100 100-10 x4 = -------- 100 xl2.371 = U.1339(%)? 11.134(%) xO.218 = 0.1962(%) ? 0.196(%) x9 = 8.1(%) 100 100-4 100 100-4 100 loo —4 100 100 — 4 100 100-9 100 100-9 100 x 0.0985 = 0.10824(%) x 0.108(%) x35.12 = 38.59341(%)比 38.593(%) 100-9 x 12.371 = 13.59451(%)?13.595(%) i nn xS. = ]0()x0.218 = 0.23956(%)^0.240(%)

生物质气化技术

在原理上，气化和燃烧都是有机物与氧发生反应。其区别在于，燃烧过程中氧气是足量或者过量的，燃烧后的产物是二氧化碳和水等不可再燃的烟气，并放出大量的反应热，即燃烧主要是将生物质的化学能转化为热能。而生物质气化是在一定的条件下，只提供有限氧的情况下使生物质发生不完全燃烧，生成一氧化碳、氢气和低分子烃类等可燃气体，即气化是将化学能的载体由固态转化为气态。相比燃烧，气化反应中放出的热量小得多，气化获得的可燃气体再燃烧可进一步释放出其具有的化学能。生物质气化技术首次商业化应用可追溯1833年，当时是以木炭作为原料，经过气化器生产可燃气，驱动内燃机应用于早期的汽车和农业灌溉机械。第二次世界大战期间，生物质气化技术的应用达到了高峰，当时大约有100万辆以木材或木炭为原料提供能量的车辆运行于世界各地。我国在20世纪50年代，由于面临着能源匮乏的困难，也采用气化的方法为汽车提供能量。 20世纪70年代，能源危机的出现，重新唤起了人们对生物质气化技术的兴趣。以各种农业废弃物、林业废弃物为原料的气化装置生产可燃气，可以作为热源，或用于发电，或生产化工产品（如甲醇、二甲醚及氨等）。生物质气化有多种形式，如果按照气化介质分，可将生物质气化分为使用气化介质和不使用气化介质两大类。不使用气化介质称为干馏气化；使用气化介质，可按照气化介质不同分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、水蒸气-氧气混合气化和氢气气化等。生物质气化炉是气化反应的主要设备。生物质气化技术的多样性决定了其应用类型的多样性。在不同地区选用不同的气化设备和不同的工艺路线来使用生物质燃气是非常重要的。生物质气化技术的基本应用方式主要有以下四个方面：供热、供气、发电和化学品合成。生物质气化供热是指生物质经过气化炉气化后，生成的生物质燃气送各入下一级燃烧器中燃烧，为终端用户提供热能。此类系统相对简单，热利用率较高。

生物质燃烧灰渣利用概述

生物质燃烧灰渣利用概述 XXX 摘要：在人类面临着能源与环境双重压力的今天，生物质能作为一种清洁、可再生的能源日益受到人们的亲睐，于是生物质发电作为一种清洁的电力生产方式得到了迅速发展。生物质燃烧发电是一种简单直接的方式，我国也已建立了多家生物质直燃、混燃发电厂。生物质电厂运行过程中会产生大量的灰渣，其填埋不仅会占据大面积土地，还给环境带来了巨大的压力，且生物质灰渣中含有较多的K、N、S、P等无机元素，有一定的回收利用价值，因此，研究对生物质灰渣更加合理、高效的利用是十分必要的。本文将对目前生物质灰渣的利用情况做简要概述。关键词：生物质电厂、灰渣特性、综合利用 1. 前言随着化石能源的大量开采、利用，能源危机与随之而来的环境污染问题已成为全世界关注的焦点，此两点问题的重要性已不必再多加赘述。在这个全球大背景下，化石能源的清洁高效利用和开发清洁、可再生的新能源也成为了研究的两大热点领域。电力行业是典型的能源行业，传统的火电更是要消耗大量的化石燃料。我国是煤炭大国，火力发电一直以燃煤为主。但是煤炭作为一种不可再生的能源，总会面临资源枯竭的一天。而且煤炭在燃烧过程中会产生SO2、NOx等气态污染物以及粉尘灰渣等固态废弃物，需要在后续过程中进行脱硫、脱硝、除尘等污染物减排处理。因此、用更加清洁的燃料代替煤炭或者研究煤炭的清洁高效利用是十分必要的。风能、太阳能、水能、地热能、潮汐能和生物质能都是典型的可再生清洁能源，其中生物质能是唯一可再生的碳源，有着很广阔的研究和发展空间。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，能够作为能源使用的生物质资源有很多种，大体可以分为植物和非植物两大类。其中植物类主要包括森林、农作物、草类等陆生植物和水草、藻类等水生植物；而非植物类主要有动物粪便、有机废水、生活垃圾等。我国拥有丰富是生物质资源，据测算，我国理论生物质资源量约为50亿吨/年。如果这些生物质资源得到充分的利用，将大大缓解我国的能源和污染物治理问题。

生物质燃料特性简介

生物质成型燃料简介生物质成型燃料（BMF），是以农林废弃物（秸秆、稻壳、花生壳、木屑、树枝等）为原料，通过生物质固体燃料致密加工成型设备在特定的工艺条件下加工制成块状的高效燃料，是一种环保、可再生能源。生物质成型燃料的二氧化硫排放量是煤的1/28，是天然气的1/8，二氧化碳可做到零排放，可替代煤炭、天然气、液化气等不可再生资源，广泛应用于工商业生产和居民生活，是国家重点支持发展的新能源。（一）BMF物理特性密度：800～1100 kg/m 热值低：3400～4000 kcal/kg（详见测试报告）挥发份高：60～70% 灰分大：5～15%（不稳定）水分高：5～12% 含硫量低：0.02～0.21%（常用的烟煤含硫量为0.32～3%）（详见测试报告）常见生物质原料制成生物质成型燃料热值参考值玉米秸秆：3470 kcal/kg 棉花秸秆：3790 kcal/kg 松木锯末：4010 kcal/kg 稻草：3470 kcal/kg 烟杆：3499 kcal/kg

花生壳：3818 kcal/kg （二） BMF燃烧特性从燃烧特性曲线可以看出，BBDF燃烧分三个阶段进行：第一阶段（A-B）：水分蒸发阶段（～180℃）；第二阶段（B-C）：挥发份析出、燃烧阶段（180～370℃），此阶段挥发份大量析出，并在300℃左右着火剧烈燃烧；

第三阶段（C-D）：固定碳燃烧阶段（370～620℃）。 BMF的燃烧具有如下特点：着火温度低：一般为300℃左右挥发分析出温度低：一般为180～370℃ 易结焦且结焦温度低：一般800℃左右根据以上研究成果可知：由于生物质燃料特性的不同，导致生物质燃料在燃烧过程中的燃烧机理、反应速度以及燃烧产物的成份与燃煤相比都存在较大的差别，表现出与燃煤不同的燃烧特性。（三）BMF燃烧原理生物质燃料洁净燃烧必须满足三个条件： 1、要求较高的温度（不低于380℃） 2、可燃气体在高温区停留时间要长 3、充足的氧气

生物质灰渣的利用

生物质电厂灰渣成分及利用前景分析

生物质电厂灰渣成分及利用前景分析 2008-7-10 庄会永a,b徐永进a军a 锴c永庚c凌浩c肖兵a (a国能生物发电, 100032; c中国科学院植物研究所生态中心, 100093) 摘要对于生物质发电厂常用的18种秸秆燃料进行的高温（550℃）模拟燃烧实验表明，秸秆的平均灰分含量为9.33%，秸秆灰分的主要组成为大量不能直接利用的硅酸盐（含量为25.85%）、钙盐（含量为23.34%）以及钾的化合物（含量为17.47%）。而生物质发电厂灰分的钾含量为5.33%（变幅在4.66%～5.93%之间），远远低于高温模拟燃烧秸秆灰分中的平均K2O含量为17.47%（变幅在9.25%～25.18%之间），与农村常用草木灰含量（5%～10%左右）的含量相持平。生物质发电厂灰分的主要组成为硅酸盐（含量为20.93%）、钾盐（含量为5.33%）以及铁的化合物（含量为1.62%）。此外，灰分中还含有锰、镁、锌、钙、硼等对作物有益的元素，其重金属含量也远远低于相应的国家环保标准。就分析结果来看，生物质能电厂燃烧后的废弃灰渣，仅能具有开发低端肥料的价值。关键词生物质，秸秆，灰分肥料 Analysis on comprehensive composite of straws ash coming from biomass power plant H.Y. Zhuang a, b, Y.J.Xu a,J.Li a,K. Yin c, Y.G. Li c, G.M. Jiang c a National Bio-Energy CO.,LTD, No 26B, Financial Street, Xicheng District, Beijing 100032, China b Shandong Acadmey of Science,No. 19, Keyuan Road, Jinan, Shandong Province ,250014, China c China Academy of Science Institute of Botany, Beijing, 100093, China Abstract: After doing a simulation burning experiment on 18 kinds of straw residue which are common fuel for biomass power plant, the result shows that straws ash content is 9.33% generally and its composite are mostly composed of Silicate(25.85％), Calcium(23.34％), Potassic(17.47%). But Potassic content of actual plant ash is 5.33%, varies from 4.66%～5.93%, and far from lower than that of simulation burning experiment. And its Potassic content is equal to that of common plant ash in rural area(5%~10%). Silicate(20.93％), Potassic(5.33％) , iron(1.62％) mainly make up of the content of the plant ash. In addition to main components, it also contains many helpful elements to crops, such as Manganese, Magnesium, Zinc, Calcium, Boron and so on. Its heavy metal content is also much lower than

生物质气化技术的应用现状及其发展趋势

生物质气化技术的现状及其发展建环0902 U200916245丁天驰摘要：介绍了生物质气化的基本原理及有关气化工艺，阐述了常见的生物质气化反应器（气化炉）工作原理及其优缺点，解释了气化剂、原料粒径、温度、压力等操作条件对生物质气化的影响，最后讨论了目前生物质气化技术存在的问题并进行展望。亟待解决的问题. 关键词：生物质；气化；应用现状；发展趋势；流化床；双流化床生物质是重要的可再生能源,它分布广泛,数量巨大。但由于它能量密度低，又分散，所以难以大规模集中处理，这正是大部分发展中国家生物质利用水平低下的原因。生物质气化发电技术（BGPG）可以在较小的规模下实现较高的利用率，并能提供高品位的能源形式，特别适合于农村、发展中国家和地区，所以是利用生物质的一种重要技术，是一个重要的发展方向。中国由于地域广阔，生物质资源丰富而电力供应相对紧张，生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间，所以在中国大力发民展生物质气化发电技术可以最大限度地体现该技术的优越性和经济性。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。化石燃料的使用带来了一系列的环境、社会和政治问题，而生物质能具有清洁性、充足性、可再循环、易于储存和运输、便于转换等优点，因此被认为是21世纪最具发展前景的新能源之一。生物质气化是生物质能化学转化利用的重要方面。 1 生物质气化技术 1.1 生物质气化简介生物质气化是指固态生物质原料在高温下部分氧化的转化过程。该过程直接向生物质通气化剂，生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体。所用气化剂不同，得到的气体燃料也不同。目前应用最广的是用空气作为气化剂，产生的气体主要作为燃料，用于锅炉、民用炉灶、发电等场合。通过生物质气化可以得到合成气，可进一步转变为甲醇或提炼得到氢气。生物质热解气化技术最早出现于18世纪末期，首次商业化应用可以追溯到1833年，当时以木炭作为原料，经过气化器生产可燃气，驱动内燃机。第二次世界大战期间，生物质气化技术达到顶峰。20世纪70年代世界能源危机后，发达国家为减少环境污染，提高能源利用效率，解决矿物能源短缺提供新的替代技术，又重新开始重视开发生物质气化技术和相应的装置。人们发现，气化技术非常适用于生物质原料的转化。生物质气化反应温度低，可避免生物质燃料燃烧过程中发生灰的结渣、团聚等运行难题。在1992年召开的世界第15次能源大会上，确定生物质气化利用作为优先开发的新能源技术之一。 1.2 生物质气化过程随着气化装置类型、工艺流程、反应条件、气化剂种类、原料性质等条件的不同，生物质气化反应过程也不相同，但是这些过程的基本反应包括固体燃料的干燥、热解反应、还原反应和氧化反应四个过程。生物质原料进入气化器后，首先被干燥。在被加热到100℃以上时，原料中的水分首先蒸发，产物为干原料和水蒸气。温度升高到300℃以上时开始发生热解反应。热解是高分子有机物在高温下吸热所发生的不可逆裂解反应。大分子碳氢化合物析出生物质中的挥发物，只剩下残余的木炭。热解反应析出挥发分主要包括水蒸气、H2、CO、CH4、焦油及其他碳氢化合物。热解的剩余物木炭与被引入的空气发生反应，同时释放大量的热以支持生物质干燥、热解及后续的还原反应进行，氧化反应速率较快，温度可达1000～1200℃，其他挥发分参与反应后进一步降解。没有氧气存在，氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生还原反应，生成氢气和一氧化碳等。这些气体和挥发分组成了可燃气体，完成了固体生物质向气体燃料的转化过程。还原反应是吸热反应，温度将会降低到700～